使用射频和中性束功率的高能量等离子体发生器的制作方法

技术特征：
1.一种用于产生高能量等离子体的设备，包括：磁镜包容场，所述磁镜包容场提供在保持等离子体的包容容积的相反的第一端部和第二端部处会聚的轴向延伸的磁通量线；中性束发生器，所述中性束发生器将粒子的中性束以预定的倾角和能量引导至所述包容容积中，使得所述粒子在所述包容容积内离解成等离子体离子；以及射频发生器，所述射频发生器产生将所述等离子体离子加速至足够用于所述等离子体离子聚变的能量的电场。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电场的频率在功能上取决于所述磁镜包容场中的所述中性束的所述等离子体离子在转折点处的回旋频率。3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述频率是所述回旋频率的谐波，所述频率大于所述回旋频率。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述中性束的能量被设定成使得超过50％的所述中性束粒子转化为等离子体离子。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述中性束具有小于50,000电子伏特的能量。6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述射频发生器将来自所述中性束的所述等离子体离子的能量提升超过2倍。7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述射频发生器包括天线，所述天线定位成接近所述等离子体离子的反射极限并且产生垂直于所述磁镜包容场的轴线的旋转电矢量。8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述倾角相对所述轴线在30
°
与60
°
之间。9.根据权利要求1所述的设备，还包括处理容积，所述处理容积至少部分地包围所述包容容积以接纳通过所述包容容积的高能量中子，并且所述处理容积包含用于嬗变成不同元素的元素。10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述用于嬗变的元素是选自包括前体
99
mo、
131
i、
133
xe和
177
lu的组的医用放射性同位素的前体。11.根据权利要求9所述的设备，其中，所述用于嬗变的元素是耗尽的核燃料。12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述中性束选自包括氘和氚的组。13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述中性束是氘。14.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备包括产生所述磁镜包容场的一对磁线圈，并且其中，所述射频发生器在所述磁线圈之间提供天线，并且其中，所述包容容积包含在气密室内。15.一种聚变设备，包括：反应容积，所述反应容积将可聚变材料保持在第一轴向延伸磁包容场内；第一等离子体插塞和第二等离子体插塞，所述第一等离子体插塞和所述第二等离子体插塞沿着轴线位于所述反应容积的两侧；每个等离子体插塞包括：(a)磁镜包容场，所述磁镜包容场提供在保持等离子体的包容容积的相反的第一端部和第二端部处会聚的轴向延伸的磁通量线；(b)中性束发生器，所述中性束发生器将粒子的中性束以预定的倾角和能量引导至所述包容容积中，使得所述粒子在所述包容容积内离解成等离子体离子；以及(c)射频发生器，所述射频发生器产生将所述等离子体离子加速至高于进入所述包容
容积的所述粒子的能量的能量的电场。由此，从所述第一等离子体插塞和所述第二等离子体插塞逸出的所述等离子体离子在所述反应容积中产生聚变反应。16.根据权利要求15所述的聚变设备，其中，所述第一等离子体插塞和所述第二等离子体插塞内的等离子体离子的压力大于所述反应容积内的等离子体离子的压力。17.根据权利要求16所述的聚变设备，还包括发电机，所述发电机接纳来自所述反应容积的中子以产生电能。

技术总结
一种用于产生高能量等离子体的设备，该设备采用注入到磁性包含的镜像等离子体中的低能量中性束来产生通过协调的射频场将能量提升至聚变水平的等离子体离子。升至聚变水平的等离子体离子。升至聚变水平的等离子体离子。


技术研发人员：卡里
受保护的技术使用者：威斯康星校友研究基金会
技术研发日：2021.03.16
技术公布日：2022/11/11