DE1090346B - Verfahren zum Ausbrennen neutraler Teilchen und zum Aufbau eines Plasmas in einer Reaktionskammer - Google Patents
Verfahren zum Ausbrennen neutraler Teilchen und zum Aufbau eines Plasmas in einer ReaktionskammerInfo
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum »Ausbrennen« neutraler Teilchen und zum Aufbau
eines Plasmas in einer Reaktionskammer. Vorrichtungen mit Plasmakammern werden vor allem zum
Studium der Bedingungen für die Herbeiführung von thermonuklearen Fusionsprozessen verwendet.
Es ist bereits eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, bei welcher energiereiche Molekülionen in ein
begrenzendes magnetisches Feld injiziert werden, das zu den magnetischen Kraftlinien senkrecht ist. An
einer Stelle der Laufbahn dieser Ionen in dem magnetischen Feld wird ein Teil von ihnen zur Bildung von
Atomionen dissoziiert und/oder ionisiert. Die hierbei entstehenden Atomionen haben den halben Impuls der
ursprünglichen Molekülionen und daher den halben Krümmungsradius im Magnetfeld. Wenn die Mitte der
Bahnen dieser Atomionen mit der Achse des magnetischen Feldes zusammenfält, laufen die Ionen in
einem Ring um. Wenn die Mitte der Bahnen und die Achse der Vorrichtung nicht zusammenfallen, ergibt
sich eine Präzession der Atomionenbahn um den Ursprungspunkt des Atomions. Die Atome laufen um, bis
ein Ladungsaustausch mit einem der neutralen Gasatome im System stattfindet.
Beim Zünden eines Plasmas in einer Reaktionskammer ist bereits eine große Anzahl restlicher neutraler
Teilchen (~3 · 108-3 · 10« Teilchen je ecm) im
Reaktionsgefäß vorhanden. Diese neutralen Teilchen sind im Vergleich zu den Ionen im Plasma verhältnismäßig
energiearm (»kalt«) und haben eine nachteilige Wirkung, da sie »heiße« Ionen aus dem System
durch Ladungsaustausch entfernen. Wenn eines der umlaufenden Ionen einen Ladungsaustausch erfährt,
trifft das »heiße« Ion auf ein neutrales Teilchen auf und reißt ein Elektron heraus, so daß es ein schnelles
neutrales Teilchen wird, während das ursprünglich energiearme neutrale Teilchen dadurch ein »kaltes«
Ion wird. Das schnelle, nicht durch ein magnetisches Feld eingeschlossene neutrale Teilchen entweicht aus
dem System, während das zurückgebliebene kalte Ion leicht durch die Enden des Reaktionsgefäßes (durch
die Spiegel in einer Vorrichtung vom Spiegeltyp) verlorengehen kann. Auf diese Weise wird die zugeführte
Energie aus dem System abgeleitet. Wenn daher eine beträchtliche Anzahl neutraler Teilchen im System
verbleibt, entfernen sie die heißen Ionen durch Ladungsaustausch, so daß nur wenige Ionen — wenh
überhaupt welche — zur Bildung eines Plasmas zur Verfügung stehen. Es kann daher so lange kein
weiterer Fortschritt für den Aufbau eines heißen Plasmas erzielt werden, bis der neutrale Untergrund
stark verringert ist. Für Ionen von einer Energie von 300 keV beispielsweise muß der neutrale Druck 10~5-mal
kleiner sein als der des Ionenuntergrundes. Durch Verfahren
zum Ausbrennen neutraler Teilchen
und zum Aufbau eines Plasmas
in einer Reaktionskammer
Anmelder:
United States Atomic Energy Commission, Germantown, Md. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,
München 27, Gaußstr. 6
München 27, Gaußstr. 6
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 28. April 1958
V. St. v. Amerika vom 28. April 1958
Albert Simon, Oak Ridge, Tenn. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
direktes Auspumpen würde ein anfänglicher Druck von 10-9mm Hg oder weniger erforderlich sein. Der
eingefangene Strahl trägt selbst dazu bei, die neutralen Teilchen durch Ionisation zu zerstören, läßt jedoch die
Bildung eines Plasmas zu.
Zur Beseitigung der erwähnten Beschränkung hinsichtlich des Plasmawachstums und der Erhitzung
wird daher ein Verfahren aufgezeigt, durch welches die neutralen Teilchen aus dem System wirksam entfernt
oder »ausgebrannt« werden können. Es wurde festgestellt, daß für jedes Plasmavolumen und jeden
Druck im Bereich des Plasmas ein »kritischer Strom« von Atomionen besteht, der bei der Injektion in das
Plasma die neutralen Teilchen ebenso schnell zerstört, wie diese Teilchen in das System eingebracht werden.
Es wurde ferner festgestellt, daß durch die Veränderung beispielsweise des Druckes oder durch die Erhöhung
des injizierten Molekülionenstromes mehr Atomionen als der »kritische Strom« erzeugt werden
können, so daß sich ein Plasma in Anwesenheit von kühlen neutralen Teilchen im wesentlichen ungehindert
aufbauen kann. Dieser Aufbau ermöglicht das Löschen der Bogenentladung und die Fortsetzung der Gaszufuhr,
wobei die im Plasma selbst auftretende MoIe^ külspaltung verwendet wird.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird der Atomionenstrom mit einem Betrag von mindestens
009 610/324
Ic Atomionen mit der mittleren Energie B innerhalb
der Reaktionszone erzeugt, wobei der Strom I0 durch
die Größe
:n ist.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die nachfolgende nähere Beschreibung in Verbindung
mit der Zeichnung verwiesen.
Fig. 1 zeigt schematisch eine beispielsweise Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,
und
Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung der Kurven für den kritischen Strom für verschiedene Druckbedingungen
in der Vorrichtung nach Fig. 1.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung werden energiereiche Molekülionen in eine Reaktionskammer
eingeschossen. Die Einschußbahn steht senkrecht zum Magnetfeld in der Reaktionskammer, und das Magnetfeld
verläuft wiederum parallel zur Bogenentladung von hoher Intensität. Die Vorrichtung weist
einen zylindrischen Außenmantel 10 auf, an den Endwände 13 und 14 angebracht sind. Die Endwand 13 ist
mit einer kreisförmigen Öffnung versehen, an der ein Rohrstück 17 befestigt ist. An dem Rohrstück 17 ist
ein Endverschluß 19 befestigt, in dem eine Kathode 1 fest angeordnet ist. Die Endwand 14 weist eine kreisförmige
Öffnung auf, an der ein Rohrstück 18 befestigt ist. Das Rohrstück 18 trägt einen Endverschluß
20, in dem eine Anode 2 fest angeordnet ist. Der Außenmantel 10 ist mit einer kreisförmigen Öffnung
versehen, an der ein Rohrstück 21 angebracht ist, an welchem wiederum ein Endverschluß 22 befestigt ist.
In den Endverschluß 22 ist ein Rohrstück 23 eingesetzt, welches mit einem abgesetzten Teil versehen
ist, der mit einer Öffnung in einem Innenmantel 7 in Verbindung steht. Mit dem Rohrstück 23 steht ein
lonenbeschleunigungsrohr 29 üblicher Art in Verbindung, das dazu dient, Molekülionen aus einer äußeren
Ionenquelle 24 auf verhältnismäßig hohe Energien zu beschleunigen. Das Beschleunigungsrohr kann durch
einen Hochspannungsgenerator üblicher Art erregt werden.
Die Molekülionen treten dann durch die Öffnung im +5
Innenmantel 7 hindurch und gelangen in den Bereich einer Bogenentladung zwischen der Anode 2 und der
Kathode 1. Die zwischen den erwähnten Elektroden gebildete Bogenentladung ist in einer durch den Innenmantel
7 und die Endwände 27, 28 gebildeten Innenkammer im wesentlichen eingeschlossen. Die Wände
27 und 28 weisen kreisförmige Öffnungen auf, die sich mit der Anode und der Kathode in axialer Ausfluchtung
befinden. Die Kathode 1 und die Anode 2 sind von geeigneten rohrförmigen Leitwänden 3 und 4 umgeben,
die sich durch die Öffnungen in den Wänden 27 und 28 erstrecken. Der Innenmantel ist mit zwei kreisförmigen
Öffnungen versehen, die sich mit zwei kreisförmigen Öffnungen im Außenmantel 10 in Ausfluchtung
befinden. Die miteinander in Ausfluchtung befindliehen Öffnungen sind durch Buchsen 25 und 26 aus
Isoliermaterial miteinander verbunden. Die durch den Innenmantel 7 und die Wände 27 und 28 gebildete
Innenkammer ist durch die Öffnungen 15 und 16 der Buchsen 25 und 26 mit einem Vakuum verbunden. Der
Außenmantel 10 ist ferner mit zwei zusätzlichen Öffnungen 11 und 12 versehen, die mit einem Vakuum
verbunden sind und mit einer Außenkammer in Verbindung stehen, die sich zwischen dem Außenmantel
10 und dem Innenmantel 7 befindet. Eine kreisförmige magnetische Spiegelspule 5 ist an einer mit einer
Öffnung versehenen Wand 8 angebracht und um die Außenseite des Innenmantels 7 zwischen dem Ionenquellenrohr
23 und der Buchse 25 angeordnet. Eine weitere kreisförmige magnetische Spiegelspule 6 ist an
der mit einer Öffnung versehenen Wand 9 angebracht und um die Außenseite des Innenmantels 7 zwischen
dem Ionenquellenrohr 23 und der Buchse 26 angeordnet. Mit Hilfe dieser Spiegelspulen wird ein magnetisches
Umschließungsfeld erzeugt, dessen Richtung durch den Pfeil H angedeutet ist.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird zwischen der Kathode und der Anode in der üblichen
Weise eine Bogenentladung von hoher Intensität eingeleitet. Die Innenkammer und die Außenkammer
werden evakuiert, und der Druck in der Innenkammer wird beispielsweise auf etwa 10"7mm Hg aufrechterhalten,
während der Druck in der Außenkammer auf 10"6 mm Hg gehalten wird. Die Spiegelspulen 5 und 6
haben einen Innendurchmesser von 43,2 cm, während der Abstand von den Innenflächen der Spulen 47 cm
beträgt. Bei diesen Abmessungen kann ein Zylinder eingeschrieben werden, dessen Ränder gerade die
Innenkanten der Spulen berührt und dessen Volumen = 6,9· 104 ecm beträgt. Das Plasma, das durch
Dissoziation der energiereichen Molekülionen gezündet wird, wenn diese durch die Bogenentladung von hoher
Intensität hindurchtreten, wird innerhalb des erwähnten Volumens durch das magnetische Feld H begrenzt
und in diesem gehalten. Das für die Ionenquelle verwendete Gas kann beispielsweise Deuterium sein,
und die Injektionsspannung für die Molekülionen kann beispielsweise ungefähr 600 keV betragen, was Atomionen
mit einer Energie von ungefähr 300 keV ergibt.
Wie erwähnt, befindet sich bereits beim Anfahren eine große Anzahl neutraler Teilchen im Reaktionsraum, welche die heißen Ionen aus dem System infolge
Ladungsaustausch entfernen. Der Wirkungsquerschnitt für den Ladungsaustausch ist eine steil abfallende
Funktion der Atomionengeschwindigkeit oberhalb ungefähr 30 keV (~-^8-)· Er beträgt bei 300 keV
ungefähr 3·10"18 cm3; dieser Wert ist sehr viel höher
als der der Coulombschen Wirkungsquerschnitte für den Energieverlust und die Teilchenablenkung. Durch
jeden Ladungsaustausch wird ein neutrales Teilchen zerstört, und durch die durch das schnelle Ion verursachte
Ionisation werden viele neutrale Teilchen entfernt, da der Ionisationswirkungsquerschnitt mehr als
20mal so groß ist wie derjenige für den Ladungsaustausch bei 300 keV (4· 10-7Cm2). Wie bereits erwähnt,
besteht für den Atomionen-Eingangsstrom ein kritischer Wert, bei welchem die Ionen die neutralen
Teilchen ebenso schnell »ausbrennen«, als sie in das Plasma gelangen. Wenn dieser Wert einmal überschritten
ist, werden mehr Ionen als neutrale Teilchen erhalten, so daß sich das Plasma innerhalb des vorerwähnten
eingeschriebenen Volumens aufbaut und zusätzliche neutrale Teilchen ausgebrannt werden und
das System innerhalb eines kurzen Zeitraums von neutralen Teilchen gereinigt wird. Dieser Vorgang ist
unter der Bezeichnung »Ausbrennen« bekannt und erfolgt bei dem beschriebenen Beispiel durch die energiereichen
Ionen.
Zur Bestimmung der jeweiligen Werte des kritischen Stroms, des Drucks und anderer regelbarer Bedingungen
wurde die Wirkung des Ausbrennens durch energiereiche Ionen im Rahmen der Erfindung zahlenmäßig
untersucht. Der Aufbau der Ionendichte im Plasma bei einer Vorrichtung vom Spiegeltyp der in
Fig. 1 dargestellten Art kann durch die zeitabhängigen Gleichungen ausgedrückt werden:
dn+
' dt
dn0
dt
Nv0S
47
acvP — η+ηησοχυ ,
nnvn S
(1)
AV
— W0 n+ {Oi + acx) ν. (2)
M+ = Atomionendichte.
M0 = Dichte der neutralen Teilchen.
J+ = Atomionenstrom.
6" = Oberfläche des Plasmabereiches. JV = Dichte der neutralen Teilchen in der
6" = Oberfläche des Plasmabereiches. JV = Dichte der neutralen Teilchen in der
äußeren Sammelleitung, die im wesentlichen gleich 3 · 1016 · Druck (in mm Hg) *5
ist.
P = die Wahrscheinlichkeit der Streuung in den »Verlustkegel«, welche gleich
1 —cos Θc ist.
V = das vom Plasma eingenommene Volumen. ν = Ionengeschwindigkeit.
z/0 = thermische Geschwindigkeit der neutralen
Teilchen.
ac = Coulombscher »Wirkungsquerschnitt« im
Plasma für die Streuung durch mehrfache Zusammenstöße um kleine Winkel über 90°.
acx = Ladungsaustausch-Wirkungsquerschnitt.
O1 = Ionisations-Wirkungsquerschnitt.
30
Der Verlustkegel, der vorangehend zur Definition von P erwähnt ist, ist derjenige Bereich, welcher durch
eine Fläche begrenzt ist, die mit der Achse einen Winkel bildet, welcher gleich dem kritischen Winkel
für die Umschließung ist. Dieser kritische Winkel (0C) wird aus dem Ausdruck
sin©
C=]/T
darstellt. In der zweiten Gleichung stellt der erste Ausdruck auf der rechten Seite die Anzahl der einströmenden
neutralen Teilchen in das Plasma, der zweite Ausdruck die Anzahl der ausströmenden neutralen
Teilchen aus dem Plasma dar, während der dritte Ausdruck den Betrag der Ausbrennung von neutralen
Teilchen durch Ionisation und Ladungsaustausch angibt.
Wie erwähnt, wurde im Rahmen der Erfindung festgestellt, daß das Ausbrennen im kritischen Punkt erfolgt,
bei welchem die neutralen Teilchen mit einer Geschwindigkeit ionisiert werden, die gleich der Geschwindigkeit
ihres Eintritts in das System ist. Die Zahl der durch ein schnelles Ion zerstörten neutralen
Teilchen, bevor das Ion selbst verlorengeht, kann ausgedrückt
werden durch
Daher kann der kritische Wert des Eingangsstroms für das Erzielen dieses kritischen Punktes annähernd
wie folgt ausgedrückt werden:
■*- r.
wobei J0 der Gesamtstrom der neutralen Teilchen ist,
die in das Plasma entsprechend der Formel:
_ SNv0
40
erhalten, wobei R das Spiegelverhältnis der Vorrichtung, d. h. das Verhältnis der Stärke des magnetischen
Feldes im Spiegelbereich (zwischen den Spulen) zu dem im gleichmäßigen Mittelbereich ist.
Die Werte des Ladungsaustausch-Wirkungsquer-Schnitts können den gemessenen Werten entnommen
werden, welche in der Zeitschrift »Physical Review«, 103, S. 896 (1956), veröffentlicht wurden, wobei für
die Deuteronen angenommen wird, daß der Wirkungsquerschnitt für die gleiche Relativgeschwindigkeit der
gleiche ist. Der Wert beträgt beispielsweise 5,5 · 10-18 cm2 bei 250 keV. Die Werte des Ionisations-Wirkungsquerschnitts
können aus der Formel berechnet werden, die von Be the und Ashkin in der Zeitschrift
»Experimental Nuclear Physics«, Vol. I, Part. II, veröffentlicht im Jahre 1953, angegeben
wurde. Bei 250 keV beträgt z. B. der Ionisations-Wirkungsquerschnitt I1O-IO-16 cm2. Die Werte für den
»Coulombschen Wirkungsquerschnitt« können aus der Formel
ac = 20 · π.
\E+
berechnet werden, wobei e die Ladung des Elektrons und B+ die mittlere Energie eines Ions im Plasma ist.
In der vorstehend gegebenen Gleichung (1) stellt der erste Ausdruck auf der rechten Seite die Eingangsenergie der konstanten Quelle dar, der zweite Ausdruck
berücksichtig die Spiegelverluste, während der dritte Ausdruck den Verlust durch Ladungsaustausch
einströmen. Für den in der Gleichung benutzten Ausdruck Ic ist der Wert des Atomionenstroms einzusetzen,
der als Folge der Dissoziation und/oder Ionisation des Molekülionenstrahls erzeugt wird. Wenn
der kritische Wert des Molekülionenstroms gewünscht wird, muß der aus der Gleichung (3) erhaltene Wert
von Ic durch einen Faktor multipliziert werden, der
dem »Aufbrech«-Wirkungsgrad der Bogenentladung proportional ist. Für einen normalen Betrieb bei
150 V 300 Ampere beträgt dieser Faktor 25%. Da die Anzahl der einströmenden neutralen Teilchen sich
linear mit dem Druck verändert, verändert sich der Wert des kritischen Stromes ebenfalls linear mit dem
Druck.
Einige der Parameter der vorstehenden Gleichungen sind zur Berechnung der in Fig. 2 gegebenen Kurven
für den kritischen Strom wie folgt gewählt. Das durch die Spiegelspulen eingeschriebene Volumen beträgt bei
der aufgezeigten Vorrichtung (Fig. 1) 6,9 · 104 ecm. Da
nur ein Teil dieses Volumens vom Plasma eingenommen wird, wurde der Parameter V zu annähernd 4 · 10* ecm
gewählt. Es wurde weiter angenommen, daß das Plasma eine halbkugelförmige Gestalt beispielsweise mit einem
Radius von 20,3 cm hat. Hieraus ergibt sich ein Verhältnis von Oberfläche zu Volumen von etwa 3/r oder
0,15cm-1, so daß sich für die Größe *? ungefähr ein
Wert von 6 · 103 cm2 ergibt. Bei der vorgesehenen Energie beträgt z/0 dann 1,9-1O5 cm/sec, ac=4,l-10-23,
0J=I1O-IO-16Cm2 und σεΛ:=5,5·10-18 cm2. Bei einem
Druck von 10-6mm Hg'beträgt IV ungefähr 3-1010
Die Injektionsenergie beträgt 250 keV.
Die Ergebnisse der Berechnungen für die endgültigen Werte des stationären Zustandes sind in Fig. 2
als Funktion des Druckes und des Eingangsstromes dargestellt. Diese Kurven zeigen das lineare Verhältnis
zwischen dem kritischen Strom und dem Druck. Die Werte des durch die Gleichung (3) bestimmten
Eingangsstroms sind durch die Pfeile angegeben. Hieraus ergibt sich, daß für eine Vorrichtung gemäß
der Fig. 1 und mit der angegebenen Größe ein Ein-
gangsstrom von mindestens 80 Milliampere zum Ausbrennen erforderlich ist, wenn der Druck 10-° mm Hg
beträgt, jedoch nur ungefähr 8 Milliampere erforderlich sind, wenn der Druck 10~7mm Hg beträgt. Das
Ausbrennen ist nicht eine plötzlich auftretende Erscheinung, wenn der Strom zunimmt; es vollzieht sich
vielmehr kontinuierlich über einen verhältnismäßig engen Strombereich. Es hat sich ergeben, daß für weit
über dem kritischen Wert liegende Ströme die Dichte der neutralen Teilchen für den stationären Zustand n0
wie folgt ausgedrückt werden kann:
V0S
(4)
Hieraus ergibt sich, daß die Dichte der neutralen Teilchen sich dem Wert Null annähert, wenn /+ sehr
groß wird.
Für den Fachmann ergibt sich ohne weiteres, daß die in der Fig. 2 angegebenen absoluten Werte sich je
nach den für eine besondere Vorrichtung gewählten so Parametern verändern. Die allgemeinen Verhältnisse
verändern sich jedoch nicht, so daß ein Wert des kritischen Stroms für jede Vorrichtung der beschriebenen
Art berechnet werden kann und ein Strom mit einem höheren Wert das Ausbrennen der neutralen
Teilchen in der Vorrichtung verursacht.
Der Wert des kritischen Atomioneneingangsstroms kann bei einer Vorrichtung der erwähnten Art auf
mindestens viererlei Weise geregelt werden. Erstens kann der Molekülionenstrom dadurch verändert werden,
daß die Bedingungen in der Ionenquelle verändert werden. Zweitens kann die Injektionsspannung der
Ionenquelle verändert werden, wodurch die Energie der injizierten Molekülionen verändert wird. Drittens
kann der Wert des kritischen Atomionenstroms dadurch geregelt werden, daß der »Aufbreche-Wirkungsgrad
des Mechanismus verändert wird, der die Ionisation und/oder Dissoziation des Molekülionenstrahls
verursacht. Wenn eine Bogenentladung verwendet wird, wird durch eine Änderung der Spannung oder
des Stroms der Bogenentladung der Prozentsatz der sich bildenden Atomionen geändert. Eine vierte Regelung
des Wertes des kritischen Atomionenstroms kann durch eine Veränderung des Druckes innerhalb der
Plasmakammer erfolgen.
Die Anwendung des Ausbrennverfahrens ist nicht unbedingt auf Vorrichtungen vom Spiegeltyp beschränkt.
Beispielsweise kann ein Plasma in einem Teil einer Vorrichtung vom »Stellarator«-Typ dadurch
gebildet werden, daß ein Abschnitt mit zeitweilig magnetischen Spiegeln versehen wird. Wenn
das Plasma einmal gebildet ist, kann es einen größeren Teil der Vorrichtung ausfüllen, wenn die Spiegel allmählich
voneinander weg nach außen bewegt werden. Durch eine energiereiche Injektion wird, wenn der
Eingangsstrom ausreichend stark ist, das Ausbrennen der neutralen Teilchen in einer solchen Vorrichtung
bewirkt. Nachdem das Ausbrennen erreicht worden ist, ist der unerwünschte Ladungsaustausch vermieden,
so daß heiße Ionen mit kalten Elektronen zusammenstoßen und die Elektronen erhitzt werden. Dies
dauert so lange an, bis die Coulombsche Streuung stärker wird als der Energieverlust. An diesem Punkt
bildet sich ein Plasma.
Bei der Injektion eines starken energiereichen Stroms ist es wahrscheinlich, daß die zusätzliche
»Pump «-Wirkung des eingefangenen oder eingeschlossenen Plasmas auf das gesamte Vakuumsystem einer
Vorrichtung ausreicht, die Dichte der neutralen Teilchen außerhalb des Plasmabereichs (N in Gleichung 2)
zu verringern. Unter manchen Betriebsbedingungen kann es ausreichen, das gesamte System sogar bevor
der Ausbrennzustand) wie vorangehend beschrieben, erreicht worden ist, zu evakuieren.
Claims (4)
1. Verfahren zum Ausbrennen neutraler Teilchen und zum Aufbau eines Plasmas in einer Reaktionskammer
in der Weise, daß Molekülionen in einer Ionenquelle erzeugt werden, eine Reaktionszone
auf einen Druck/» evakuiert wird, eine Bogenentladung mit Kohleelektroden parallel zu
dem erwähnten magnetischen Feld und innerhalb der erwähnten Zone erzeugt wird, und ein Strom
der erwähnten Molekülionen mit einer mittleren Energie von 2 £ in die Bogenentladung senkrecht
zur Richtung des magnetischen Feldes injiziert wird, so daß die Bogenentladung die Molekülionen
unter Bildung eines umlaufenden Stroms von Atomionen mit einer mittleren Energie B dissoziiert,
welche in der Reaktionszone zusammen mit Elektronen und neutralen Teilchen eingefangen
werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Atomionenstrom mit einem Betrag von mindestens Ic
Atomionen mit der mittleren Energie E innerhalb
der Reaktionszone erzeugt wird, wobei der Strom Ic
durch die Größe
gegeben ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Molekülionen Deuteriumionen
sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deuteriumionen eine mittlere
Energie von 600 keV besitzen und der erwähnte Druck- annähernd 10~6 mm Hg beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Bogenentladung injizierte
Molekülionenstrom eine Größe von mindestens -~
besitzt, während der Druck auf einem konstanten Wert p aufrechterhalten wird, so daß der Atomionenstrom
auf mindestens Ic Ionen verstärkt wird, wobei B den Molekülspaltungswirkungsgrad der
Bogenentladung in Prozent bedeutet.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 009 610/324 9.60
Applications Claiming Priority (1)
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