[发明专利]高电荷密度的产生和控制

说明书

本发明涉及高电荷密度实体的产生、控制和利用。具体地说，本发明涉及由放电产生的高负电荷密度的实体，这种高负电荷密度的实体可以用于电能的传输。

强等离子体放电，高强度电子束以及类似的现象已经成为各种研究学科。由J.M.拉弗蒂（J.M.lafferty）编辑的，约翰.威利父子公司（JohnWiley    &    Sons）于1980年出版的《真空电弧理论和应用》（Vaccum    ArcsTheory    and    Application）概括地包含了研究真空放电的简略的历史，以及详细分析了真空电弧的各种特点。一直以来人们的注意力都集中在阴极辉点和用于产生放电的阴极的消蚀，以及阳极光点和放电的结构。利用涡旋线来描绘电子束的结构。许多研究者都从有关证示板记录的靶破坏研究获得了放电结构的证据，这种证示板记录则是由放电投射到插在辐射源和阳极之间的放电路径的平板上而形成的。针孔照相机装置也揭示了表示例如X射线和中子的其他局部密集的辐射源的几何结构，这类辐射伴随有等离子体聚束及相关的放电现象。在等离子体环境的情况下，各种无规则结构的实例是不同的，包括闪电，尤其是球状闪电，以及任何类型的电火花，包括继电器在高压，或低压大电流情况下的开启或闭合所产生的电火花。

根据有关带电粒子束在极接近于电介质物体之处传送的研究知道，可以采用电介质构件来约束或引导高强度电流的放电。在这些研究中，从辐射源引出的整个粒子通量是沿着电介质引导装置而被引导的。因此，粒子通量的性能是受总放电特性所支配的。本文中所用的“总放电”部分地是指在放电中一般所含有的电子、正离子、负离子，中性粒子及光子。在放电过程中出现的个别的离散结构的特性与总放电的一般特性并不具有明显的差别。在这些研究中，采用了一种介质引导装置，这种引导装置完全用来约束路径。在本发明的情况下，介质引导装置可用来控制与总放电不同的高电荷密度的实体。

由以前研究者提出的等离子体放电的结构可能没有反映与本发明有相同因果关系的情况，甚至也没有反映相同的物理现象。尽管（假使不知道）本发明的高电荷密度实体也可能存在于各种放电过程中，但是本发明揭示了这些实体的认别，产生、隔离和控制这些实体所用的方法，以及它们的用途。本发明的技术至少部分地限定了一门具有各种用途的新技术，包括（但不限于）进行快速处理，用小型元件传输能量，其他现象的时间分析以及产生X射线的光点。

本发明涉及一种高电荷密度的实体，这种高电荷密度的实体是可以利用阴极和阳极之间的高电场所产生的、相对离散的、带负电荷的高密度物态。根据电子电荷的希腊文“elektron”，以及根据意思是有力量、强的、且有结合能力的拉丁文“valere”，已经将这种实体命名强结合电子实体（ELECTRUM    VALIDUM），简写为“EV”。正如下文会更详细说明的，也发现EV存在于总放电中。

本发明包括离散的EV，这些EV是由个别的EV以及下文中确定的EV“链”所组成的。本发明的一个目的是为了在放电中产生EV，以及使EV与以此产生的扩散空间电荷的有限通量相分离而创造条件。

另一个目的是在时间和空间方面控制EV。

还有一个目的则是隔离和控制EV，以达到精确的相对时间间隔的控制和测量。

一般说来，根据本发明的EV可以采用例如（但不限于）真空或充气二极管的发生器而产生。这种发生器的其中一种型式是在发射阴极和第二电极、即阳极之间配置电介质材料，因而由这种电介质构件将阳极与阴极屏蔽，避免阴极向阳极直接放电。然而电介质构成了一个表面，EV可沿着该表面向阳极移动。可以制作这种的电介质构件，用以确定诸如通道或类似物的引导装置，将EV约束在一个限定的路径上。对电极可以位于电介质材料相反一侧上的所需路径的下面，进一步将EV约束在该路径上。将一种低压气体加到电介质表面上，会便于EV运动跨越电橹省?

在另一种形式的发生器中，圆柱形的对称阴极被移离阳极一段间隙，这段间隙可以处于一电介质外壳内的真空或低压气体中。在这种结构的一种变型中，一锥形电介质构件的内部配置了一个阳极，构件的外部构制了一个阴极，作为一种型式的EV发射器，该阴极可以产生EV，EV可被发射越过真空或低压气体内的一段间隙，受到承载在一管状电介质构件外部的对电极所吸引，EV被控制进入管状电介质构件内。

所提供的各种阴极结构包括圆柱形对称的以及平面形的，而且还公开了用导电材料润湿这些结构以弥补消蚀的方法。