DE1188221B - Process for generating an energy-rich, high-temperature gas discharge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.: Int. Cl .:

G 21 G 21

Deutsche Kl.: 21g-21/21 German class: 21g-21/21

Nummer: 1188221Number: 1188221

Aktenzeichen: U 6349 VIII c/21 g File number: U 6349 VIII c / 21 g

Anmeldetag: 15. Juli 1959 Filing date: July 15, 1959

Auslegetag: 4. März 1965Opening day: March 4, 1965

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer energiereichen hochtemperierten Gasentladung zwischen einer wassergekühlten, becherförmigen, mit Gas beschickten Kathode und einer wassergekühlten, hohlen, gegebenenfalls becherförmigen Anode, wobei diese Elektroden im Abstand einander gegenüber und mit ihren Achsen in Flucht in einer von einer äußeren Kammer umgebenen evakuierten Kammer und innerhalb eines intensiven magnetischen Führungsfeldes, das in Achsenrichtung dieser Elektroden gerichtet ist, angeordnet sind und diese Elektroden mit einer Zündspannung und mit einer Arbeitsspannung beaufschlagt werden. Energiereiche oder Hochtemperatur-Bogenentladungen werden als Dissoziationsmechanismus in Plasmavorrichtungen verwendet. Die Bogenentladungen bekannter Art können nicht in Gegenwart hoher Magnetfelder und bei Drücken betrieben werden, die niedrig genug sind, um für den Dissoziationsmechanismus wirksam zu werden. Beispielsweise ist es mit bekannten Lichtbogen nicht möglich, bei Strömen von wenigstens 100 A zwischen einer Kathode und einer im Abstand von wenigstens 30 cm von dieser Kathode entfernten Anode und bei Gegenwart eines starken Magnetfeldes (6000 Gauß) sowie in einem Vakuum von 3 · 10~⁵ mm Hg zu arbeiten. Die Entladung ist einfach nicht in Gang zu bringen, wenn diese Werte eingestellt werden, da die Gasionisation in dem Bogen ungenügend ist. Aufgabe der Erfindung ist es, Verfahrensmaßnahmen anzugeben, um eine Hochtemperatur-Bogenentladung bei den genannten Betriebsgrößen zu erzeugen.The invention relates to a method for generating a high-energy, high-temperature gas discharge between a water-cooled, cup-shaped cathode charged with gas and a water-cooled, hollow, optionally cup-shaped anode, these electrodes being spaced from one another and with their axes in alignment in one of an outer chamber Surrounded evacuated chamber and within an intense magnetic guide field, which is directed in the axial direction of these electrodes, are arranged and these electrodes are subjected to an ignition voltage and a working voltage. High energy or high temperature arc discharges are used as a dissociation mechanism in plasma devices. The known type of arc discharges cannot operate in the presence of high magnetic fields and at pressures low enough for the dissociation mechanism to be effective. For example, it is not possible with known arcs, with currents of at least 100 A between a cathode and an anode at a distance of at least 30 cm from this cathode and in the presence of a strong magnetic field (6000 Gauss) and in a vacuum of 3 × 10 ~ ⁵ mm Hg to work. The discharge simply cannot be started if these values are set, since the gas ionization in the arc is insufficient. The object of the invention is to provide procedural measures in order to generate a high-temperature arc discharge with the stated operating parameters.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die äußere Kammer und die von dieser eingeschlossene Bogenentladungskammer getrennt auf unterschiedliche Drücke evakuiert werden, die Gaszuführungsgeschwindigkeit zum Inneren der Kathode, ausgehend von einer zum Zünden der Gasentladung erforderlichen Zuführungsgeschwindigkeit, herabgesetzt und gleichzeitig die Arbeitsspannung des Bogens so weit erhöht sowie der Druck in der Kammer so weit verringert wird, daß die Bogenentladung von der Vorderfläche der Kathode ins Innere der Kathode hineingezogen wird.This object is achieved according to the invention in that the outer chamber and that of this enclosed arc discharge chamber are evacuated separately to different pressures that Gas feed rate to the interior of the cathode, starting from one for igniting the gas discharge required feed speed, reduced and at the same time the working voltage of the arc is increased so much and the pressure in the chamber is reduced so much that the arc discharge is drawn into the interior of the cathode from the front surface of the cathode.

Es wird also gemäß der Erfindung zur Zündung der Bogenentladung zwischen einer Hohlkathode und einer Anode oder zwischen einem Hohlkathodenpaar und einer zwischen diesen beiden Hohlkathoden angeordneten Hohlanode zunächst eine vorgegebene Gaszufuhrgeschwindigkeit zu dem Inneren der Hohlkathode oder dem Hohlkathodenpaar eingehalten und anschließend (nach der Zündung der Verfahren zum Erzeugen einer energiereichen
hochtemperierten GasentladungAccording to the invention, for igniting the arc discharge between a hollow cathode and an anode or between a hollow cathode pair and a hollow anode arranged between these two hollow cathodes, a predetermined gas feed rate to the interior of the hollow cathode or the hollow cathode pair is first maintained and then (after the ignition of the method for Generate an energetic
high temperature gas discharge

Anmelder:Applicant:

United States Atomic Energy Commission,United States Atomic Energy Commission,

Germantown, Md. (V. St. A.)Germantown, Md. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,Dr.-Ing. W. Abitz, patent attorney,

München 27, Pienzenauer Str. 28Munich 27, Pienzenauer Str. 28

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

John Sidney Luce, Oak Ridge, Tenn. (V. St. A.)John Sidney Luce, Oak Ridge, Tenn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. ν. Amerika vom 15.JuIi 1958 (748771)-V. St. ν. America of July 15, 1958 (748771) -

Bogenentladung) die Gaszufuhrgeschwindigkeit zu der Hohlkathode oder zu dem Hohlkathodenpaar verringert, so daß die Bogenentladung von der Vorderfläche der Kathode(n) ins Innere derselben hineingezogen wird. Nur wenn die Entladung in der Kathode selbst endigt, wird eine vollständige Ionisation des Beschickungsgases erreicht und die Bogenentladung aufrechterhalten, auch wenn der Druck in dem Entladungsraum auf einen sehr geringen Wert in Gegenwart eines sehr starken Magnetfeldes vermindert wird. Die bisher bekannten Verfahrensmaßnahmen zur Erzeugung von energiereichen Bogenentladungen sind nicht geeignet, die oben umrissenen Probleme zu lösen. Die Aufgabe, einen energiereichen Bogen zu erzeugen, in dem ein wesentlicher Prozentsatz von Molekülionen dissoziiert wird, die durch den Bogen in der in der USA.-Patentschrift 3 030 543 beschriebenen Art geführt werden, konnte erst durch den Erfindungsvorschlag gelöst werden.Arc discharge) the gas feed rate to the hollow cathode or to the hollow cathode pair is reduced so that the arc discharge is drawn from the front surface of the cathode (s) into the interior thereof will. Only when the discharge ends in the cathode itself will there be complete ionization of the feed gas and maintain the arc discharge even if the pressure in the Discharge space reduced to a very small value in the presence of a very strong magnetic field will. The previously known procedural measures for generating high-energy arc discharges are not designed to solve the problems outlined above. The task of a high-energy arc by dissociating a substantial percentage of molecular ions passing through the arc in the manner described in US Pat. No. 3,030,543 could only be carried out through the invention proposal be solved.

Es sind bereits Ionenquellen mit becherförmigen Hohlkathoden sowie Ionenquellen mit magnetischen Führungsfeldern (Pig Ion Source) bekannt. Diese bekannten Ionenquellen sind dazu bestimmt, die Ionenausbeute so groß wie möglich zu machen. Dementsprechend wird die Gaszufuhrgeschwindigkeit geregelt. Nach dem Erfindungsvorschlag wird hingegen die Gaszufuhrgeschwindigkeit reduziert, um die Bogenentladung von der Vorderfläche der Kathode bzw. der Kathoden in das Innere derselben hineinzuziehen,There are already ion sources with cup-shaped hollow cathodes and ion sources with magnetic ones Leading fields (Pig Ion Source) known. These known ion sources are intended to increase the ion yield to make it as big as possible. The gas supply speed is regulated accordingly. According to the proposal of the invention, however, the gas supply speed is reduced to the arc discharge to draw from the front surface of the cathode or cathodes into the interior thereof,

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was bei den bekannten Ionenquellen ersichtlich nicht der Fall ist.which is clearly not the case with the known ion sources.

An Hand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.The invention is explained in more detail, for example, using the figures.

F i g. 1 zeigt eine Schnittansicht einer zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeigneten Vorrichtung;F i g. Fig. 1 shows a sectional view of a suitable for carrying out the method according to the invention Contraption;

F i g. 2 zeigt eine Schnittansicht einer hohlen Kathode mit den darin verlaufenden Elektronenbahnen;F i g. 2 shows a sectional view of a hollow cathode with the electron paths running therein;

F i g. 3 zeigt eine Schnittansicht einer anderen Ausfiihrungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung;F i g. 3 shows a sectional view of another embodiment a device for performing the method according to the invention;

F i g. 4 zeigt eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer dafür geeigneten Vorrichtung. F i g. 4 shows a sectional view of a further embodiment of a device suitable for this.

Die nachstehend beschriebenen Bogen werden unter ziemlich hoher Spannung und mit einem ziemlich starken Strom betrieben, so daß die Erhitzung der Elektroden ein Problem darstellt. Dieses Problem wurde durch die Verwendung von Elektroden aus Wolfram oder aus einem anderen leitenden Material gelöst, das einen hohen Schmelzpunkt aufweist und gleichzeitig ein guter Wärmeleiter ist. Für die Anoden kann Kohle verwendet werden, was jedoch nicht zweckmäßig erscheint, da Kohle bei hoher Temperatur ein schlechter Wärmeleiter ist, so daß mit einer teilweisen Verdampfung des Anodenmaterials gerechnet werden muß, was unerwünscht ist. Die Elektroden sind in dicke wassergekühlte Kupfermäntel fest eingepaßt.The bows described below are made under fairly high tension and with a fairly operated with a strong current, so that the heating of the electrodes is a problem. This problem was made through the use of electrodes made of tungsten or some other conductive material solved, which has a high melting point and at the same time is a good conductor of heat. For the Carbon can be used for anodes, but this does not appear to be practical, since carbon is used at high Temperature is a poor conductor of heat, so that with a partial evaporation of the anode material must be reckoned with what is undesirable. The electrodes are in thick water-cooled copper sheaths firmly fitted.

Bei einem Druck beispielsweise von 3 · 10~⁵ mm Hg oder niedriger ist der Bogen bei der Vorrichtung nach F i g. 1 ein hohler Zylinder, wobei der Bogenstrom in diesem Zylinder eng an der inneren Kathodenwand geführt wird. Der Bogenstrom hängt von der Emission quer zum Magnetfeld innerhalb der hohlen Kathode ab. Es findet keine Verringerung der Emission statt, wenn der Bogen in einem starken Magnetfeld von z. B. 6000 Gauß betrieben wird. Die Bogen bei den Vorrichtungen nach den F i g. 3 und 4 sind nicht hohl, jedoch hängt deren Stromstärke ebenfalls von der Emission quer zum Magnetfeld innerhalb der hohlen Kathode ab.At a pressure for example of 3 x 10 ~ ⁵ mm Hg or lower the sheet in the apparatus in F i g. 1 a hollow cylinder, the arc flow in this cylinder being guided close to the inner cathode wall. The arc current depends on the emission across the magnetic field within the hollow cathode. There is no reduction in emission when the arc is in a strong magnetic field of e.g. B. 6000 Gauss is operated. The sheets in the devices according to FIGS. 3 and 4 are not hollow, but their current strength also depends on the emission across the magnetic field within the hollow cathode.

Die hier beschriebenen Deuteriumbogen weisen mindestens zwei neuartige Merkmale auf, durch die sie sich von anderen Bogen unterscheiden und die ihren Betrieb unter niedrigem Druck sowie mit hoher Energie ermöglichen. Das erste Merkmal besteht in der Querfeldemission, die durch die Verwendung eines großen Oberflächenbereiches, von dem Elektronen in das System eintreten können, erzielt wird. Das Deuteriumgas, das dem Innenraum der hohlen Kathode zugeführt wird, ist völlig ionisiert, bevor es die Hohlkathode verläßt. Da innerhalb der Kathode eine angemessene Raumladungsneutralisation stattfindet, ist es möglich, den Druck zu verringern, ohne die Emissionseigenschaften der Bogen zu beeinträchtigen. Das zweite wesentliche Merkmal ist in dem Bestehen eines axialen Spannungsgradienten in den Bogen zu sehen. Die Elektronen werden von der Innenwand der Kathode aus radial beschleunigt. Einige dieser Elektronen, welche Zusammenstöße erleiden, bevor sie zur Wand zurückkehren, werden nahe der Kathodeninnenwand eingefangen und dann aus der Kathode infolge dieses axialen Spannungsgradienten herausgezogen.The deuterium arcs described here have at least two novel features that allow they are different from other arches and operate under both low and high pressure Enable energy. The first characteristic consists in the cross-field emission caused by the use of a large surface area from which electrons can enter the system is achieved. The deuterium gas that the interior of the hollow Cathode is fed is completely ionized before it leaves the hollow cathode. Because inside the cathode If adequate space charge neutralization takes place, it is possible to reduce the pressure without to impair the emission properties of the sheets. The second essential feature is in that See the existence of an axial stress gradient in the arch. The electrons are from the Inner wall of the cathode accelerated from radially. Some of those electrons that collide before they return to the wall are trapped near the inner cathode wall and then pulled out of the cathode as a result of this axial voltage gradient.

Bei der Vorrichtung nach F i g. 1 ist eine hohle, langgestreckte, becherförmige Kathode 1 in einem.In the device according to FIG. 1 is a hollow, elongated, cup-shaped cathode 1 in one.

Block 3 und eine hohle, langgestreckte, becherförmige Anode 2 in einem Block 4 angeordnet. Kathodenabschirmungen 5 und 6 werden von an einer Außenkammerwand 13 befestigten Isolatoren 8 und 9 getragen. Die Kammerwand 13 trägt ferner mittels eines Isolators 10 eine Anodenabschirmung 7. Magnete 11 und 12 erzeugen ein starkes Magnetfeld von beispielsweise 6000 Gauß, dessen Richtung durch den Pfeil H angedeutet ist. Deuterium- oder Tritiumgas wird aus einem Gasvorratsbehälter 14 über eine Rohrleitung 15 dem Innenraum der hohlen Kathode 1 zugeführt. Kathode und Anode werden durch ein durch Rohrleitungen 33 strömendes Kühlmittel gekühlt.Block 3 and a hollow, elongated, cup-shaped anode 2 are arranged in a block 4. Cathode shields 5 and 6 are supported by insulators 8 and 9 attached to an outer chamber wall 13. The chamber wall 13 also carries an anode shield 7 by means of an insulator 10. Magnets 11 and 12 generate a strong magnetic field of, for example, 6000 Gauss, the direction of which is indicated by the arrow H. Deuterium or tritium gas is fed from a gas storage container 14 via a pipe 15 to the interior of the hollow cathode 1. The cathode and anode are cooled by a coolant flowing through pipes 33.

Durch die Wände 13 ist eine äußere Vakuumkammer 21 begrenzt, welche durch ein Rohrstück 23 mit einer Vakuumpumpe verbunden ist. Eine innere Vakuumkammer 20 ist durch Wände 17 begrenzt und durch ein Rohrstück 22 mit einer Vakuumpumpe verbunden. Benachbart der Kathode 1 sind Leitwände 18 und benachbart der Anode 2 Leitwände 19 vorgesehen. Die Leitwände 18 und 19 sind isoliert gelagert. Eine Bogenzündhilfseinrichtung, beispielsweise eine Hochfrequenzspannungsquelle 31, die ein Schweißtransformator üblicher Art sein kann, ist mit ihrem einen Ende über eine Leitung 32 mit der Anode 2 und an ihrem anderen Ende über eine Leitung 30, einen Schalter 29 und eine Leitung 28 mit der Kathode 1 verbunden. Eine Gleichspannungsquelle, beispielsweise eine Mehrzellenbatterie 25 mit veränderlichem Abgriff, liefert die Betriebsspannung für die Anoden-Kathoden-Strecke. Die Batterie 25 ist dabei an ihrer einen Seite über eine Leitung 24 mit der Kathode 1 und an ihrer anderen Seite über einen Schalter 26 und eine Leitung 27 mit der Anode 2 verbunden.By the walls 13 an outer vacuum chamber 21 is limited, which by a pipe piece 23 with connected to a vacuum pump. An inner vacuum chamber 20 is delimited by walls 17 and connected by a piece of pipe 22 to a vacuum pump. Guide walls are adjacent to the cathode 1 18 and adjacent to the anode 2 guide walls 19 are provided. The guide walls 18 and 19 are insulated stored. An arc ignition auxiliary device, for example a high-frequency voltage source 31, which has a Welding transformer of the usual type is connected at one end to the anode via a line 32 2 and at its other end via a line 30, a switch 29 and a line 28 to the Cathode 1 connected. A DC voltage source, for example a multi-cell battery 25 with variable Tap, supplies the operating voltage for the anode-cathode line. The battery 25 is while on its one side via a line 24 to the cathode 1 and on its other side via a Switch 26 and a line 27 connected to the anode 2.

Die Blöcke 3 und 4 sind gegen die Kammerwandung 13 isoliert gelagert. Bei der in der F i g. 1 dargestellten Vorrichtung beträgt z. B. die Länge der Kathode 12,7 mm, deren Außendurchmesser 19,05 mm und deren Innendurchmesser 9,525 mm. Die Anode hat eine Länge von 12,7 mm, einen Außendurchmesser von 19,05 mm und einen Innendurchmesser von 12,7 mm.The blocks 3 and 4 are mounted so as to be insulated from the chamber wall 13. In the case of the FIG. 1 shown Device is z. B. the length of the cathode 12.7 mm, its outer diameter 19.05 mm and its inner diameter 9.525 mm. The anode has a length of 12.7 mm, an outer diameter of 19.05 mm and an inner diameter of 12.7 mm.

Bei der in der F i g. 1 dargestellten Vorrichtung wird beim Anfahren Gas von der Vorratsquelle 14 über die Rohrleitung 15 der Kathode 1 zugeführt, bis der Druck in der Kathode und in der Kammer 20 einen Wert von etwa 3 · 10~³ mm Hg erreicht, worauf die Hochfrequenzspannungsquelle 31 an die Elektroden 1 und 2 gelegt wird. Ferner wird an die Elektroden eine Gleichspannungsquelle 25 gelegt. Der Bogen wird an den Flächen 34 und 35 der Kathode und Anode gezündet. Nach dem Zünden des Bogens 16 wird die Hochfrequenzquelle abgeschaltet und die Gaszufuhr herabgesetzt, bis sich der Bogen von den Flächen 34 und 35 der Elektroden in das Innere der Elektroden bewegt. Die Gaszufuhrgeschwindigkeit wird dabei auf einem Wert gehalten, der zur Erzielung einer völligen Raumladungsneutralisation innerhalb der hohlen Kathode gerade ausreicht, während der Druck in der Kammer 20 stetig bis auf etwa 3 · 10~^r> mm Hg oder niedriger herabgesetzt wird. Der Druck in der Außenkammer 21 wird dabei auf einem Wert von etwa 10~⁴ mm Hg gehalten. Im Betrieb wird der Druckunterschied zwischen den beiden Kammern auf einem konstanten Wert gehalten. In the case of the FIG. 1, when starting up, gas is supplied from the supply source 14 to the cathode 1 via the pipe 15 until the pressure in the cathode and in the chamber 20 reaches a value of about 3 · 10 ^-3 mm Hg, whereupon the high-frequency voltage source 31 is connected to the Electrodes 1 and 2 is placed. Furthermore, a DC voltage source 25 is applied to the electrodes. The arc is ignited on surfaces 34 and 35 of the cathode and anode. After the arc 16 has been ignited, the high-frequency source is switched off and the gas supply is reduced until the arc moves from the surfaces 34 and 35 of the electrodes into the interior of the electrodes. The gas feed rate is kept at a value which is just sufficient to achieve complete space charge neutralization within the hollow cathode, while the pressure in the chamber 20 is steadily reduced to about 3 · 10 ~ ^r> mm Hg or lower. The pressure in the outer chamber 21 is kept at a value of about 10 ~ ⁴ mm Hg. During operation, the pressure difference between the two chambers is kept at a constant value.

Während der gesamten Betriebszeit wird in der bezeichneten Vorrichtung ein Magnetfeld mit einer Stärke von etwa 6000 Gauß durch die Magnete 11 und 12 aufrechterhalten. Wenn der Druck in der Kammer 20 verringert wird, nimmt die Spannung an den Elektroden zu; wenn der Druck in der Kammer 20 einen normalen Betriebswert von beispielsweise 3 · 10~³ mm Hg erreicht hat, beträgt die Spannung zwischen den Elektroden 1 und 2 etwa 400 Volt, und der Bogenstrom beträgt dann etwa 100 A.During the entire operating time, a magnetic field with a strength of about 6000 Gauss is maintained by the magnets 11 and 12 in the device referred to. As the pressure in chamber 20 is reduced, the voltage across the electrodes increases; when the pressure in the chamber 20 has reached a normal operating level of, for example, 3 x 10 ^-3 mm Hg, the voltage between electrodes 1 and 2 is about 400 volts and the arc current is then about 100 A.

Damit der Bogen aus dem Innenraum der Kathode heraus unter den vorstehend angegebenen Bedingungen betrieben werden kann, ist es erforderlich, daß die Gasströmung auf einer Geschwindigkeit gehalten wird, die ausreichend niedrig ist, damit eine angemessene Raumladungsneutralisation innerhalb der Kathode, jedoch nicht im Hauptvolumen, erfolgt; außerdem muß die Bohrung der Kathode sich in genauer Ausfluchtung mit dem Magnetfeld befinden.So that the arc out of the interior of the cathode under the conditions specified above can be operated, it is necessary that the gas flow be maintained at one speed which is sufficiently low to allow adequate space charge neutralization within the Cathode, but not in the main volume; In addition, the bore of the cathode must be more precise Alignment with the magnetic field.

F i g. 2 zeigt ein Beispiel für die Elektronenpfade innerhalb der Kathode. Wie erwähnt, werden die Elektronen von der Innenwandung der Kathode radial beschleunigt. Einige dieser Elektronen, die, bevor sie zur Wand zurückkehren, Zusammenstöße erleiden, werden eingefangen und aus der Kathode infolge des axialen Spannungsgradienten im Bogen herausgezogen, so daß sie sich zur Anode bewegen. Auf ihrem Weg zur Anode finden weitere Zusammenstöße über die Länge des Bogens statt. Jeder dieser Zusammenstöße mit Gasmolekülen hat die Bildung von Ionen zur Folge, so daß der Bogen gebildet und unterhalten wird. Diese Ionen werden längs des Magnetfeldes zur Kathode infolge des Spannungsgradienten im Bogen beschleunigt. Da die Bewegung der Ionen nicht zufällig oder regellos ist, sondern diese rasch zur Kathode geführt werden, werden Verluste durch Diffusion und Rekombination stark herabgesetzt. Um diesen Vorteil auszunutzen, sind die Leitwände 18 und 19 zwischen den Elektroden und dem Arbeitsvolumen des Bogens vorgesehen. Eine große Anzahl der Ionen, welche zur Kathode hin beschleunigt werden und rekombinieren, werden dann daran gehindert, als neutrale Teilchen in die Kammern 20 und 21 zurückzufließen.F i g. 2 shows an example of the electron paths within the cathode. As mentioned, the Electrons accelerated radially from the inner wall of the cathode. Some of those electrons that, before they return to the wall, collide, are captured and out of the cathode pulled out due to the axial stress gradient in the arc so that they move towards the anode. Further collisions along the length of the arc take place on their way to the anode. Everyone These collisions with gas molecules result in the formation of ions, so that the arc is formed and is entertained. These ions become the cathode along the magnetic field as a result of the Accelerated stress gradients in the arch. Since the movement of the ions is not random or random, but these are quickly led to the cathode, losses are due to diffusion and recombination greatly reduced. In order to take advantage of this advantage, the guide walls 18 and 19 are between the electrodes and the working volume of the bow. A large number of ions leading to the cathode are accelerated and recombine, are then prevented from entering the as neutral particles Chambers 20 and 21 flow back.

Es können Bogen auch mit anderen Gasen, z. B. Luft, Wasserstoff, Argon, Stickstoff und Helium, betrieben werden; für das Studium thermonuklearer Prozesse ist jedoch die Verwendung von Deuterium oder Tritium unerläßlich.It can bend with other gases, such. B. air, hydrogen, argon, nitrogen and helium operated will; for the study of thermonuclear processes, however, is the use of deuterium or tritium is essential.

Die Anode braucht nicht unbedingt becherförmig gestaltet zu sein; sie kann auch massiv ausgeführt sein. Die Erhitzung der Anode und damit das Einstreuen von Verunreinigungen kann durch die Verwendung einer sich drehenden Anode, durch welche die Elektronenbeschießung über einen großen Oberflächenbereich verteilt wird, auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden.The anode does not necessarily have to be cup-shaped; it can also be made massive be. The heating of the anode and thus the scattering of impurities can result from the use a rotating anode that allows electron bombardment over a large surface area distributed should be reduced to a minimum.

Der vorangehend beschriebene Bogen ist eine wirksame Dissoziationsvorrichtung. Es wurde festgestellt, daß dieser Bogen einen Aufspaltungswirkungsgrad bis zu 25 ^fl/o besitzt, wenn er zur Dissoziation von 20 keV Deuteriummolekülionen verwendet wird.The bow described above is an effective dissociation device. This arc has been found to have a splitting efficiency of up to 25 ^fl / o when used to dissociate 20 keV deuterium molecular ions.

Bei der Vorrichtung nach F i g. 3 ist eine erste hohle becherförmige Wolframkathode 40 vorgesehen, die in einem Kupferblock 42 angeordnet ist. Der Kupferblock 42 ist von einem Gehäuse 44 eingeschlossen, das in der Außenkammerwandung 62 isoliert gelagert ist. Eine zweite hohle becherförmige Wolframkathode 41 ist in einem Kupferblock 43 angeordnet. Der Kupferblock 43 ist von einem Gehäuse 45 eingeschlossen, das in der Außenkammerwandung 42 isoliert gelagert ist. Mit einer Öffnung versehene Kathodenabschirmungen 46, 47 und 48 und ein mit einer Öffnung versehener Elektronenreflektor 49 sind in der Innenkamtnerwandung 54 isoliert gelagert und benachbart der ersten Kathode 40 angeordnet. Entsprechende Kathodenabschirmungen 51, 52 und 53 und ein mit einer Öffnung versehener Elektronenreflektor 50 sind isoliert in der Innenkammerwandung 54 gelagert und benachbart der zweiten Kathode 41 angeordnet. Diese Kathodenabschirmungen und Elektronenreflektoren wirken als Leitwände zwischen einer inneren Vakuumkammer 80 und einer äußeren Vakuumkammer 81. Die Innenkammerwandung 54 trägt eine hohle, langgestreckte Anode 78.In the device according to FIG. 3, a first hollow, cup-shaped tungsten cathode 40 is provided, which is arranged in a copper block 42. The copper block 42 is enclosed by a housing 44 which is mounted in an insulated manner in the outer chamber wall 62. A second hollow, cup-shaped tungsten cathode 41 is arranged in a copper block 43. The copper block 43 is enclosed by a housing 45 which is mounted in an insulated manner in the outer chamber wall 42. Cathode shields 46, 47 and 48 provided with an opening and an electron reflector 49 provided with an opening are mounted in an insulated manner in the inner chamber wall 54 and are arranged adjacent to the first cathode 40. Corresponding cathode shields 51, 52 and 53 and an electron reflector 50 provided with an opening are mounted in an insulated manner in the inner chamber wall 54 and are arranged adjacent to the second cathode 41. These cathode shields and electron reflectors act as guide walls between an inner vacuum chamber 80 and an outer vacuum chamber 81. The inner chamber wall 54 carries a hollow, elongated anode 78.

Magnete 60 und 61 erzeugen ein starkes Magnetfeld, dessen Richtung durch den Pfeil H angegeben ist. Von einer Vorratsquelle 58 wird Deuterium- oder Tritiumgas über eine Rohrleitung 56 dem Innenraum der hohlen Kathode 40 zugeführt. Ferner wird Deuterium- oder Tritiumgas von einer Vorratsquelle 59 über eine Rohrleitung 57 dem Innenraum der hohlen Kathode 41 zugeführt.Magnets 60 and 61 generate a strong magnetic field, the direction of which is indicated by the arrow H. Deuterium or tritium gas is supplied from a supply source 58 to the interior of the hollow cathode 40 via a pipe 56. Furthermore, deuterium or tritium gas is supplied from a supply source 59 via a pipe 57 to the interior of the hollow cathode 41 .

Die innere Vakuumkammer 80 ist durch Wände 54 gebildet und durch eine Rohrleitung 55 mit einer Vakuumpumpe verbunden. Die äußere Vakuumkammer 81 ist durch Wände 62 gebildet und durch eine Rohrleitung 63 mit einer Vakuumpumpe verbunden. Eine Bogenhilfszündeinrichtung, beispielsweise eine Hochfrequenzspannungsquelle 74, die ein Schweißtransformator üblicher Art sein kann, ist mit ihrer einen Seite über Leitungen 71 und 73 sowie über Leitungen 71 und 72 mit den Kathoden 40 und 41 und mit ihrer anderen Seite über eine Leitung 75, einen Schalter 76 und eine Leitung 77 mit der Anode 78 verbunden. Eine Betriebsspannungsquelle, beispielsweise eine Mehrzellenbatterie 67 mit veränderlichem Abgriff, ist mit ihrer einen Seite über Leitungen 64 und 66 sowie Leitungen 64 und 65 mit den Kathoden 40 und 41 und mit ihrer anderen Seite über eine Leitung 68, einen Schalter 69 und eine Leitung 70 mit der Anode 78 verbunden.The inner vacuum chamber 80 is formed by walls 54 and connected to a vacuum pump by a pipe 55. The outer vacuum chamber 81 is formed by walls 62 and connected to a vacuum pump by a pipe 63. An auxiliary arc ignition device, for example a high-frequency voltage source 74, which can be a welding transformer of the usual type, is a switch on one side via lines 71 and 73 and via lines 71 and 72 to cathodes 40 and 41 and on the other side via a line 75 76 and a line 77 connected to the anode 78. An operating voltage source, for example a multi-cell battery 67 with a variable tap, is connected with one side via lines 64 and 66 and lines 64 and 65 to the cathodes 40 and 41 and with its other side via a line 68, a switch 69 and a line 70 connected to the anode 78.

Bei der in der F i g. 3 dargestellten Vorrichtung besitzen z. B. die Kathoden 40 und 41 eine Länge von 12,7 mm und einen Innendurchmesser von 15,88 mm. Die hohle Anode 78 hat dann eine Länge von 20,32 mm und einen Innendurchmesser von 5,08 mm. Für lange Bogen bis zu einer Länge von 1,83 m können Anoden mit einem Durchmesser bis zu 15,24 mm verwendet werden. Die Länge der Anode ist für den Betrieb nicht kritisch. Die Anode wird im allgemeinen im Verhältnis zu ihrem Durchmesser lang hergestellt, damit im Mittelbereich ein niedrigerer Druck als an den Kathoden erzielt werden kann.In the case of the FIG. 3 device shown have z. B. the cathodes 40 and 41 have a length of 12.7 mm and an inner diameter of 15.88 mm. The hollow anode 78 then has a length of 20.32 mm and an inner diameter of 5.08 mm. For long arches up to 1.83 m in length, anodes with a diameter of up to 15.24 mm can be used. The length of the anode is not critical for operation. The anode is generally made long in relation to its diameter so that a lower pressure can be achieved in the central region than at the cathodes.

Beim Anfahren wird Gas von der Vorratsquelle 58 über die Rohrleitung 56 der Kathode 40 und von der Vorratsquelle 59 über die Rohrleitung 57 der Kathode 41 zugeführt, bis der Druck in den Hohlkathoden und in der Kammer 80 einen Wert von etwa 3 · 10~³mm Hg erreicht, worauf die HF-Spannungsquelle 74 durch Schließen des Schalters 76 an die Kathoden 40/41 und die Anode 78 gelegt wird. Ferner wird die Gleichspannungsquelle 67 durch Schließen des Schalters 69 an die Kathoden 40/41 und die Anode 78 gelegt. Der Bogen wird an den Katho-During start-up, gas is supplied from the supply source 58 via the pipeline 56 to the cathode 40 and from the supply source 59 via the pipeline 57 to the cathode 41 until the pressure in the hollow cathodes and in the chamber 80 reaches a value of about 3 × 10 ^-3 mm Hg reached, whereupon the HF voltage source 74 is applied to the cathodes 40/41 and the anode 78 by closing the switch 76. Furthermore, the DC voltage source 67 is applied to the cathodes 40/41 and the anode 78 by closing the switch 69. The bow is attached to the catholic

denflächen 82 und 83 gezündet. Nach dem Zünden des Bogens 79 wird die Hochfrequenzquelle 74 durch den Schalter 76 abgeschaltet und die Gaszufuhr herabgesetzt, bis sich der Bogen von den Kathodenflächen 82 und 83 in das Innere der Kathoden bewegt. Die Gaszufuhr zum Bogen wird mit einer Geschwindigkeit aufrechterhalten, die ausreicht, um eine vollständige Raumladungsneutralisation innerhalb der hohlen Kathoden herbeizuführen, während der Druck in der Kammer 80 stetig herabgesetzt wird, bis er einen Wert von etwa 3 · 10~⁵mmHg oder niedriger erreicht. Der Druck in der Außenkammer 81 wird auf einem Wert von etwa 3 · 10~⁴ mm Hg gehalten. Der Druckunterschied zwischen den beiden Kammern wird unter normalen Betriebsbedingungen auf einem konstanten Wert gehalten.the surfaces 82 and 83 ignited. After the arc 79 has been ignited, the high-frequency source 74 is switched off by the switch 76 and the gas supply is reduced until the arc moves from the cathode surfaces 82 and 83 into the interior of the cathodes. The gas supply to the arc is maintained at a rate sufficient to bring about a full space charge neutralization within the hollow cathode, while the pressure is reduced continuously in the chamber 80 until it reaches a value of about 3 x 10 ^-5 mmHg or lower. The pressure in the outer chamber 81 is maintained at a value of about 3 · 10 ^-4 mm Hg. The pressure difference between the two chambers is kept at a constant value under normal operating conditions.

Während der gesamten Betriebszeit wird in der bezeichneten Vorrichtung durch die Magnete 60 und 61 ein Magnetfeld von etwa 3000 bis 6000 Gauß aufrechterhalten. Der mit der Vorrichtung nach F i g. 3 erzeugte Bogen hat einen viel höheren Widerstand als der mit der Vorrichtung nach F i g. 1 erzeugte und wurde mit Spannungen bis zu 1 Kilovolt und mit Bogenströmen bis zu 100 A betrieben.During the entire operating time is in the designated device by the magnets 60 and 61 maintain a magnetic field of about 3000 to 6000 Gauss. The one with the device after F i g. The arc produced in FIG. 3 has a much higher resistance than that with the device according to FIG. 1 generated and was operated with voltages up to 1 kilovolt and with arc currents up to 100 A.

Damit der Bogen unter den vorangehend beschriebenen Bedingungen aus dem Innenraum der Kathoden heraus betrieben werden kann, muß, wie bei der Vorrichtung nach Fig. 1, die Gasströmung auf einer Geschwindigkeit gehalten werden, die ausreichend niedrig ist, damit eine angemessene Raumladungsneutralisation innerhalb der Kathoden, jedoch nicht im Hauptvolumen, stattfindet; außerdem müssen die Bohrungen der Kathoden sich in genauer Ausfluchtung befinden.So that the arc under the conditions described above from the interior of the cathode can be operated out, must, as in the device of FIG. 1, the gas flow be maintained at a rate sufficiently slow to allow adequate space charge neutralization takes place within the cathodes but not in the main volume; also have to the bores of the cathodes are in exact alignment.

Bei der Vorrichtung nach F i g. 3 spielt das Problem der Erhitzung keine so große Rolle wie bei der Vorrichtung nach Fig. 1. Die Art der Entladung bei der Vorrichtung nach F i g. 3 ist derart, daß die Elektronen in der Entladung zwischen den Kathoden oszillieren, bis sie einen Zusammenstoß erleiden und allmählich mit einer Präzessionsbewegung zu verschiedenen Teilen der Innenfläche der hohlen Anode gelangen. Für die Vorrichtungen nach den F i g. 3 und 4 sind ebenfalls Kühlrohre erforderlich, welche in der in der F i g. 1 gezeigten Weise angeordnet sein können. Die Kühlrohre sind in den F i g. 3 und 4 der übersichtlichen Darstellung halber nicht gezeigt. Die Wolframkathoden 40 und 41 sind in den Blöcken 42 und 43 fest eingepaßt, so daß eine gute Wärmeübertragung bei der Erhitzung stattfindet.In the device according to FIG. 3 plays the problem the heating does not play such an important role as in the device according to FIG. 1. The type of discharge at the device according to FIG. 3 is such that the electrons in the discharge oscillate between the cathodes, until they suffer a collision and gradually become different with a precession motion Parts of the inner surface of the hollow anode arrive. For the devices according to FIGS. 3 and 4 cooling tubes are also required, which in the FIG. 1 be arranged in the manner shown can. The cooling tubes are shown in FIGS. 3 and 4 are not shown for the sake of clarity. the Tungsten cathodes 40 and 41 are tightly fitted in the blocks 42 and 43, so that a good heat transfer takes place during heating.

Die bei der Vorrichtung nach F i g. 3 vorgesehenen Kathodenabschirmungen und Elektronenreflektoren dienen dem gleichen Zweck wie die Leitwände der Vorrichtung nach Fig. 1. Bei der Vorrichtung nach F i g. 3 kann eine der Kathoden gegebenenfalls durch eine Platte ersetzt werden.In the device according to FIG. 3 provided cathode shields and electron reflectors serve the same purpose as the guide walls of the device according to FIG. 1. In the device according to F i g. 3, one of the cathodes can optionally be replaced by a plate.

Die in der Vorrichtung nach F i g. 3 erzeugte Bogenentladung muß nicht unbedingt in einer geraden Linie ausgeblendet sein, sondern kann bei entsprechender Gestaltung des Magnetfeldes und der Elektroden gekrümmt sein. So besitzt eine Vorrichtung, wie sie in F i g. 4 dargestellt ist, einen toroidförmig gekrümmten Bogen 98. Die Anode ist im wesentlichen ein Toroid, von dem ein Segment weggenommen ist, um das Einsetzen einer gekrümmten hohlen Kathode und der mit einer öffnung versehenen Abschirmungen und Elektronenreflektoren zu ermöglichen. Bei einer solchen Anordnung findet eine Emission an beiden Enden der Kathode statt. In der Wirkungsweise sind die in den F i g. 3 und 4 dargestellten Vorrichtungen einander gleichartig.The in the device according to F i g. 3 generated arc discharge does not necessarily have to be in a straight line Line can be hidden, but can with an appropriate design of the magnetic field and the electrodes be curved. For example, a device as shown in FIG. 4 is shown a toroidal shape curved arc 98. The anode is essentially a toroid with a segment removed from it is to insert a curved hollow cathode and the apertured shields and to enable electron reflectors. In such an arrangement a Emission takes place at both ends of the cathode. In the mode of operation are those shown in FIGS. 3 and 4 shown Devices similar to each other.

Bei der Vorrichtung nach F i g. 4 ist eine gekrümmte hohle Wolframkathode 85 in einem Kupfermantel 104 fest eingesetzt. An der Außenkammerwand96 ist eine kreisförmig gekrümmte hohle Anode 86 durch nicht gezeigte Mittel befestigt. Die Enden der Anode 86 liegen den Endflächen 116 und 117 der hohlen Kathode gegenüber. Durch die Innenkammerwandung 93 sind mit einer öffnung versehene Kathodenabschirmungen 88 und 89 sowie ein mit einer öffnung versehener Elektronenreflektor 87 isoliert gelagert und benachbart der Kathodenfläche 117 angeordnet. Benachbart der Kathodenfläche 116 sind ferner mit einer Öffnung versehene Kathodenabschirmungen 90 und 91 sowie ein mit einer öffnung versehener Elektronenreflektor 92 angeordnet, welche von der Innenkammerwandung 93 isoliert getragen werden.In the device according to FIG. 4 is a curved hollow tungsten cathode 85 in a copper jacket 104 firmly inserted. On the outer chamber wall96 is a circularly curved hollow anode 86 attached by means not shown. The ends of the anode 86 lie on the end surfaces 116 and 117 opposite the hollow cathode. An opening is provided through the inner chamber wall 93 Cathode shields 88 and 89 and an electron reflector 87 provided with an opening stored in an isolated manner and arranged adjacent to the cathode surface 117. Adjacent to the cathode surface 116 are also cathode shields 90 and 91 provided with an opening and one with an opening provided electron reflector 92 is arranged, which isolates from the inner chamber wall 93 be worn.

Durch Magnetspulen 103 wird ein starkes Magnetfeld, beispielsweise von 3000 bis 6000 Gauß, erzeugt. Magnetspulen 103 sind um die hohle Anode 86 herum über deren ganze Länge angordnet. Die Richtung des Magnetfeldes ist durch den Pfeil H angegeben. A strong magnetic field, for example of 3000 to 6000 Gauss, is generated by magnetic coils 103. Magnetic coils 103 are arranged around the hollow anode 86 over its entire length. The direction of the magnetic field is indicated by the arrow H.

Aus einer Vorratsquelle 100 wird Deuterium- oder Tritiumgas über eine Rohrleitung 99 dem Innenraum des Mittelteils der hohlen Kathode zugeführt. Das Zuführungsrohr 99 ist von einem Rohrstück 105 umgeben. Durch die Wandung 93 wird eine innere Vakuumkammer 102 begrenzt, die über das Rohrstück 95, welches an die Kammerwandung 93 angeschlossen ist, mit einer Vakuumpumpe verbunden ist. Die Wandung 96 begrenzt eine äußere Vakuumkammer 101, die über ein rohrförmiges Ansatzstück 97 mit einer Vakuumpumpe verbunden ist. Eine Bogenzündhilfseinrichtung 112 (HF-Spannungsquelle), beispielsweise ein Schweißtransformator üblicher Art, ist mit ihrer einen Seite mit der Kathode 85 über eine Leitung 111 und mit ihrer anderen Seite über eine Leitung 113, einen Schalter 114 und eine Leitung 115 mit der Anode 86 verbunden. Eine Betriebsgleichspannungsquelle 107, beispielsweise eine Mehrzellenbatterie mit veränderlichem Abgriff, ist mit ihrer einen Seite über eine Leitung 106 mit der Kathode 85 und mit ihrer anderen Seite über eine Leitung 108, einen Schalter 109 und eine Leitung 110 mit der Anode 86 verbunden.Deuterium or tritium gas is transferred from a supply source 100 via a pipe 99 to the interior of the central part of the hollow cathode. The feed pipe 99 is surrounded by a pipe section 105. An inner vacuum chamber 102 is delimited by the wall 93, which is above the pipe section 95, which is connected to the chamber wall 93, is connected to a vacuum pump. the Wall 96 delimits an outer vacuum chamber 101, which via a tubular extension piece 97 with connected to a vacuum pump. An auxiliary arc ignition device 112 (RF voltage source), for example a welding transformer of the usual type is with one side connected to the cathode 85 via a line 111 and with its other side via a line 113, a switch 114 and a line 115 connected to the anode 86. An operating DC voltage source 107, for example a multi-cell battery with variable tap, one side is connected to the cathode via a line 106 85 and with its other side via a line 108, a switch 109 and a line 110 with the Anode 86 connected.

Die Elektronenreflektoren 87 und 92 sowie die Kathodenabschirmungen 88, 89 und 90, 91 wirken als Leitwände, um eine differentielle Pumpwirkung zwischen der Innen- und der Außenkammer in ähnlicher Weise wie bei der Vorrichtung nach F i g. 1 zu erzielen.The electron reflectors 87 and 92 and the cathode shields 88, 89 and 90, 91 act as baffles to create a differential pumping action between the inner and outer chambers in a similar manner Way as in the device according to F i g. 1 to achieve.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach F i g. 4 entspricht der der Vorrichtung nach Fig. 3.The mode of operation of the device according to FIG. 4 corresponds to that of the device according to FIG. 3.

Die Bogenentladungen bei den Vorrichtungen nach den F i g. 3 und 4 können zur Erzeugung einer Quelle energiereicher Ionen und Elektronen und zur Dissoziation und/oder Ionisation von Molekülionen verwendet werden. Ferner kann ein Teil der Entladung durch magnetische Spiegelspulen eingeschnürt und verdichtet werden, wodurch eine Energievervielfachung erzielt wird, die insbesondere für das Studium thermonuklearer Prozesse von Bedeutung ist.The arc discharges in the devices according to FIGS. 3 and 4 can be used to generate a Source of energetic ions and electrons and for dissociation and / or ionization of molecular ions be used. Furthermore, some of the discharge can be constricted by magnetic mirror coils and compressed, whereby an energy multiplication is achieved, which is particularly useful for studies thermonuclear processes is important.

Ein Vorteil der Vorrichtungen nach den F i g. 3 und 4 besteht darin, daß Pinch-Entladungen indu-An advantage of the devices according to FIGS. 3 and 4 is that pinch discharges induce

ziert werden können, ohne daß der starke Pinch-Strom in konzentrierten Bereichen die Elektroden beaufschlagt. In der Tat findet bei einem bestimmten Punkt während des Pinch-Betriebs bei der Vorrichtung nach F i g. 4 überhaupt keine Beaufschlagung der Kathoden durch die Entladung statt. Hierdurch wird die Erhitzung sowie die Erosion der Elektroden und der Eintritt von Fremdstoffen in die Entladung beträchtlich vermindert.can be adorned without the strong pinch current in concentrated areas of the electrodes applied. In fact, it takes place at some point during the pinch operation on the device according to FIG. 4 there is no loading of the cathodes at all by the discharge. Through this the heating as well as the erosion of the electrodes and the entry of foreign substances into the discharge considerably reduced.

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Erzeugung einer energiereichen hochtemperierten Gasentladung zwischen einer wassergekühlten, becherförmigen, mit Gas beschickten Kathode und einer wassergekühlten, hohlen, gegebenenfalls becherförmigen Anode, wobei diese Elektroden im Abstand einander gegenüber und mit ihren Achsen in Flucht in einer von einer äußeren Kammer umgebenen evakuierten Kammer und innerhalb eines intensiven ma- zo gnetischen Führungsfeldes, das in Achsenrichtung dieser Elektroden gerichtet ist, angeordnet sind und diese Elektroden mit einer Zündspannung und mit einer Arbeitsspannung beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Kammer und die von dieser eingeschlossene Bogenentladungskammer getrennt auf unterschiedliche Drücke evakuiert werden, die Gaszuführungsgeschwindigkeit zum Inneren der Kathode, ausgehend von einer zum Zünden der Gasentladung erforderlichen Zuführungsgeschwindigkeit, herabgesetzt und gleichzeitig die Arbeitsspannung des Bogens so weit erhöht sowie der Druck in den Kammern so weit verringert wird, daß die Bogenentladung von der Vorderfläche der Kathode ins Innere der Kathode hineingezogen wird.1. Process for generating a high-energy, high-temperature gas discharge between a water-cooled, cup-shaped, gas-filled cathode and a water-cooled, hollow, possibly cup-shaped anode, with these electrodes at a distance from one another and evacuated with their axes in alignment in an outer chamber surrounded Chamber and within an intensive magnetic guidance field that runs in the axial direction these electrodes are directed, arranged and these electrodes with an ignition voltage and applied with a working voltage, characterized in that the outer chamber and the arc discharge chamber enclosed by this separately on different Pressures to be evacuated, the gas supply rate to the interior of the cathode, starting from a feed rate required to ignite the gas discharge, decreased and at the same time the working tension of the bow increased as well as the Pressure in the chambers is reduced so much that the arc discharge from the front surface the cathode is drawn into the interior of the cathode. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhaltung einer kontinuierlichen Bogenentladung von etwa 100 A der verminderte Druck in der Entladungskammer etwa 3 · 1O^-5 mm Hg und der verminderte Druck in der äußeren Kammer etwa 3 · 10~⁴ mm Hg beträgt, die Arbeitsspannung auf etwa 400 V Gleichspannung und das Magnetfeld auf eine Feldstärke von etwa 6000 Gauß eingeregelt ist und daß das zugeführte Gas Deuterium ist.2. The method according to claim 1, characterized in that mm to maintain a continuous arc discharge of about 100 A, the reduced pressure in the discharge chamber about 3 x 1O ^-5 mm Hg and the reduced pressure in the outer chamber about 3 · 10 ^-4 Hg is, the working voltage is adjusted to about 400 V DC and the magnetic field to a field strength of about 6000 Gauss and that the gas supplied is deuterium. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Anordnung nach. F i g. 3 mit einer zweiten becherförmigen, wassergekühlten und mit Gas beschickten Kathode die Gaszuführungsgeschwindigkeit zu den beiden Kathoden gleichzeitig verändert wird, so daß die Entladung ins Innere der beiden Kathoden hineingezogen wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in an arrangement according to. F i g. 3 with a second cup-shaped, water-cooled and gas-charged cathode die Gas feed rate to the two cathodes is changed simultaneously, so that the Discharge is drawn into the interior of the two cathodes. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Anordnung nach F i g. 4 mit teilringförmig und rohrförmig ausgebildeter Anode und Kathode das Gas an der Längsmitte der Kathode dem Kathodenhohlraum zugeführt wird.4. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized in that in an arrangement according to F i g. 4 with partially annular and tubular Anode and cathode the gas is fed to the cathode cavity at the longitudinal center of the cathode. In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: Deutsche Patentschriften Nr. 735105, 736130,
861299, 873 594, 879 583;German patent specifications No. 735105, 736130,
861299, 873 594, 879 583; österreichische Patentschrift Nr. 132189;Austrian Patent No. 132189; französische Patentschrift Nr. 883 711;French Patent No. 883,711; britische Patentschriften Nr. 400 320, 706 036;British Patent Nos. 400 320, 706 036; USA.-Patentschrift Nr. 2 510 448;U.S. Patent No. 2,510,448; »Annalen der Physik«, 5. Folge, Bd. 36, 1939, S. 9 bis 37;"Annalen der Physik", 5th part, Vol. 36, 1939, pp. 9 to 37; »The Review of Scientific Instruments«, Vol. 24, Nr. "The Review of Scientific Instruments", Vol. 24, No. 5, Mai 1953, S. 394/395.5, May 1953, pp. 394/395. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 509 517/332 2. 65 © Bundesdruckerei Berlin509 517/332 2. 65 © Bundesdruckerei Berlin