[发明专利]一种高频交流电场约束等离子体产生中子的方法

说明书

一种高频交流电场约束等离子体产生中子的方法:将稀薄氘氚气体置于密闭腔体中并施加高频电流(MHz以上),高频交流电及其产生的高频电场可将气体电离,同时利用高频交流电的趋肤效应对等离子体进行约束，电离气体离子在高频电场作用下做相对圆周运动，达到对其进行约束并产生中子的目的。

技术领域

本发明涉及一种约束等离子体产生中子的方法，特别涉及一种高频交流电场约束等离子体产生中子的方法。

背景技术

近年来中子源在石油勘探、地质调查等工业领域有着广泛应用。当前使用电场约束等离子体的方法主要有静电约束和箍缩约束。以中子管为代表的静电约束是使用高电压加速等离子体撞击靶材料。箍缩约束是利用大电流下的等离子体产生的洛仑兹力向轴心运动的自约束效应，因需要大电流电源装置的影响所以限制了其在实际工作中应用。

本发明使用高频交流电约束等离子体产生中子。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够降低对高电压或强电流要求的高频交流电场约束等离子体产生中子的方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)将金属棒作为电极置于真空腔，对真空腔进行抽真空使真空度＜10^-4Pa，向真空腔注入氘氚混合气体控制充气后真空度为10^-2～10^-3Pa；

或使用吸氢金属材料吸收氘氚混合气体，将其制成金属圆棒作为放电电极置于真空腔中，对真空腔进行抽真空使真空度＜10^-4Pa；

或对真空腔进行抽真空(使真空度＜10^-4Pa)后注入氘氚混合气体控制充气后真空度为10^-2～10^-3Pa。

2)向真空腔体内施加1～10MHz的高频交流电流进行放电产生中子。

所述的氘氚混合气体中氘氚的体积比为1:1。

所述的高频交流电流的电流与电压成反比。

所述的高频交流电的电流小于1A时电压≥1kV，电流大于1A时电压≤1kV。

本发明使用氘氚混合气体聚变反应产生高能中子，利用高频交流电的趋肤效应使电流能量集中于气体等离子体中,达到约束和加热等离子体产生中子的目的。真空腔中置入一段金属棒作为电极，通入稀薄氘氚气体后施加高频电流，此时气体电离形成等离子体。此时真空腔内可视为一段由外层等离子体和内层金属组成的导体。高频电流在此导体中产生的磁场在导体的中心区域(金属棒轴线方向)感应出最大电动势，同时由感应电动势产生感应电流，气体电离后电阻迅速降低，高频电流主要由气体等离子体通过，并在金属电极中产生感应电流，而产生的感应电流总是在减小原来电流的方向，所以迫使原电流只限于导体外表面也就是等离子体中传导。这样可以认为原电流仅在金属电极外的等离子体中，从而约束和加热等离子体产生中子。等离子体在原交流和感生电流的作用下，分别在水平和垂直方向振动，表现为在其相对位置做圆周运动的形式。

具体实施方式

实施例1：

将一铜棒作为电极置于真空腔，对真空腔进行抽真空。将真空腔(真空度约为＜10^-4Pa)注入1：1的氘氚气体，充气后真空度约为10^-3Pa。对铜棒施加频率为2MHz，电流为1.0A，电压220V的高频电流进行放电产生中子。

实施例2：

将一铜棒作为电极置于真空腔，对真空腔进行抽真空。将真空腔(真空度约为＜10^-4Pa)注入1：1的氘氚气体，充气后真空度约为10^-3Pa。对铜棒施加频率为4MHz，电流为2.0A，电压110V的高频电流进行放电产生中子。