[實用新型]一種用于靜電約束聚變的陰極裝置及靜電約束聚變裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721488676.5
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN207503650U
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸鵬宇;劉敏勝;趙鑫;王漢清;宋韻洋
• 申請（專利權(quán)）人: 新奧科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: G21B1/11
• 分類號: G21B1/11;G21B1/05
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

本實用新型實施例提供一種用于靜電約束聚變的陰極裝置及靜電約束聚變裝置，涉及核聚變技術(shù)領(lǐng)域，能夠解決陰極裝置使用壽命短及實用性較差的問題。所述陰極裝置包括由金屬絲繞制形成網(wǎng)狀的陰極，以及與陰極電連接的陰極引線，陰極的金屬絲上包裹有保護層；保護層由耐高溫的電阻材料制作而成；當(dāng)保護層的工作溫度大于或等于800℃時，保護層的電阻率小于10⁸Ωm。本實用新型用于靜電約束聚變裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及核聚變技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于靜電約束聚變的陰極裝置及靜電約束聚變裝置。

背景技術(shù)

靜電約束聚變裝置通常是利用陰陽極之間的電勢差來約束氘或氚等陽離子。其中，陰極位于中心內(nèi)部，陽極位于外部包圍陰極，陰極施加負高壓，而陽極接地。這樣一來，陰陽極之間形成向內(nèi)的電場分布，阻止陽離子往外擴散。為了讓陽離子在陰陽極的束縛下運動，通常陰極采用網(wǎng)格形狀，陽離子往返穿過陰極，可與其它中性原子或離子發(fā)生碰撞引發(fā)核聚變。常見的陰陽極結(jié)構(gòu)是同心圓球，陰陽極之間的電場分布為球?qū)ΨQ電場分布。

現(xiàn)有技術(shù)中，在陽離子反復(fù)穿過陰極網(wǎng)格的時候，這些攜帶了高能量的陽離子一旦轟擊到陰極表面，極易引起陰極表面材料的濺射，使得陰極因陽離子的轟擊而逐漸腐蝕掉，這樣縮短了陰極裝置的使用壽命；同時，如果陰極是裸露的金屬，濺射出來的金屬原子會四處沉積，導(dǎo)致在靜電約束聚變裝置的絕緣結(jié)構(gòu)上會沉積出一層薄薄的導(dǎo)電層，破壞絕緣結(jié)構(gòu)的絕緣性能，使得靜電約束聚變裝置的實用性較差。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的實施例提供一種用于靜電約束聚變的陰極裝置及靜電約束聚變裝置，能夠解決陰極裝置使用壽命短及實用性較差的問題。

為達到上述目的，本實用新型的實施例采用如下技術(shù)方案：

一方面，本實用新型實施例提供一種用于靜電約束聚變的陰極裝置，所述陰極裝置包括由金屬絲繞制形成網(wǎng)狀的陰極，以及與所述陰極電連接的陰極引線，所述陰極的金屬絲上包裹有保護層；

所述保護層由耐高溫的電阻材料制作而成；

當(dāng)所述保護層的工作溫度大于或等于800℃時，所述保護層的電阻率小于10⁸Ωm。

可選的，所述保護層的厚度為1um～1000um。

可選的，所述陰極包括被所述保護層覆蓋的覆蓋區(qū)域和未被所述保護層覆蓋的裸露區(qū)域；所述覆蓋區(qū)域的表面積占所述陰極總表面積的85％～99.5％。

可選的，所述裸露區(qū)域位于所述陰極上遠離所述陰極引線的一端。

可選的，所述裸露區(qū)域位于所述陰極上垂直于第一連線、且經(jīng)過所述陰極的中心的平面上；其中，所述第一連線為所述陰極引線在所述陰極上的連接點與所述陰極中心的連線。

可選的，還包括套設(shè)在所述陰極引線上的絕緣筒；

所述保護層的電阻率大于所述絕緣筒的電阻率的十分之一。

可選的，所述保護層耐受的高溫區(qū)間為800℃～2800℃。

可選的，當(dāng)所述保護層工作在所述高溫區(qū)間內(nèi)時，所述保護層的電阻率為10²Ωm～10⁸Ωm。

可選的，所述保護層的制作材料為氧化鋁或氮化硼。

另一方面，本實用新型實施例提供一種靜電約束聚變裝置，包括具有空腔的陽極，以及設(shè)置在所述陽極空腔內(nèi)的如上述任意一種所述的陰極裝置，所述陽極和所述陰極之間具有間隙。