[发明专利]循环抛射体的等离子体压缩系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年7月29日提交的美国临时专利申请No.61/229355，题为“SYSTEMS AND METHODS FOR PLASMA COMPRESSION AND HEATING WITH RECYCLING OF  PROJECTILES”的按照U.S.C.§119(e)的权利，该申请在此整体引为参考。

技术领域

本公开涉及等离子体压缩的系统和方法的实施例。

背景技术

用于把等离子体压缩到高温和高密度的一些系统通常较大，费用高，并且重复率和使用寿命有限。在等离子体内加入磁场是通过降低等离子体体积的粒子和能量损失速率来提高任意特定加热方案的效率的一种有前景的方法。

压缩等离子体的方法包括下述6种方案。

(1)利用随着时间增大的外部磁场的等离子体的直接压缩。

(2)借助内爆靶丸的外表面的烧蚀火箭效应的压缩，所述压缩由强电磁辐射或高能粒子束驱动(比如某些惯性约束聚变(ICF)设备)。例如，参见R.W.Moir等的“HYLIFE-II：An approach to a long-lived，first-wall component for inertial fusion power plants”，Report Numbers UCRL-JC-117115；CONF-940933-46，Lawrence Livermore National Lab，August 1994，该文献在此整体引为参考。

(3)借助由在内爆套筒中流动的大脉冲电流驱动的导电套筒(一般为金属)的电磁内爆的压缩。

(4)借助导电介质中的大振幅声脉冲的球面或柱面聚焦的压缩。例如，参见在美国专利申请公报No.2006/0198483和2006/0198486中公开的系统和方法，上述美国专利申请都在此整体引为参考。在一些实现方式中，可以利用外部加压气体进行导体介质的压缩。例如，参见在R.L.Miller和R.A.Krakowski的“Assessment of the slowly-imploding liner(LINUS)fusion reactor concept”(Rept.No.LA-UR-80-3071，Los Alamos Scientific Laboratory，Los Alamos，NM 1980)中说明的LINUS系统，该文献在此整体引为参考。

(5)把运动等离子体注入到导电介质内的静态的、但为锥形会聚的空腔中，以使得等离子体动能驱动由壁边界约束确定的压缩的被动式压缩。例如，参见C.W.Hartman等的“A Compact Torus Fusion Reactor Utilizing a Continuously Generated String of CT′s.The CT String Reactor”，(CTSR Journal of Fusion Energy，vol.27，pp.44-48(2008))；和“Acceleration of Spheromak Toruses：Experimental results and fusion applications”(UCRL-102074，in Proceedings of 11th US/Japan workshop on field-reversed configurations and compact toroids；7-9Nov.1989；Los Alamos，NM)，上述文献均在此整体引为参考。

(6)由高动能宏观抛射体的碰撞，例如，由一对碰撞的抛射体，或者由碰撞固定的靶标介质的单一抛射体驱动的等离子体的压缩。例如，参见美国专利No.4,328,070，该专利在此整体引为参考。另外参见上面引入的C.W.Hartmann等的论文，“Acceleration of Spheromak Toruses：Experimental results and fusion applications”。

发明内容