Классификация источников положительных ионов, страница 12

218                                            Глава 8

вызванной сходимостью или расходимостью линий поля. В этом уравнении, исследованном, например, в работе Чена [48], μ— величина магнитного момента — является инвариантом движения электрона. Воздействующая в направлении экрана на

Рис. 8.18. Оптимизированный в работе [25] источник кауфмановского типа обладающий сильно расходящимся магнитным полем, создаваемым постоянными магнитами.

электроны сила создает градиент потенциала, который, как можно ожидать, ускоряет ионы в направлении экрана. Результатом этого должно быть более эффективное собирание в пучок ионов из объема плазмы, чем в случае однородного поля.

Трудности работы с источником такого типа обусловлены тем, что плотность плазмы в нем уменьшается (обычно в три раза) от центра по радиусу, что требует некоторой, связанной с первеансом пучка, корректировки. Как упоминалось в разд. 5.5, соответствующая корректировка достигалась путем постепенного изменения диаметра эмиссионных отверстий и варьирования в зависимости от радиуса величины ускоряющего промежутка. Такое решение проблемы является допустимым при использовании источника в качестве ионного двигателя, поскольку в этом случае малая угловая расходимость пучка не существенна. При использовании же ионного источника для создания (путем перезарядки) нейтральных пучков с целью инжекции последних в удерживаемую магнитным полем термоядерную плазму, требуемая угловая расходимость составляет

Классификация источников положительных ионов                    219

±1°, и предложенный выше способ корректировки весьма затруднителен: Для целей нейтральной инжекции необходимы источники, обладающие высокой степенью однородности плазмы в эмиссионной области.

8.6. Источник с радиальным полем

Однородность эмиссионных свойств вдоль выходной щели калютрона (см. разд. 8.3. В) наводит на мысль, что достичь однородности плазмы на большой эмиссионной поверхности можно, используя радиальное магнитное поле, перпендикулярное направлению извлечения пучка. Однако, если магнитное поле строго радиально, то оно спадает как 1/r, и можно ожидать, что плазма не будет однородной. В принципе это можно скомпенсировать созданием такой структуры поля, когда в направлении оси z по мере возрастания радиуса происходит сгущение силовых линий.

Работой Кнауэра и др. [159] было положено начало конструированию источников с радиальным магнитным полем. Геометрия источника представлена на рис. 8.19. Основным отличием этой конструкции помимо расположения железных

Рис. 8.19. Источник Кнаузра и др. [159] с радиальным магнитным полем.

220

Глава 8