DE1113042B

DE1113042B - Plasma injection device

Info

Publication number: DE1113042B
Application number: DEC21727A
Authority: DE
Inventors: Mm Hubert Leboutet; R Georges Dube
Original assignee: CSF Compagnie Generale de Telegraphie sans Fil SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1959-06-23
Filing date: 1960-06-21
Publication date: 1961-08-24
Also published as: FR1237825A; CH368552A; GB878337A; NL124106C; NL252963A

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

C21727Vmc/21gC21727Vmc / 21g

ANMELDETAG: 21. JUNI 1960 REGISTRATION DATE: JUNE 21, 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DEB AUSLEGESCHRIFT: 24. AUGUST 1961NOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE DEB EDITORIAL: AUGUST 24, 1961

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Anwendung in der Technik der thermonuklearen Fusion, bei denen das gasförmige Plasma im Innern der Vorrichtung eingegrenzt ist, um Energieverluste durch Berührung oder Zusammenstoß der Teilchen, die durch gegenseitige Zusammenstöße auf Temperaturen, bei denen thermonukleare Fusionsvorgänge wahrscheinlich werden, gebracht sind, mit den Wänden zu verhindern. Insbesondere betrifft die Erfindung Plasma-Einspritzsysteme zur Einspritzung von Plasma in derartige Vorrichtungen.The invention relates to devices for use in the technology of thermonuclear fusion, in which the gaseous plasma inside the device is confined to avoid energy losses Touching or collision of the particles, which through mutual collisions on temperatures, at which thermonuclear fusion processes are likely to be brought with the walls to prevent. In particular, the invention relates to plasma injection systems for injecting Plasma in such devices.

Die Einspritzung in diese Vorrichtungen ist eines der schwierigsten Probleme in dieser Technik und wurde bislang nicht zufriedenstellend gelöst. Es wurde versucht, die Ionen und Elektronen getrennt voneinander in die Eingrenzungsvorrichtung einzuspritzen und in derem Innern eine Mischung davon zu bilden. Für geladene Teilchen, wie die Ionen und Elektronen sie darstellen, ist es jedoch schwierig, die Wände der sogenannten »magnetischen Flaschen«, welche im allgemeinen für die Eingrenzung verwendet werden, in Gegenwart der durch eben diese Teilchen erzeugten Raumladung, die deren Bewegung in der gewünschten Richtung entgegenwirkt, zu durchqueren.Injection into these devices is one of the most difficult problems in the art and has not yet been solved satisfactorily. An attempt was made to separate the ions and electrons from each other To inject into the containment device and inside a mixture thereof to build. However, it is difficult for charged particles such as the ions and electrons represent them to be Walls of the so-called "magnetic bottles", which are generally used for containment will, in the presence of the space charge generated by these particles, determine their movement counteracts in the desired direction to traverse.

Es ist auch versucht worden, das Plasma vor der Einspritzung zu bilden, ausgehend von einer Titanquelle, welche gasförmiges Deuterium adsorbiert hat und die plötzlich erwärmt wird, wodurch eine Plasma-Emission eingeleitet wird. Dieses System hat jedoch den Nachteil, daß die Ionen die Quelle mit einer relativ geringen Energiehöhe verlassen und daher bis zum Erreichen einer hinreichend hohen kinetischen Energie, die zur Erhitzung des Plasmas notwendig ist, mehr Zeit benötigen. In allen Fällen ist die Zeit für die Erhitzung des Plasmas auf thermonukleare Temperaturen verlängert und birgt die Gefahr, länger zu werden als die Zeit, während der eine Aufrechterhaltung der Eingrenzung möglich ist, wodurch die Aussicht auf eine Kernreaktion gefährdet würde.Attempts have also been made to form the plasma prior to injection, starting from a titanium source, which has adsorbed gaseous deuterium and which is suddenly heated, causing a plasma emission is initiated. However, this system has the disadvantage that the ions are the source with a leave relatively low energy levels and therefore until a sufficiently high kinetic level is reached Energy needed to heat the plasma take longer. In all cases there is time for heating the plasma to thermonuclear temperatures is extended and carries the risk of longer to be considered the time during which the containment can be maintained, thereby reducing the Prospect of a nuclear reaction would be jeopardized.

Es ist weiter bereits der allgemeine Vorschlag gemacht worden, das Plasma vor seiner Einspritzung in die Eingrenzungsvorrichtung dadurch zu bilden, daß ein Strahl freier Elektronen mit einem Strahl von Ionen hoher Energie vermischt wird. Mittel zur Durchführung dieses allgemeinen Vorschlages sind bisher nicht bekannt.The general suggestion has also been made that the plasma should be injected into to form the containment device by combining a beam of free electrons with a beam of High energy ions are mixed. Means of carrying out this general proposal are not known so far.

Ziel der Erfindung ist es, Mittel zu schaffen, mit denen die Mischung eines Elektronenstrahls mit einem Strahl von Ionen hoher Energie in einfacher Art und mit hohem Wirkungsgrad durchgeführt werden kann.The aim of the invention is to provide means with which the mixing of an electron beam with a beam of ions of high energy can be carried out in a simple manner and with high efficiency can.

Plasma-EinspritzvorrichtungPlasma injection device

Anmelder:Applicant:

Compagnie Generale de Telegraphie sans FiI, ParisCompagnie Generale de Telegraphie sans FiI, Paris

Vertreter: Dr. W. Müller-BoreRepresentative: Dr. W. Muller-Bore

und Dipl.-Ing. H. Gralfs, Patentanwälte,and Dipl.-Ing. H. Gralfs, patent attorneys,

Braunschweig, Am Bürgerpark 8Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Beanspruchte Priorität: Frankreich vom 23. Juni 1959Claimed priority: France 23 June 1959

MM. Hubert Leboutet und R. Georges Dube, Paris, sind als Erfinder genannt wordenMM. Hubert Leboutet and R. Georges Dube, Paris, have been named as inventors

Das erfindungsgemäße Einspritzsystem enthält im wesentlichen Mittel zur Ausbildung zweier koaxial verlaufender Strahlen, und zwar eines Strahles von Ionen hoher Energie und eines Elektronenstrahles, sowie Mittel zur Ablenkung von mindestens einem der Strahlen, um ihn gegen den anderen Strahl zu richten. Die Elektronen können dabei von relativ geringer Energie sein, da dieser Faktor ohne Bedeutung für den erfindungsgemäßen Zweck ist, bei dem nur Ionenenergie und zugeordnete Temperaturen eine Rolle spielen.The injection system according to the invention essentially contains means for forming two coaxially traveling beams, namely a beam of high energy ions and an electron beam, and means for deflecting at least one of the beams in order to face it against the other beam judge. The electrons can be of relatively low energy, since this factor is of no importance for the purpose of the invention is where only ion energy and associated temperatures are a Role-play.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung tritt der Ionenstrahl durch das Innere des rohrförmigen Elektronenstrahles hindurch.According to a preferred embodiment of the invention, the ion beam passes through the interior of the tubular electron beam through.

Ein derartiges System liefert zwei Grenzmöglichkeiten, abhängig davon, ob der Elektronenstrahl gegen den Ionenstrahl konvergiert oder ob der Ionenstrahl zum Elektronenstrahl hin divergiert. Es sind jedoch auch andere, zwischen diesen beiden Grenzmöglichkeiten liegende Möglichkeiten in der Erfindung enthalten, nach denen beide Strahlen mehr oder weniger gegeneinander abgelenkt werden. • Ein Ziel der Erfindung besteht demnach darin, ein Plasma-Einspritzsystem zu schaffen, welches die Mängel und Nachteile bekannter Vorrichtungen wirksam und einfach beseitigt.Such a system provides two limit possibilities, depending on whether the electron beam converges towards the ion beam or whether the ion beam diverges towards the electron beam. There are however, there are also other possibilities in the invention that lie between these two limit possibilities contain, according to which both rays are deflected more or less against each other. • It is therefore an object of the invention to provide a plasma injection system which the Defects and disadvantages of known devices are effectively and simply eliminated.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine bilden, bevor dieses in das Nutzgefäß eingespritztAnother object of the invention is to form one before it is injected into the utility vessel

Plasma-Einspritzvorrichtung zu schaffen, bei der wird. Dieser Elektronenstrahl wird von einer QuelleTo create plasma injection device in which will. This electron beam is from a source

Ionen mit relativ hoher kinetischer Energie mit den geliefert, welche eine ringförmige Kathode 14, dieIons with relatively high kinetic energy are supplied with the having an annular cathode 14, the

Elektronen gemischt werden. Ein weiteres Ziel der koaxial zum Ionenstrahl 13 angeordnet ist, sowie eineElectrons are mixed. Another target which is arranged coaxially to the ion beam 13, as well as a

Erfindung ist die Schaffung eines Einspritzsystems 5 Wehneltelektrode 15 von ebenfalls ringförmiger Ge-Invention is the creation of an injection system 5 Wehnelt electrode 15 also of an annular shape

zur Einspritzung eines Plasmas in eine Eingrenzungs- stalt enthält. Die Kathode 14 wird über Leiter 16, diefor injecting a plasma into a containment body. The cathode 14 is connected via conductor 16, the

vorrichtung, welches nicht nur eine innige Mischung Durchführungen 17 durchlaufen, an eine Stromquelledevice, which not only pass through an intimate mixture passages 17, to a power source

der das Plasma bildenden Teilchen gewährleistet, angeschlossen. Eine geeignete Vorspannung der Ka-which ensures the plasma-forming particles connected. Appropriate pre-tensioning of the cable

sondern auch die Einspritzung durch die Wände der thode 14 und der Wehneltelektrode 15 in bezug aufbut also the injection through the walls of the method 14 and the Wehnelt electrode 15 with respect to

Eingrenzungsvorrichtung in einfacher Weise gestattet. io den Körper 8 wird durch geeignete elektrische Span-Limiting device allowed in a simple manner. io the body 8 is by suitable electrical tension

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der nungsquellen (nicht dargestellt) sichergestellt. DieAnother object of the invention is to ensure power sources (not shown). the

Schaffung einer Plasma-Einspritzvorrichtung, die eine Anordnung aus Kathode und Wehneltelektrode wirdCreation of a plasma injection device which is an assembly of cathode and Wehnelt electrode

einfache und wirkungsvolle Einspritzung der Plasma- von einem aus Weicheisen bestehenden Schirm 18simple and effective injection of the plasma from a screen 18 made of soft iron

teilchen durch eine sogenannte magnetische Flasche, umgeben, der als Anode für die Elektronenquelleparticles are surrounded by a so-called magnetic bottle, which acts as the anode for the electron source

wie sie normalerweise zur Eingrenzung des Plasmas 15 wirkt und dessen Aufgabe einerseits darin besteht,how it normally works to contain the plasma 15 and its task is on the one hand to

in einem vorgegebenen Raum verwendet wird, ge- den Bereich der Kathode gegen das magnetische Feldis used in a given space, the area of the cathode against the magnetic field

stattet. der Fokussierwicklungen 12 für den Ionenstrahl ab-equips. of the focusing windings 12 for the ion beam

Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile zuschirmen, und andererseits darin, die Feldliniender Erfindung werden durch die Beschreibung in verteilung des magnetischen Fokussierfeldes für die Verbindung mit den Zeichnungen, welche nur zu Er- 20 Elektronen zu bestimmen, derart, daß die durch den läuterungszwecken zwei Ausführungsformen gemäß ringförmigen Schlitz 19 im Schirm 18 hindurchtretender Erfindung zeigen, näher offenbart. den Elektronen den gekrümmten und konvergieren-To shield these and other goals, features and advantages, and on the other hand, the field lines Invention by the description in distribution of the magnetic focusing field for the Connection with the drawings, which only to determine Er- 20 electrons, in such a way that the by the For purposes of refinement, two embodiments according to the annular slot 19 in the screen 18 passing therethrough Invention show disclosed in more detail. the electrons are curved and converging-

Fig. 1 ist ein axialer Längsschnitt durch eine erste den Bahnen 20 folgen, um sich in der Achse derVor-Fig. 1 is an axial longitudinal section through a first one which tracks 20 follow in order to be in the axis of the fore

Ausführungsform eines Plasma-Einspritzsystems nach richtung mit dem Ionenstrahl 13 zu vermischen undEmbodiment of a plasma injection system to mix direction with the ion beam 13 and

der Erfindung, bei dem der Elektronenstrahl gegen 25 dabei den Plasmastrahl 21 zu bilden. Zu diesemof the invention, in which the electron beam against 25 thereby forming the plasma beam 21. To this

den Ionenstrahl konvergiert; Zweck ist die Fläche, innerhalb derer der Schütz 19the ion beam converges; The purpose is the area within which the contactor 19

Fig. 2 ist ein axialer Längsschnitt durch eine abge- angebracht ist, konisch, und die Wehneltelektrode 15 wandelte Ausführungsform eines Einspritzsystems ist so gerichtet, daß die Elektronen die Elektronennach der Erfindung, bei dem der Ionenstrahl zum quelle im wesentlichen senkrecht zu dieser konischen Elektronenstrahl hin divergiert. 30 Fläche verlassen. Das magnetische Fokussierfeld für2 is an axial longitudinal section through an attached, conical, and the Wehnelt electrode 15 The modified embodiment of an injection system is directed so that the electrons follow the electrons of the invention, in which the ion beam is conical to the source essentially perpendicular to this Electron beam diverges. 30 Leave area. The magnetic focusing field for

In den Zeichnungen wurden zur Bezeichnung ent- die Elektronen entsteht durch die Wicklungen 22. sprechender Teile bei beiden Ansichten gleiche Be- Seine Feldstärke, die größer als die von den Wickzugsnummern verwendet. Fig. 1 zeigt einen Längs- lungen 11 und 12 ist, ist so gewählt, daß die geschnitt durch eine erste Ausführungsform gemäß der wünschten Bahnen 20 entstehen, wobei die Verfor-Erfindung. Bezugsnummer 1 bezeichnet darin ein 35 mung der Feldverteilung durch den Schirm 18 in BeGefäß, in das ein Gas wie Deuterium durch das Ein- tracht gezogen wird. Die Beschleunigungsspannung laßrohr oder die Einlaßöffnung 2 eingeführt wird. der Elektronenquelle ist vorzugsweise derart, daß die Am linken Ende des Gefäßes 1 befindet sich eine Geschwindigkeit der Elektronen des Strahles 20 in Ionenquelle herkömmlicher, klassischer Bauart, die der gleichen Größenordnung wie die des Ioneneine Kathode 3, welcher über Leiter 4 Strom von 40 Strahles 13 liegt. Diese Beschleunigungsspannung ist einer geeigneten elektrischen Energiequelle (nicht daher sehr viel geringer als die Beschleunigungsdargestellt) zugeführt wird, enthält. In Gegenwart des spannung für die Ionen, wenn die Massenunterschiede gasförmigen Mediums wirkt die Kathode 3 dabei als zwischen den Ionen und Elektronen berücksichtigt Quelle ionisierender Elektronen. Das dadurch er- werden. Dessenungeachtet muß dafür gesorgt werzeugte ionisierte Gas entweicht in Form eines 45 den, daß ein genauer Gleichlauf zwischen den beiden Strahles durch die in der Blende 6 vorgesehene Öff- Geschwindigkeiten vermieden wird, weil dadurch die nung5 und durchläuft eine konisch geformteAbsaug- Rekombination der Ionen undElektronen zu Atomen elektrode 7, die am Einspritzkörper 8 angebracht ist. zutnNachteil des reinenPlasma-Zustandes begünstigt Der Einspritzkörper 8 ist mit Hilfe eines isolierenden würde.In the drawings, the electrons produced by the windings 22. Of the speaking parts are the same in both views. Its field strength is greater than that used by the winding train numbers. Fig. 1 shows a longitudinal lung 11 and 12 is selected so that the cut through a first embodiment according to the desired webs 20 arise, the Verfor invention. Reference number 1 denotes therein a measurement of the field distribution through the screen 18 in a vessel into which a gas such as deuterium is drawn by the concentration. The accelerating voltage laßrohr or the inlet port 2 is introduced. The electron source is preferably such that the electrons at the left end of the vessel 1 are at a speed of the electrons of the beam 20 in an ion source of conventional, classic design, which is of the same order of magnitude as that of the ion a cathode 3, which generates a current of 40 beam 13 via conductor 4 lies. This acceleration voltage is supplied to a suitable electrical energy source (not therefore very much lower than the acceleration shown). In the presence of the voltage for the ions, when the mass differences in the gaseous medium, the cathode 3 acts as a source of ionizing electrons between the ions and electrons. That will be achieved through it. In spite of this, care must be taken to ensure that the ionized gas produced escapes in the form of a 45 den that an exact synchronization between the two beams is avoided by the opening speeds provided in the diaphragm 6, because this causes the opening 5 and passes through a conically shaped suction recombination of the ions and electrons Atomic electrode 7, which is attached to the injection body 8. the disadvantage of the pure plasma state is favored. The injection body 8 is provided with an insulating seal.

Ringes 9 aus einem geeigneten Material vom Gefäß 1 50 DerEinspritzkörperSist einerseits mit einerPumpisoliert. Geeignete elektrische Spannungen werden leitung 23 und andererseits mit einer Plasma-Einderart angelegt, daß das Gefäß 1 und die Blende 6 grenzungsvorrichtung 24 verbunden, die beispielsgegenüber dem Körper 8 und der Absaugelektrode 7 weise aus einem zyhnderförmigen Gefäß besteht, stark positiv sind. Der Inonenstrahl hat daher von An- dessen Enden von Wicklungen 25 umgeben sind, fang an eine sehr hohe Energie. Die Kathode 3 da- 55 welche magnetische Spiegel bilden und im Innern des gegen wird in bezug auf das Gefäß 1 auf negativem Zylinders ein Schema von Feldlinien 26 in Form Potential gehalten, was infolge der isolierten Durch- einer magnetischen Flasche erzeugen. Als erläuternführungen 10 für die Leiter 4 möglich ist. In dieser des Beispiel wurde eine transversale Einspritzung des Art wirkt die Blende 6 als Beschleunigeranode für die Plasmas 21 durch die Wände der Flasche 26 darge-Elektronen von der Quelle 3. Die Magnetwicklungen 60 stellt. Mit einem erfindungsgemäßen System ist dies 11 und 12 fokussieren den Ionenstrahl 13, der sich dank der hohen Energie des eingespritzten Plasmas längs der Achse des Einspritzsystems fortpflanzt. und seines elektrisch neutralen Zustandes möglich.Ring 9 made of a suitable material from the vessel 1 50 The injection body S is on the one hand insulated with a pump. Suitable electrical voltages are line 23 and on the other hand with a plasma type applied that the vessel 1 and the diaphragm 6 limiting device 24 connected to the example opposite the body 8 and the suction electrode 7 consist of a cylindrical vessel, are strongly positive. The ion beam therefore has its ends surrounded by windings 25, start very high energy. The cathode 3 there- 55 which form magnetic mirrors and inside the on the other hand, with respect to the vessel 1 on the negative cylinder, a scheme of field lines 26 in the form Potential held, which is generated as a result of the isolated through-a magnetic bottle. As explanatory tours 10 for the ladder 4 is possible. In this example, a transverse injection of the The screen 6 acts as an accelerator anode for the plasma 21 through the walls of the bottle 26 Darge electrons from the source 3. The magnet windings 60 represents. With a system according to the invention this is 11 and 12 focus the ion beam 13, which thanks to the high energy of the injected plasma propagates along the axis of the injection system. and its electrically neutral state is possible.

Erfindungsgemäß wird der Ionenstrahl hoher Die Arbeitsweise der Eingrenzungsvorrichtung erEnergie durch das Innere eines röhrenförmigen Elek- fordert keine ins einzelne gehende Beschreibung, da tronenstrahles geleitet, welcher derart zum Konver- 65 sie an sich bekannt ist. Es genügt, darauf hinzugieren gebracht wird, daß die Elektronen sich in der weisen, daß das in Form eines geordneten Strahles Nachbarschaft der Achse des Einspritzsystems mit eingespritzte Plasma im thermodynamischen Sinn den Ionen vermischen und ein Plasma hoher Energie trotz der hohen kinetischen Energie noch nichtAccording to the invention, the ion beam becomes higher in energy through the interior of a tubular elec- tric does not require any detailed description, there tron beam, which is known for the conversion 65 per se. Suffice it to say is brought about that the electrons are in such a way that that in the form of an ordered beam Proximity of the axis of the injection system with injected plasma in the thermodynamic sense the ions mix and a high energy plasma not yet in spite of the high kinetic energy

»heiß« ist, seine Erwärmung jedoch durch Zusammenstöße zwischen Ionen im Innern der magnetischen Flasche, welche das Plasma in dem von den Gefäßwänden isolierten Bereich eingrenzt und dabei Energieverluste durch Kühlung verhindert, bis zur Auflösung (Disorganisation) des Strahles zunimmt. Mit dem erfindungsgemäßen Einspritzsystem kann die Zeit der Aufheizung auf thermonukleare Temperaturen kürzer werden als die Eingrenzungszeit, wobei die Vorrichtung in der Lage versetzt wird, thermonukleare Fusionen zu begünstigen.Is "hot", but it is heated by collisions between ions inside the magnetic Bottle which confines the plasma in the area isolated from the vessel walls and thereby Energy losses through cooling are prevented until the beam dissolves (disorganizes). With the injection system according to the invention, the time of heating to thermonuclear temperatures become shorter than the containment time, enabling the device to to favor thermonuclear mergers.

Die abgewandelte Ausführung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführung nach Fig. 1 nur dadurch, daß an Stelle des zur Mischung mit den Ionen in seiner Achse konvergierenden Elektronen-Strahles nunmehr der Ionenstrahl divergiert, um sich mit dem Elektronenstrahl, der im wesentlichen seine rohrförmige zylindrische Form beibehält, zu vermischen. Der allgemeine Aufbau der Anordnung entspricht dem der Fig. 1, und zur Bezeichnung entsprechender Teile wurden gleiche Bezugsnummern verwendet. Nur die Fläche, in der der Schutz 19 angebracht ist, ist nicht mehr konisch, sondern eben, und die Wehneltelektrode 15 ist so angeordnet, daß der Strahl 20 rohrförmig, zylindrisch und koaxial mit dem Strahl 13 ist. Der Teil 18 braucht dabei nicht mehr aus magnetischem Material zu bestehen. Zusätzlich ist eine Hilfswicklung 27 zwischen den Wicklungen 22 und 12 angeordnet, die ein schwächeres Magnetfeld als das von den Wicklungenil und 12 erzeugt. Die Wirkung der Hilfswicklung 27 besteht darin, den Strahl 13 zu zerstreuen (zum Divergieren zu bringen) und den Strahl 20 nur unbedeutend zu beeinflussen, d. h. nur sehr leicht abzulenken, und zwar derart, daß der Plasmastrahl 21 beim Eintritt in das Gefäß 24 rohrförmig ist. Die Arbeitsweise der Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 2 ist die gleiche wie die der Ausführungsform nach Fig. 1.The modified embodiment according to FIG. 2 differs from the embodiment according to FIG. 1 only in that instead of the electron beam converging on its axis to mix with the ions now the ion beam diverges to meet the electron beam, which is essentially his tubular cylindrical shape retains to mix. The general structure of the arrangement corresponds that of Fig. 1, and like reference numbers have been used to designate corresponding parts used. Only the surface in which the protection 19 is attached is no longer conical, but flat, and the Wehnelt electrode 15 is arranged so that the beam 20 is tubular, cylindrical and coaxial with the beam 13 is. The part 18 no longer needs to be made of magnetic material. Additionally an auxiliary winding 27 is arranged between the windings 22 and 12, which is a weaker Magnetic field than that generated by the winding parts 12 and 12. The action of the auxiliary winding 27 exists in dispersing (diverging) the ray 13 and only insignificantly towards the ray 20 affect, d. H. deflect only very easily, in such a way that the plasma jet 21 when entering the vessel 24 is tubular. The mode of operation of the embodiment of the device according to FIG. 2 is that same as that of the embodiment according to FIG. 1.

Während zwei Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und dargestellt worden sind, ist es klar, daß die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, sondern vielen Änderungen und Abwandlungen innerhalb des Gedankens und desUmfanges der Erfindung zugänglich ist. Ein Fachmann sieht leicht Möglichkeiten für umgekehrte Ausführungen, bei denen der Elektronenstrahl z.B. durch das Innere des lonenstrahles hindurchtritt, wobei entweder der Elektronenstrahl divergiert oder im Gegensatz dazu der Ionenstrahl gegen die Achse der Einspritzvorrichtung konvergiert. In allen diesen Fällen wird das gewünschte Ergebnis erzielt, da ein Plasmastrahl hoher Energie vor der Einspritzung in die Eingrenzungsvorrichtung gebildet wird.While two embodiments of the invention have been described and illustrated, it will be clear that the invention is not limited thereto, but many changes and modifications within of the spirit and scope of the invention. A professional easily sees possibilities for reverse versions, in which the electron beam e.g. through the interior of the ion beam passes through, with either the electron beam diverging or, in contrast, the Ion beam converges against the axis of the injector. In all of these cases it will be the desired one Result achieved because a high energy plasma jet is injected into the containment device is formed.

Claims

PATENT CLAIMS: 55

A plasma injection device for particle containment devices, characterized by means for forming two coaxially extending beams, namely a beam of high energy ions and an electron beam, and means for deflecting at least one of the beams in order to direct it against the other beam judge.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the ion beam of high energy runs inside the tubular electron beam.

3. Apparatus according to claim 1, characterized by means to counter the electron beam to converge the ion beam.

4. Device according to claims 2 and 3, wherein the ion beam by a magnetic Longitudinal field is focused, characterized by shielding means (18) for shielding the electron beam against the magnetic focusing field.

5. Device according to claims 2 to 4, characterized in that the electron beam is focused and deflected by conventional magnetic field generating means, which by the means to focus the ion beam are independent, the strength of the electrons influencing field is much greater than the field strength of the ion focusing field.

6. Device according to claims 4 and 5, characterized in that the means (14, 15) for generating the electron beam enclosed by a shield (18) made of soft iron are.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the shield (18) has a has conical surface, the apex of which is directed towards the means generating the ion beam and an opening in the cone axis for the passage of the ion beam (13) and around it Axis has an annular slot (19) for the passage of the electron beam (20).

8. The device according to claim 2, characterized by means that the ion beam (13) against let the electron beam (20) diverge.

9. Apparatus according to claim 8, wherein the ion beam is driven by a longitudinal magnetic field is focused, characterized in that the electron beam (20) by a magnetic Field which is independent of the former and stronger than this is focused while the ion beam (13) is deflected by other independent magnetic field generating means becomes, wherein the field strength of the ion deflection field is significantly lower than that of the ion focusing field is.

10. Device according to claims 8 and 9, characterized in that the electron beam (20) through an annular slot (19) in a disk-shaped electrode which is in the Center has an opening for the ion beam to pass through.

11. Device according to claims 1 to 10, characterized in that the speeds of the ion and electron beams are of the same order of magnitude, without being exactly synchronous to be.

Considered publications:
British Patent No. 656 398.

1 sheet of drawings