[实用新型]一种用于静电约束聚变的阴极装置及静电约束聚变装置

说明书

本实用新型实施例提供一种用于静电约束聚变的阴极装置及静电约束聚变装置，涉及核聚变技术领域，能够解决阴极装置使用寿命短及实用性较差的问题。所述阴极装置包括由金属丝绕制形成网状的阴极，以及与阴极电连接的阴极引线，阴极的金属丝上包裹有保护层；保护层由耐高温的电阻材料制作而成；当保护层的工作温度大于或等于800℃时，保护层的电阻率小于10⁸Ωm。本实用新型用于静电约束聚变装置。

技术领域

本实用新型涉及核聚变技术领域，尤其涉及一种用于静电约束聚变的阴极装置及静电约束聚变装置。

背景技术

静电约束聚变装置通常是利用阴阳极之间的电势差来约束氘或氚等阳离子。其中，阴极位于中心内部，阳极位于外部包围阴极，阴极施加负高压，而阳极接地。这样一来，阴阳极之间形成向内的电场分布，阻止阳离子往外扩散。为了让阳离子在阴阳极的束缚下运动，通常阴极采用网格形状，阳离子往返穿过阴极，可与其它中性原子或离子发生碰撞引发核聚变。常见的阴阳极结构是同心圆球，阴阳极之间的电场分布为球对称电场分布。

现有技术中，在阳离子反复穿过阴极网格的时候，这些携带了高能量的阳离子一旦轰击到阴极表面，极易引起阴极表面材料的溅射，使得阴极因阳离子的轰击而逐渐腐蚀掉，这样缩短了阴极装置的使用寿命；同时，如果阴极是裸露的金属，溅射出来的金属原子会四处沉积，导致在静电约束聚变装置的绝缘结构上会沉积出一层薄薄的导电层，破坏绝缘结构的绝缘性能，使得静电约束聚变装置的实用性较差。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种用于静电约束聚变的阴极装置及静电约束聚变装置，能够解决阴极装置使用寿命短及实用性较差的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一方面，本实用新型实施例提供一种用于静电约束聚变的阴极装置，所述阴极装置包括由金属丝绕制形成网状的阴极，以及与所述阴极电连接的阴极引线，所述阴极的金属丝上包裹有保护层；

所述保护层由耐高温的电阻材料制作而成；

当所述保护层的工作温度大于或等于800℃时，所述保护层的电阻率小于10⁸Ωm。

可选的，所述保护层的厚度为1um～1000um。

可选的，所述阴极包括被所述保护层覆盖的覆盖区域和未被所述保护层覆盖的裸露区域；所述覆盖区域的表面积占所述阴极总表面积的85％～99.5％。

可选的，所述裸露区域位于所述阴极上远离所述阴极引线的一端。

可选的，所述裸露区域位于所述阴极上垂直于第一连线、且经过所述阴极的中心的平面上；其中，所述第一连线为所述阴极引线在所述阴极上的连接点与所述阴极中心的连线。

可选的，还包括套设在所述阴极引线上的绝缘筒；

所述保护层的电阻率大于所述绝缘筒的电阻率的十分之一。

可选的，所述保护层耐受的高温区间为800℃～2800℃。

可选的，当所述保护层工作在所述高温区间内时，所述保护层的电阻率为10²Ωm～10⁸Ωm。

可选的，所述保护层的制作材料为氧化铝或氮化硼。

另一方面，本实用新型实施例提供一种静电约束聚变装置，包括具有空腔的阳极，以及设置在所述阳极空腔内的如上述任意一种所述的阴极装置，所述阳极和所述阴极之间具有间隙。