Claims (1)
Цель достигаетс тем, что при получении плазмы по предлагаемому способу вдоль магнитных щелей ловушки наклсщывают посто нное азимутальное электрическое поле такой величины, чтобы медленные электроны ионизации, дрейфу в области магнитных щелей в скрещенных электрическом и магнитном пол х, успели за врем образовани плазмы достигнуть стенки магнитной паели, а быстрые электроны за врем пролета магнитной щели получили сме щение значительно меньше ларморовск го электронного радиуса. Этому усло вию удовлетвор ет величина электри ческого пол Е, выбранна в соотношени 10 гн/f Е 4 2 Ug/L где Е - напр женность электрического пол , В/см; Н - магнитное поле в магнитной щели, Гс; , Ug- потенциал ускорени электро нов , В, Р - полуширина магнитной щели, см; - врем образовани плазмы, с L - глубина магнитной щели, см. Предлагаемый способ осуществл ет с следующим образом. Е электромагнитную ловушку напускают рабочий газ и одновременно через одну из магнитных щелей ловушки инжектируют поток высокоэнергетичных электронов. Электроны накапливаютс между магнитныг-ли поверхност ми встречно вк1цоченных соленоидов и от рицательно зар женньсг.1и электродами ловушки, преп тствующими уходу элект ронов из ловушки через магнитные щели . В результате ионизации рабочего газа образуютс ионы и медленные электроны ионизации. Ионы зат гивают с в потенциальную му объемного зар да электронов, образу плазму. Мед ленные электроны ионизации совершают колебани в магнитных щел х между отрицательно зар женными электродами и отрицательHHuvt объемным зар дом, Если в области магнитных щелей наложить посто нное электрич.еское поле Е направленное вдоль магнитной щели и перпендикул рное к вектору магнитно .го -пол Н ловушки, то происходит дрейф электронов в срещенных электри ческом и магнитном пол х в направлении стенок ма;гнитной щели со скоростью сЕ/Н. Если полуширина магнитной щели Е , то с характерным временем E/v ЕН/сЕ медленные электроны будут тер тьс на стенках магнитной щели. Дл эффективного их удалени из ловушки это характерное врем должно быть значительно меньше времени образовани плазмы, откуда величина электрического.пол EH/cf Быстрые электроны пролетают магнитную щель за врем t L/Vg , где L - глубина магнитной щели, Vg - скорость электрона. За врем пролета они получают смещение в направлении стенки магнитной щели в результате дрейфа в скрещенных электрическом и магнитном пол х d v t cEL/Vg И Если это смещение много меньше ларморовского радиуса электрона в Л агнитной щели, г mcVg/tH,To элект рон, попада после пролета щели в неадиабатическую область нулевого магнитного пол (между магнитными поверхност ми), забывает полученное возмущение и не тер етс из ловушки . Отсюда можно найти ограничение на величину электрического пол сверху; Е « 2Ue/L где Ug mLlg/2g-потенциал ускорени электронов. Объедин оба указанных выше ограничени , получают область, в которой должна лежать напр женность накладываемого электрического пол gH/ct « Е 2Ue/L или в практической системе единиц 1 ЕН/Т i Е 2Ue/L Пример . Н, Гс40 Ug ,КВ40 L , см1 е, см0,1 г, сЮ О. «Е« 8-10 На фиг. 1 схематически изображено устройство, позвол ющее реализовать предлагаемый способ, продольный разрез , на фиг. 2 - пластины, создающие электрическое поле в области магнитных щелей, вид с торца. В вакуумную камеру 1 помещены встречно включенные соленоиды 2, создающие магнитное поле остроугольной геометрии с магнитными поверхност ми 3 в виде гиперболоидов вращени . В область накоплени электронов вводитс рабочий газ через систему 4 подачи . Магнитные щели закрыты отрицательно зар женными электродами 5, преп тствующими уходу электронов из ловушки. Вторична электронна эмисси подавл етс с помощью электродов 6, имеющих более высокий отрицательный потенциал, чем на электродах 5. В ловушку с катода 7 инжектируетс поток электронов, которые накапливаютс ме;кду магнитными поверхност ми и отрицательно зар женными электродами , образу потенциальную му объемного зар да электронов. В результате ионизации введенного газа электронами образуютс ионы и медленные электроны. Ионы зат гиваютс потенциальной мой, образу в центре ловушки плазму. Медленные электроны ионизации совершают колебани в области магнитных щелей между отрицательно зар женными электродами и отрицательным объемным зар дом , Наложенное в области магнитных щелей электрическое поле создаетс пластинами 8 и 9, причем на пластины 8 прикладываетс разность потенциалов пор дка нескольких дес тков вольт, а на каждую пару пластин 9 с целью создани электрического пол вдоль кольцевой магнитной щели подаютс потенцисшн , например, в следующей последовательности . В: 0,5 10, 15, 15; 10; 5, О и т.д. В результате дрейфа в скрещенных электрическом магнитном пол х медленные электрон ионизации эффективно удал ютс из ласти магнитных щелей. На быстрые летные электроны действие этих пол пренебрежимо мало. Формула изобретени Способ получени плазмы путем и низации рабочего газа электронным пучком в ловушке со встречными маг нитными пол ми, отличающи с тем, что, с целью повышени энергии электронов плазмы,, вдоль магнитных щелей ловушки накладывают посто нное азимутальное электрическое поле такой величины, чтобы выполн лось соотношение 1 О® Е 2Ue/L где Е - напр женность электрического пол . В/см7 Н - напр женность магнитного пол в магнитной щели, TcJ Ug - потенциал ускорени электронов , В Р - полуширина магнитной щели,см L - глубина магнитной щели, cMf - врем образовани плазмы, с.The goal is achieved by the fact that, when plasma is produced by the proposed method, along the magnetic slots of the trap, a constant azimuthal electric field of such magnitude is applied so that the slow electrons of the ionization, the drift in the region of the magnetic slots in the crossed electric and magnetic fields, reach the magnetic wall These particles, while the fast electrons during the passage of the magnetic slit, received a shift much smaller than the Larmor electron radius. This condition is satisfied by the magnitude of the electric field E, selected in the ratio 10 n / f E 4 2 Ug / L where E is the intensity of the electric field, V / cm; H is the magnetic field in the magnetic gap, Gs; , Ug is the acceleration potential of electrons, B, P is the half width of the magnetic gap, cm; - plasma generation time, with L - the depth of the magnetic slit, see. The proposed method is carried out with the following method. An electromagnetic trap is injected into the working gas and simultaneously a stream of high-energy electrons is injected through one of the magnetic slots of the trap. The electrons accumulate between the magnetic surfaces of the oppositely directed solenoids and negatively charged electrodes 1 and the trap electrodes, which prevent the electrons from leaving the trap through the magnetic gaps. As a result of the ionization of the working gas, ions and slow ionization electrons are formed. The ions are drawn into the potential volume charge of electrons to form a plasma. Slow ionization electrons oscillate in magnetic gaps between negatively charged electrodes and the negative HHuvt bulk charge. If in the region of magnetic gaps impose a constant electric field E directed along the magnetic gap and perpendicular to the vector of the magnetic field of the trap then, the electrons in the crossed electric and magnetic fields drift in the direction of the walls of the magnetic slit at a rate of CE / H. If the half width of the magnetic gap is E, then with the characteristic time E / v EH / cE slow electrons will be lost on the walls of the magnetic gap. To effectively remove them from the trap, this characteristic time should be significantly less than the plasma generation time, whence the magnitude of the electric field is EH / cf Fast electrons fly through the magnetic gap in time t L / Vg, where L is the depth of the magnetic gap, Vg is the electron velocity. During the time of flight, they receive an offset in the direction of the wall of the magnetic gap as a result of drift in crossed electric and magnetic fields x dvt cEL / Vg AND If this offset is much less than the Larmor radius of the electron in L of the firing gap, g mcVg / tH, To electron, hit after the span of the slit into the nonadiabatic region of the zero magnetic field (between the magnetic surfaces), forgets the resulting perturbation and does not get lost from the trap. From here you can find a limit on the size of the electric field above; Е 2Ue / L where Ug mLlg / 2g is the potential of electron acceleration. Combining the above limitations, get the area in which the strength of the applied electric field is gH / ct "E 2Ue / L or in the practical system of units 1 EH / T i E 2Ue / L Example. H, Gs40 Ug, KV40 L, cm1 e, cm0.1 g, SJ O. “E” 8-10 FIG. Figure 1 shows schematically a device that allows the proposed method to be implemented, a longitudinal section; FIG. 2 - plates, creating an electric field in the field of magnetic slits, end view. In the vacuum chamber 1 are placed oppositely connected solenoids 2, creating a magnetic field of an acute-angular geometry with magnetic surfaces 3 in the form of rotation hyperboloids. The working gas is introduced into the electron storage area through the feed system 4. The magnetic gaps are closed by negatively charged electrodes 5, which prevent electrons from leaving the trap. Secondary electron emission is suppressed by electrodes 6 having a higher negative potential than on electrodes 5. A stream of electrons that accumulate in the trap from the cathode 7 is injected; magnetic fields and negatively charged electrodes are injected into the trap to form a potential volume charge. electrons. As a result of the ionization of the introduced gas by electrons, ions and slow electrons are formed. The ions are drawn into the potential mine, forming a plasma in the center of the trap. Slow ionization electrons oscillate in the region of the magnetic gaps between the negatively charged electrodes and the negative volume charge. The electric field imposed in the region of the magnetic gaps is created by the plates 8 and 9, and a potential difference of several tens of volts is applied to the plates 8 and A pair of plates 9 for the purpose of creating an electric field along an annular magnetic slit is supplied by a potentiation, for example, in the following sequence. B: 0.5 10, 15, 15; ten; 5, Oh, etc. As a result of the drift in crossed electric magnetic fields, slow ionization electrons are effectively removed from the field of magnetic gaps. On fast flight electrons, the action of these sexes is negligible. The invention The method of producing plasma by means of an electron beam and a gas in a trap with opposite magnetic fields, is characterized in that, in order to increase the plasma electron energy, a constant azimuthal electric field of such magnitude is applied along the magnetic slits of the trap to The ratio is 1 О® Е 2Ue / L where Е is the electric field intensity. B / cm7 N is the magnetic field intensity in the magnetic slot, TcJ Ug is the electron acceleration potential, B P is the half width of the magnetic gap, cm L is the depth of the magnetic gap, cMf is the plasma generation time, s.
.1.one
пЬо,) Л. %pbo,) L.%
/ X/ X
«Pwf"Pwf
ОтмочнаSoaking