[發明專利]一種高頻交流電場約束等離子體產生中子的方法

有效

• 申請號: 201810584372.1
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108882495B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 鮑銘;李鴻達;陸杰;朱念;王智健;戴辰;蔣成量
• 申請（專利權）人: 鮑銘;李鴻達;陸杰;朱念;王智健;戴辰;蔣成量
• 主分類號: H05H3/06
• 分類號: H05H3/06
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 張震國

一種高頻交流電場約束等離子體產生中子的方法:將稀薄氘氚氣體置于密閉腔體中并施加高頻電流(MHz以上),高頻交流電及其產生的高頻電場可將氣體電離,同時利用高頻交流電的趨膚效應對等離子體進行約束，電離氣體離子在高頻電場作用下做相對圓周運動，達到對其進行約束并產生中子的目的。

技術領域

本發明涉及一種約束等離子體產生中子的方法，特別涉及一種高頻交流電場約束等離子體產生中子的方法。

背景技術

近年來中子源在石油勘探、地質調查等工業領域有著廣泛應用。當前使用電場約束等離子體的方法主要有靜電約束和箍縮約束。以中子管為代表的靜電約束是使用高電壓加速等離子體撞擊靶材料。箍縮約束是利用大電流下的等離子體產生的洛侖茲力向軸心運動的自約束效應，因需要大電流電源裝置的影響所以限制了其在實際工作中應用。

本發明使用高頻交流電約束等離子體產生中子。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠降低對高電壓或強電流要求的高頻交流電場約束等離子體產生中子的方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

1)將金屬棒作為電極置于真空腔，對真空腔進行抽真空使真空度＜10^-4Pa，向真空腔注入氘氚混合氣體控制充氣后真空度為10^-2～10^-3Pa；

或使用吸氫金屬材料吸收氘氚混合氣體，將其制成金屬圓棒作為放電電極置于真空腔中，對真空腔進行抽真空使真空度＜10^-4Pa；

或對真空腔進行抽真空(使真空度＜10^-4Pa)后注入氘氚混合氣體控制充氣后真空度為10^-2～10^-3Pa。

2)向真空腔體內施加1～10MHz的高頻交流電流進行放電產生中子。

所述的氘氚混合氣體中氘氚的體積比為1:1。

所述的高頻交流電流的電流與電壓成反比。

所述的高頻交流電的電流小于1A時電壓≥1kV，電流大于1A時電壓≤1kV。

本發明使用氘氚混合氣體聚變反應產生高能中子，利用高頻交流電的趨膚效應使電流能量集中于氣體等離子體中,達到約束和加熱等離子體產生中子的目的。真空腔中置入一段金屬棒作為電極，通入稀薄氘氚氣體后施加高頻電流，此時氣體電離形成等離子體。此時真空腔內可視為一段由外層等離子體和內層金屬組成的導體。高頻電流在此導體中產生的磁場在導體的中心區域(金屬棒軸線方向)感應出最大電動勢，同時由感應電動勢產生感應電流，氣體電離后電阻迅速降低，高頻電流主要由氣體等離子體通過，并在金屬電極中產生感應電流，而產生的感應電流總是在減小原來電流的方向，所以迫使原電流只限于導體外表面也就是等離子體中傳導。這樣可以認為原電流僅在金屬電極外的等離子體中，從而約束和加熱等離子體產生中子。等離子體在原交流和感生電流的作用下，分別在水平和垂直方向振動，表現為在其相對位置做圓周運動的形式。

具體實施方式

實施例1：

將一銅棒作為電極置于真空腔，對真空腔進行抽真空。將真空腔(真空度約為＜10^-4Pa)注入1：1的氘氚氣體，充氣后真空度約為10^-3Pa。對銅棒施加頻率為2MHz，電流為1.0A，電壓220V的高頻電流進行放電產生中子。

實施例2：

將一銅棒作為電極置于真空腔，對真空腔進行抽真空。將真空腔(真空度約為＜10^-4Pa)注入1：1的氘氚氣體，充氣后真空度約為10^-3Pa。對銅棒施加頻率為4MHz，電流為2.0A，電壓110V的高頻電流進行放電產生中子。