[发明专利]等离子束发生装置

说明书

本公开涉及一种等离子束发生装置。一种等离子束发生装置，包括：等离子源；第一电源，为等离子源供电以产生等离子体；第一电极，具有孔；第二电源，在等离子源的负电极与第一电极之间产生第一电场，使得等离子体从孔穿过第一电极；第二电极，接收穿过第一电极的等离子体；第三电源，在第一电极与第二电极之间产生第二电场；真空室，容纳所述等离子体；以及磁体，产生磁场，磁场将等离子体约束在真空室的中心轴附近，真空室包括沿等离子体中自由电子的行进方向依次设置的第一腔室和第二腔室，磁体包括：第一磁体，在第一腔室中产生第一磁场；以及第二磁体，在第二腔室中产生第二磁场，第二磁场的磁场强度大于第一磁场的磁场强度。

技术领域

本公开涉及等离子束发生装置。

背景技术

目前，等离子体的应用越来越广泛。例如，通过多个高能氢等离子束的碰撞，可以实现核聚变。采用高能氢等离子束轰击例如重金属等靶材，可以产生中子束，从而可以作为中子源。等离子束发生装置是一种产生等离子束的设备。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种等离子束发生装置，包括：等离子源；第一电源，用于为所述等离子源供电以产生等离子体；第一电极，被构造成具有孔；第二电源，用于在所述等离子源的负电极与所述第一电极之间产生第一电场，使得所述等离子体从所述孔穿过所述第一电极；第二电极，用于接收穿过所述第一电极的等离子体；第三电源，用于在所述第一电极与所述第二电极之间产生第二电场；真空室，用于容纳所述等离子体；以及磁体，用于产生磁场，所述磁场被构造成将所述等离子体约束在所述真空室的中心轴附近，其中，所述真空室包括沿所述等离子体中自由电子的行进方向依次设置的第一腔室和第二腔室，所述磁体包括：第一磁体，用于在所述第一腔室中产生第一磁场；以及第二磁体，用于在所述第二腔室中产生第二磁场，其中，所述第二磁场的磁场强度大于第一磁场的磁场强度。

在根据本公开的一些实施例中，所述第二腔室的内径小于第一腔室的内径。

在根据本公开的一些实施例中，所述第二磁体包括围绕所述第二腔室布置的螺线管。

在根据本公开的一些实施例中，所述第三电源、所述第二磁体的螺线管以及所述第二电极串联连接。

在根据本公开的一些实施例中，所述螺线管包括串联在所述第三电源和所述第二电极之间的导线的至少一部分。

在根据本公开的一些实施例中，所述等离子源包括：中空的筒状正电极；以及位于正电极内部的负电极。

在根据本公开的一些实施例中，所述第一电源的正极与所述等离子源的正电极电连接，所述第一电源的负极与所述等离子源的负电极电连接。

在根据本公开的一些实施例中，所述第二电源的正极与所述第一电极电连接，所述第二电源的负极与所述等离子源的负电极电连接。

在根据本公开的一些实施例中，所述第三电源的正极与所述第二电极电连接，所述第三电源的负极与所述第一电极电连接。

在根据本公开的一些实施例中，所述第一电源为脉冲电源。

在根据本公开的一些实施例中，所述第一电源的脉冲宽度为0.1毫秒-10毫秒。

在根据本公开的一些实施例中，所述第一电源的电压为1kV-2kV。

在根据本公开的一些实施例中，所述第二电源为脉冲电源。

在根据本公开的一些实施例中，所述第二电源的脉冲宽度为0.5毫秒-50毫秒。

在根据本公开的一些实施例中，所述第二电源的电压为300V-1000V。

在根据本公开的一些实施例中，所述第三电源为脉冲电源。

在根据本公开的一些实施例中，所述第三电源的脉冲宽度为0.1毫秒-10毫秒。