JPS6054200A - 荷電粒子パルス集中装置 - Google Patents

荷電粒子パルス集中装置

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JPS6054200A
JPS6054200A JP58161022A JP16102283A JPS6054200A JP S6054200 A JPS6054200 A JP S6054200A JP 58161022 A JP58161022 A JP 58161022A JP 16102283 A JP16102283 A JP 16102283A JP S6054200 A JPS6054200 A JP S6054200A
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JP
Japan
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center
plasma
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藤村 明宏
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

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  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は球形のプラズマを中心に向けて、電気的に加速
し、球形の波面を持つプラズマの衝撃波を発生させ、衝
撃波が中心に近づくほど、衝撃波内の高圧部の圧力が高
まる、言わゆる瀑縮を起させ、中心部に高圧ならびに高
温を発生させる装置で、水素の核融合の実験、その他に
用いるものである。以下実施例に従い説明する。
第1〜2図において、(1)は絶縁台。(2)はその上
に立2た絶縁支柱。(3)はその上に取りつけた銅など
から成る導電球。(4)はその内部に設けた、タングス
テンその他の金属球に多数の小孔をあけて成る、網状球
形陰極。(5)は導電球(3)と陰極(4)をつなぐ多
数の導電棒。(6)は導電球(3)の内面と導電棒(5
)の周囲を被覆する、シヨラミツクなどから成る絶縁層
。(7)は絶縁層(6)で被覆された導電棒(5)がつ
らぬく、陰極(4)の外方に存在する、銅その他からな
る球形陽極。(8)は直流の高電圧を発生はる高電圧発
生装置。(9)はその出力電圧を貯えているコンデンサ
ー。(10)はコンデンサー(9)の陰極と導電球(3
)をつなぐ導電線。(11)はコンデンサー(9)の陽
極につらなる回路を開閉するスイツチ。(12)はスイ
ツチ(11)を経てコンデンサー(9)の陽極に一端が
つらなり、他端は球形陽極(7)につらなる導電線であ
る。
次にこの動作を説明する。
図示しないが、球形陽極(7)内を真空にするポンプ、
陽極(7)内に任意の気圧で重水素および三重水素の混
合気を一方から送りこみ、他方から排除するポンプなど
が付属し、球形陽極(7)内に例えば10−4気圧の重
水素と三重水素の混合ガスが送り込まれる。
次いでスイツチ(11)を急速に閉じると、コンデンサ
ー(9)に貯えられている、例えば10−5V、10Q
、5×105Jの電気的エネルギーが、球形陰極(4)
と、球形陽極(7)との間に加わり、その間のガスに極
短時間の放電が起る。
通電路の金属部分の電気抵抗は非常に小さいため、同時
に陰極(4)と陽極(7)の全面に均等な高電圧がかか
り、放電も電極全面にれたり同時に起る。
放電の際、ガス中の水素分子や分子の持つている電子は
陰極(4)から陽極(7)側に移動し、電子をはぎとら
れて生じた陽イオン(原子核)は陽極(7)側から陰極
(4)側へ移動する。
その際、陰極(4)と陽極(7)間のガスのすべてがイ
オン化することはなく、イオンと非常電離ガスの混在す
るプラズマとなるが、加速されたイオンは非電離分子に
衡突しそれを電離させ、かつ加速し、プラズマ全体とし
て陰極(4)側へ進む。
このようなプラズマの一部は陰極(4)に衝突するが、
多くは陰極(4)の網目を通りぬけ、陰極(4)のなす
球面の中心に向つて突進する。
その際、陰極(4)内の球形のガス球の表面に衝突し、
中心に向う球形波面を持つ衝撃波が生ずる。
陰極(4)内のガス球も、陰極(4)外からきたプラズ
マの衝突と、圧縮による温度上昇のためプラズマ化する
ので、球面衝撃波はプラズマ中を進行することになる。
プラズマ中を進む球面衝撃波の高圧部分の圧力は、球面
の面積が小さくなるほど上昇し、最終的には、ごくせま
い範囲に非常に大きな圧力を生ずることとなり、爆縮の
現象を示す。
適宜設けた観測窓を通じ、もれ出る電磁波や中性子を観
測し、最高温度や核融合の度合を測定し、最高圧の計算
を行う。
ガスの圧力、加える電圧、電気量などをさまざまに変え
、更に陰極(4)の直径、網目の形、大きさ、分布密度
、肉厚、陽極(7)の直径などを変え、実験データをと
る。
上記実施例では多数の導電棒(5)により、導電球(3
)と陰極(4)をつなぐことで、網状の陰極(4)内を
電流が流れる際の抵抗を下げているが、陰極(4)の内
部抵抗が小さくなるよう作つた場合には、導電線(10
)を直接陰極(4)につないでもよい。
まず陰極(4)と陽極(7)に逆電圧をかけ、プラズマ
を外方に集めた後、正規の電圧をかけるようにしてもよ
い。
陽極(7)と陰極(4)の間に106V以上の電圧をか
けてもよい。
陽極(7)の内面に多数の針状突起をつけたり、陰極(
4)の網目の形を四角形や六角形、その仙の形にしても
よい。
各球形電極を左右こつに分解しうるようにし、陽イオン
の衝突で損傷しやすい陰極(4)を交換しうるようにし
たり、陰極(4)の内方に直径の異はる数個の網状球形
電極を設け、直線加速機のように、陽イオンが通過する
ごとに転極するようにしてもよい。
最初の通電により、衝撃波が中心に集中し、次いで広が
り、陽極(7)で反射され、再び中心に向う時、別のコ
ンデンサーに貯えていた電気を導電線(10)と(12
)に加えるようにしたり、レーザーを併設し導電球(3
)などに設けた窓を通し、衝撃波が中心に集中した時、
その部にレーザービームの焦点を結ばせるようにしても
よい。
直径1mm程度の、重水素と三重水素の高圧ガスを封入
したガラス球を陰極(4)の中心につるし、−■ラズマ
衝撃波をあてたり、そのガラス球の周囲に直径10mm
程度の球形の爆薬を巻き、陰極(4)の中心につるし、
周囲にプラズマ衝撃波を当て、爆薬の表面から爆発を起
させ、瀑縮で水素を圧縮する実験を行つてもよい。この
場合、電気***を用いて起爆させた場合に比ベ、波面が
きれいな球面に保たれる利点がある。(爆薬の周囲に、
レーザーパルスをあて、同等の効果を得てもよい)球面
衝撃波を作るため、第3〜5図示のような装置を用いて
もよい。
図中(13)〜(18)は、それらがかこむ空間の中心
に向けて、部分的な球面衝撃波を送りこむ装置で、その
(13)の拡大縦断正面は第5図示の通りである。
図中(19)は外を囲む絶縁体性ボツクス。(20)は
その右面に設けた、部分球面をなす網状球形陰極。(2
1)はその左方の網状球形陽極。(22)は重水素と三
重水素の混合ガスをおさめたボンベ。(23)はその出
口に取りつくけた応答性のよい電磁弁。(24)はその
出口につらなり、中心部に近い程、全行程が長い、多数
の管路を持つ、ガスの流速調整機である。
球面衝撃波発生装置(13)〜(18)は全く同構造で
、陰極(20)を互いに向い合わせ、連続球面につなぎ
、絶縁ボツクス(19)のつなぎ目を密封し、内部を高
真空にする。
あらかじめ、すべての陰極(20)と陽極(21)に直
流高電圧をかけておき、極短時間、全部の電磁弁(23
)にパルス電流を流し、ボンベ(22)中のガスの少量
、流速調整機(24)に送る。
流速調整機から出るガスは、中心部よりの管路を通つた
もの程、噴出時間が遅れ結果的に球形陽極(21)のい
ずれの部分にも、ほぼ同時に届き、陰極(20)と陽極
(21)間でプラズマ化し、加速され、球面衝撃波とな
り、全部の陰極(20)が■む球面の中心に向つて進行
し、中心部に高圧を発生する。
この場合、陰極(20)と陽極(21)の間に、ガスが
拡散してきた時に、両電極に電圧をかけてもよい。
ガスが全部の陽極(21)の全面にわたり、向時に到達
するようにするため、全ボンベ(22)のガス圧と温度
をそ3え3などの制御を行つてもよい。
それぞれの出口に電子レンズを設けた、20本の静電型
その他のイオン加速機を、正二十面体の各面の中央に対
応する位置に開口するよう取りつけ、それらで加速され
た陽イオンやプラズマが、球面に近い波面を持つて進行
し、1点に集中するようにするなどしてもよい。
その場合、偏向ユイルも併用し、電子レンズおよび偏向
ユイルの入力を制御し、通常は全イオン流の方向を狂れ
せておき、ある時点で突然球面衝撃波が生ずる方向にイ
オン流を変えることを反復するなどしてもよい。
水素以外の気体、液体や固体の微粒子を浮遊させた気体
などを用いてもよい。
真空にすべき容器につらなる絶縁円筒内に、部分球面(
凹面)の網状陽極を、その凸面が容器側に向くよう取り
つけ、その内面側に、熱電子放出を促すために加熱した
、陽極に平行な網状陰極をとりつけ、球面の中心部に、
遠心ポンプなどの小さな吸気口をおき、まず別のポンプ
で容器内を可能なだけ真空にし、次いで球面の陽極と陰
極に直流または交流をかけ、球面の中心に集まるプラズ
マ流を作り、濃縮されたプラズマをポンプで排出し、高
真空を得るようにしてもよい。(ポンプを省略すること
もある) その他種々の変形や応用が可能である。
本発明を実施すれば、電気的に加速されたプラズマの、
中心に向つて進行する球面衝撃波を作り出し、爆縮の効
果により、中心部に高圧ならびに高温を得ることのでき
る装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図和は本発明を実施した高圧発生装置の正面図、第
2図はその一部の拡大縦断正面図。第3図は他の実施例
の上面図。第4図はその正面図、第5図はその一部の拡
大縦断正面図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 任意の気体を任意の気圧で保持しうる容器内に、球形陽
    極を設け、その内方に、球形陽極と同心の網状球形陰極
    を設け、両極間の気体をプラズマ化し、中心方向けて、
    衝撃的に加速するための、通電装置を設けてなる、電気
    的に加速された球形のプラズマ衝撃波を発生させ、中心
    部に爆縮による高圧を作り出す装置。
JP58161022A 1983-08-31 1983-08-31 荷電粒子パルス集中装置 Granted JPS6054200A (ja)

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JPH0465358B2 JPH0465358B2 (ja) 1992-10-19

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