Trouvez un injecteur de particules psychoactives. Injecteur de faisceau de particules neutres basé sur des ions négatifs

Les systèmes de ces appareils nécessiteront les efforts les plus importants de la part de spécialistes hautement qualifiés pour une mise en œuvre réussie dans le métal. Dans cet article, je vais vous expliquer plus en détail ce qu'est un injecteur d'atomes neutres, pourquoi il est nécessaire, et j'essaierai de révéler la nouveauté technique de cet appareil.

Image de conception de l’injecteur de faisceau neutre ITER. Deux de ces appareils ont la taille d’une locomotive. sera installé à ITER dans les années 20.

Ainsi, comme nous le savons, dans un tokamak, il y a exactement 3 tâches principales : chauffer le plasma, l'empêcher de se disperser et évacuer la chaleur. Après la rupture du plasma et l'apparition d'une décharge, un courant annulaire d'une puissance énorme y apparaît - le mode de chauffage ohmique commence. Cependant, le plasma ne peut pas être chauffé au-dessus d'une température de 2 kEv dans ce mode - sa résistance chute, de moins en moins de chaleur est dégagée et le plasma en émet de plus en plus. Un chauffage supplémentaire peut être effectué à l'aide de méthodes radiofréquences - à certaines fréquences, le plasma absorbe activement les ondes radio. Cependant, il y a ici aussi une limite de puissance : le chauffage par radiofréquence crée des mouvements et des ondes collectives, conduisant à un moment donné à des instabilités. Ensuite, la troisième méthode entre en jeu : l’injection de particules neutres rapides. Son analogie est de chauffer l'air avec un brûleur à l'intérieur de ballons telp - à une température de plasma de 5 à 15 keV, un faisceau de particules rapides d'une énergie de 1 000 keV s'y écrase.

Le faisceau de l'injecteur brille dans le tore du plasma, y ​​est ionisé et décéléré, transférant de l'énergie et de l'élan à sa partie centrale.

NBI est situé dans une enceinte sous vide et se compose de plusieurs machines décrites ci-dessous.

L’humanité peut accélérer facilement et naturellement des particules jusqu’à une énergie de 1 MEV. Cependant, il y a un problème : nous ne pouvons accélérer que des particules chargées (par exemple, des ions positifs - des atomes avec des électrons déchirés), et celles-ci, à leur tour, ne peuvent pas pénétrer dans le confinement magnétique pour exactement la même raison que celle pour laquelle le plasma ne peut pas s'en échapper. La solution à ce conflit était l’idée d’accélérer les particules chargées puis de les neutraliser. Dans toutes les générations précédentes de tokamaks, cela a été réalisé en accélérant des ions ordinaires (positifs, avec un électron retiré), puis en les neutralisant en volant à travers l'hydrogène ou le deutérium ordinaire - dans ce cas, les électrons sont échangés et certains des ions sont transformés avec succès. en atomes neutres volant plus loin avec la même vitesse. Certes, la puissance maximale de ces injecteurs ne dépasse pas 1 mégawatt, avec une énergie de flux injectée de 40 à 100 kEv et un courant de 10 à 25 ampères. Et pour iter, il faut au moins 40 mégawatts. Une augmentation directe de la puissance d'un seul injecteur, par exemple par une augmentation de l'énergie de 100 keV à 1000 kEv, est tenace à un moment tel que les ions chargés positivement cessent d'être neutralisés sur le gaz, étant accélérés à de telles énergies. Mais il est impossible d'augmenter le courant du faisceau : les ions volant à proximité sont repoussés par les forces coulombiennes et le faisceau diverge.

La solution aux problèmes qui se posaient était la transition des ions chargés positivement aux ions chargés négativement. Ceux. ions auxquels un électron supplémentaire s'est collé. La procédure de « piégeage » des électrons en excès des atomes volant rapidement dans la technologie des accélérateurs a été bien élaborée et ne pose pas de difficultés particulières, même pour les ions accélérés jusqu'à 1 mégaélectronvolt et volant avec un courant fou pour les accélérateurs - 40 ampères. Ainsi, le concept NBI est devenu clair pour les développeurs : il ne restait plus qu'à développer un appareil capable de produire des ions négatifs.

L’étude a révélé que la meilleure source d’atomes avec des électrons « supplémentaires » attachés est un plasma d’hydrogène ou de deutérium à couplage inductif dopé avec des atomes de césium. Dans ce cas, « couplé inductivement » signifie qu’une bobine est enroulée autour du plasma à travers laquelle passe un courant haute fréquence, et le plasma absorbe cette énergie de manière inductive. Ensuite, le potentiel électrostatique sur une grille spéciale attire les électrons et les ions négatifs vers l’avant. Les électrons sont déviés par des aimants spéciaux et les ions volent vers l'avant et sont accélérés par un champ électrostatique jusqu'à une énergie de 1 MeV. Pour accélérer jusqu'à 1 MeV, il faut créer sur les réseaux un potentiel de +1 Mégavolt. 1 million de volts est une valeur très sérieuse, qui complique la vie dans le développement de nombreux éléments de cet accélérateur, et constitue pratiquement la limite pour l'état actuel de la technologie. Dans ce cas, le courant ionique prévu est de 47 ampères, soit La puissance du « projecteur ionique » sera de près de 47 mégawatts.

Le développement d’une source d’ions négatifs basée sur un plasma à couplage inductif a traversé plusieurs étapes.

Ainsi, les ions, allongés et accélérés sur 5 grilles avec une différence de potentiel de 200 kilovolts à 1 mégaélectronvolt, pénètrent dans le neutraliseur - un volume dans lequel le gaz est pompé à une pression cent fois supérieure à celle de la région d'ionisation (mais c'est quand même un vide assez profond). Ici, les ions H- ou D- entrent en collision avec les molécules H2 ou D2 par la réaction H- + H2 = H + H*. Cependant, l'efficacité de la neutralisation est loin d'être de 100 % (mais plutôt de 50 %). Il faut maintenant débarrasser le faisceau des particules chargées restantes, qui ne pourront toujours pas pénétrer dans le plasma. Plus loin sur le chemin se trouve un absorbeur d'ions résiduels - une cible en cuivre refroidie à l'eau, sur laquelle tout ce qui retient une charge est à nouveau dévié électrostatiquement. Dans le même temps, l'énergie que l'absorbeur est obligé d'absorber est d'un peu plus de 20 mégawatts.

Aspect du neutralisant et ses caractéristiques.

Après la trempe, un autre problème se pose : les ions « supplémentaires », ayant été neutralisés, se transforment en gaz, une grande quantité de gaz, qui doit être pompée hors de la cavité NBI. On dirait que nous venons de le gonfler, mais avant et après le neutralisant, au contraire, nous avons besoin d'un meilleur vide. Les pompes de cryothérapie intermittentes situées sur les côtés entrent en jeu. De manière générale, les pompes de cryothérapie sont l’un des sujets qui a beaucoup progressé dans le cadre des développements de CTS. Le fait est que tout piège à plasma thermonucléaire doit pomper un mélange d'hélium, de deutérium et de tritium en grands volumes. Cependant, un tel mélange ne peut pas être pompé mécaniquement (par exemple avec des pompes turbomoléculaires) du fait que le tritium passe à travers des joints rotatifs. Une technologie alternative, les pompes de cryocondensation, ne fonctionne pas très bien à cause de l'hélium, qui reste gazeux à basse pression jusqu'aux températures minimales raisonnables auxquelles le condenseur d'une telle pompe peut être refroidi. Il ne restait qu'une seule technologie - déposer le mélange gazeux sur du charbon refroidi à 4,7K - dans ce cas, la sorption du gaz se produit en surface. Ensuite, la surface peut être chauffée et les gaz désorbés peuvent être dirigés vers un système de séparation, qui enverra le tritium dangereux vers le stockage.

L'une des plus grandes pompes de ce type au monde est en cours de développement pour l'ITER NBI et est située de chaque côté du système de trempe des ions. Il se compose de nombreux pétales qui changent périodiquement de configuration, se réchauffent jusqu'à 80K et déchargent le gaz accumulé dans le récepteur, puis refroidissent à nouveau et s'ouvrent pour une sorption ultérieure.

Pompes de crisorption du neutralisant.

A propos, il convient de noter que, fonctionnant selon le même principe périodique, il sera installé dans le tokamak ITER lui-même le long de la ceinture inférieure autour du diverteur. Leur enterrement périodique et l'ouverture de vannes à clapet géantes (un mètre de diamètre) pour le chauffage, la désorption et le refroidissement inversé me rappellent en quelque sorte les machines steampunk dans l'esprit du 19ème siècle :)

Une des chambres de cryosorption du volume principal d'ITER

Pendant ce temps, au NBI, un faisceau pratiquement formé d'atomes neutres d'hydrogène ou de deutérium, d'une puissance d'environ 20 mégawatts, traverse le dernier appareil - un calorimètre/purificateur de faisceau. Cet appareil effectue les tâches d’absorption des atomes neutres qui se sont trop écartés de l’axe du tunnel (« nettoyage du faisceau ») par lequel ils entrent dans le plasma et mesure avec précision l’énergie des atomes neutres pour comprendre la contribution du NBI au chauffage du plasma. À ce stade, la tâche de NBI peut être considérée comme accomplie !

Cependant, il serait trop facile pour ITER de fabriquer une machine 20 fois plus puissante que ses homologues, en utilisant des technologies qui n'existaient pas au moment de son développement. Comme d'habitude, l'environnement du tokamak impose ses propres conditions difficiles.

Premièrement, l’ensemble de ce système électrostatique d’accélération/déviation/amortissement est très sensible aux champs magnétiques. Ceux. le placer à côté des plus gros aimants du monde est une très mauvaise idée. Pour supprimer ces champs, une combinaison de champs antimagnétiques actifs créés par des bobines « chaudes » de 400 kilowatts et des écrans en permalloy sera utilisée. Néanmoins, les perturbations résiduelles font l'objet d'un travail intense sur les projets.

Cellule NBI dans le bâtiment tokamak ITER. Le NBI moyen montre des blocs de blindage magnétique jaunes et des cadres gris de bobines de neutralisation de champ externe.

Le deuxième problème est celui du tritium, qui va inévitablement traverser le tunnel d'alimentation du faisceau et se déposer à l'intérieur du NBI. Ce qui le rend automatiquement inutilisable par les gens. Par conséquent, l'un des systèmes de maintenance robotique d'ITER sera situé dans la chambre NBI et desservira 2 accélérateurs de faisceaux d'énergie de 17 mégawatts chacun (oui, lorsqu'il consomme plus de 50 mégawatts depuis la prise, le système ne fournit que 17 mégawatts au plasma - tel une efficacité moche), et un diagnostic (l'interaction d'un tel faisceau avec le plasma fournit de nombreuses informations pour comprendre la situation qui y règne) à 100 kilowatts.

Bilan énergétique de l'injecteur neutre.

Le troisième problème est le niveau de 1 mégavolt. Le NBI lui-même est livré avec des lignes électriques pour les sources de plasma, diverses grilles d'extraction et de blindage, 5 potentiels d'accélération (chacun diffère de son voisin de 200 kilovolts, un courant d'environ 45 ampères circule entre eux), des conduites d'alimentation en gaz et en eau. Tous ces systèmes doivent être introduits à l'intérieur de l'appareil, isolant par rapport au sol de 1 mégavolt. Dans le même temps, une isolation de 1 mégavolt dans l'air signifie un rayon de protection contre les pannes d'environ 1 mètre, ce qui n'est guère réaliste lorsqu'il y a environ 20 lignes qui doivent être isolées électriquement les unes des autres dans une entrée. Cette tâche a été mise en œuvre grâce à la distribution de sources haute tension sur une vaste zone et à leur entrée via un tunnel rempli de SF6 sous pression. Mais aujourd'hui, les passages d'air SF6/SF6 - le vide dans ce tunnel - deviennent critiques - en bref, de nombreuses tâches pour les ingénieurs haute tension avec des paramètres que l'on ne trouve pas commercialement dans cette industrie.

Bâtiment haute tension BNI. A droite se trouvent les sources auxiliaires, à gauche se trouvent 2 groupes de 5 sources accélératrices haute tension, dans le bâtiment isolé Sources 1 MV. A gauche se trouve une cellule du bâtiment tokamak où se trouvent 3 faisceaux de diagnostic NBI +.

Section NBI dans ITER. À gauche du NBI se trouve un obturateur à vide vert à grande vitesse qui coupe le NBI du tokamak si nécessaire. La douille cylindrique de 1 mégavolt et ses dimensions sont clairement visibles.

Il reste de la place dans la chambre NBI pour un troisième module énergétique, pour une éventuelle mise à niveau énergétique d'ITER. Il est désormais prévu que le système de chauffage au plasma ait une capacité de 74 mégawatts - 34 NBI, 20 MW de chauffage radio haute fréquence et 20 MW basse fréquence, et à l'avenir - jusqu'à 120 mégawatts, ce qui prolongera la durée de combustion du plasma. à une heure avec une puissance de 750 mégawatts.

Complexe de stands MITICA + SPIDER

Energie NBI Europe fabrique, les contrats ont déjà été distribués. Certaines des sources de courant continu haute tension seront fabriquées au Japon. Étant donné que le dispositif NBI en termes de complexité et d'étendue des travaux peut rivaliser avec l'ensemble des tokamaks des années 80, en Europe, à Padoue, un module NBI sera reproduit et, d'abord, une source d'ions négatifs séparée SPIDER en taille réelle (avant cela , dont la moitié était opérationnelle sur un autre stand en 2010 à l'Institut allemand IPP). Ce complexe est actuellement mis en service et d'ici la fin de l'année prochaine, les premières expériences y commenceront et d'ici 2020, ils espèrent mettre au point tous les aspects du système NBI.

QUÊTE SECONDAIRE « DANIELLA SHAW »

Où l'obtenir : la quête se déroule au centre de remise en forme. Allez à la fenêtre indiquée dans la salle de billard et frappez dessus pour parler à Danielle Shaw. Elle vous demandera de tuer le faux cuisinier.

Rencontre avec Danielle Shaw au centre de conditionnement physique de la section résidentielle.

La prochaine fois que vous recevrez un message d'elle, ce sera lorsque vous serez dans le stockage de données et que vous téléchargerez le dessin de la clé d'activation de Morgan depuis l'ordinateur.

Pour terminer la quête, rendez-vous à votre bureau dans le hall de Talos 1 et consultez votre email. Il devrait y avoir une lettre « Morgan, lis-la ! »

Lettre importante.

De là, vous apprendrez que Will Mitchell est un imposteur - l'un des bénévoles. Suivez le service neuromod et montez à l'étage. Rendez-vous dans les cabanes des volontaires où il n'y avait pas de lumière auparavant. Utilisez la borne juste en face de la porte, derrière le comptoir, et sélectionnez le bénévole avec le numéro de suivi souhaité. Le numéro est visible dans la description de la quête de Danielle Shaw si vous lisez la lettre.

Seulement après avoir activé la balise, rendez-vous à l'emplacement « Pont Talos-1 », descendez l'ascenseur gravitaire et entrez dans la capsule à l'extrême gauche. Il y a deux options : soit vous désarmez la grenade et le faux Will Mitchell mourra de causes naturelles, soit vous le laissez exploser.

Pris la main dans le sac!

QUÊTE SECONDAIRE «DOCTEUR IGWE»

Où l'obtenir : lorsque vous devrez entrer dans la soute par la coque du Talos-1, le Dr Igwe vous contactera.

Dayo Igwe vous contacte près de l'entrée de la soute.

Volez jusqu'au conteneur situé non loin de l'entrée de la soute et regardez son numéro - 2312. Volez jusqu'à la porte de la soute pour être contactée par Sarah Elazar. Le panneau de commande pour les conteneurs de fret sera disponible. Volez jusqu'à lui et entrez le numéro 2312, puis sélectionnez l'amarrage du conteneur. Ensuite, ouvrez-le. Une fois à l'intérieur, parlez simplement à Igwe pour terminer la quête et recevoir 2 Neuromods.

QUÊTE SIDE "AVEC CETTE BAGUE..."

Où le récupérer : au fond de la soute où se trouve le camp des survivants, parlez à Kevin Hag.

Il vous demandera de retrouver sa femme Nicole. Dirigez-vous vers la section résidentielle et utilisez le terminal pour suivre l’emplacement de Nicole. Elle sera dans la chambre d'amis de la suite des réalisateurs. Tuez le fantôme et cherchez une alliance.

Fouille du corps de Nicole Hague dans le hall de Talos 1.

Comme je l'avais fait à l'avance, j'ai immédiatement donné la bague à Kevin et terminé la quête.

QUÊTE SECONDAIRE « DÉFENSE DU COMPARTIMENT DE CHARGEMENT »

Où l'obtenir : automatiquement lors de la rencontre avec Sarah Elazar dans la soute.

Vous aurez la possibilité de ne pas accomplir cette tâche si vous décidez simplement de pirater la porte menant à la soute B. Sinon, mettez le courant au niveau du marqueur indiqué, trouvez le plan à l'extérieur de Talos 1 et installez un total de 3 tourelles opérationnelles dans devant la porte dans la partie suivante de la soute. Kevin Hague et Darcy Maddox se tiennent toujours à la bonne porte.

La première tourelle est déjà là – réparez-la simplement. A proximité, trouvez le terminal - le code d'accès sur le cadavre de Magill, dont il a été question dans l'article sur l'exploration du compartiment à bagages. A l'aide du terminal, ouvrez les cellules et trouvez la deuxième tourelle dans l'une d'elles. La troisième tourelle est située derrière la porte principale de cette partie. Faites glisser et corrigez. D'ailleurs, un autre peut être trouvé dans l'un des conteneurs près des sas de la soute (vous êtes arrivé ici par l'un de ces sas). Une fois les trois tourelles dans la zone bleue, la quête se terminera et vous recevrez un code d'accès.

QUÊTE SECONDAIRE « EAU PSYCHOGÈNE »

Où l'obtenir : écoutez la transcription de Tobias Frost, que vous trouverez dans la ventilation, derrière les toilettes dans le compartiment de survie.

Le cadavre de Tobias Frost.

Suivez le balisage jusqu'à la station d'épuration et allumez immédiatement l'électricité sur la droite. Montez les escaliers à gauche et traversez la pièce avec deux terminaux. Suivez les escaliers encore plus haut, sautez sur l'équipement sous le plafond et utilisez le tuyau bleu de l'autre côté pour vous rapprocher de la porte arrière. Sautez sur la plate-forme cassée et entrez dans la pièce souhaitée.

Une plateforme sur laquelle sauter.

Chargez la capsule dans l'appareil. La tâche est terminée. Pourquoi tout cela ? Essayez de boire l’eau de n’importe quelle fontaine !

QUÊTE SECONDAIRE « INGÉNIEUR MANQUANT »

Où l'obtenir : après avoir lu l'une des lettres du terminal du bureau de sécurité du compartiment de survie.

Attendez de vous retrouver à la centrale électrique. Allez dans la pièce avec le réacteur. Ici, selon l'intrigue, il faut descendre tout en bas. Mais dès que vous vous trouvez dans une grande pièce, longez le balcon à droite. Vous tomberez sur une grille derrière laquelle vous pourrez voir un trou dans le mur. Descendez un peu plus bas en utilisant le système de propulsion, où se trouvera une porte bleue qui pourra être ouverte.

Maintenant, vous devez monter cette cage d’ascenseur. Idéalement, vous pouvez utiliser les compétences des typhons, mais s'ils ne sont pas là, utilisez le canon GIPS pour créer un chemin vers le sommet. D'ailleurs, vous pouvez activer le suivi de Jeanne Foret dans le terminal de sécurité.

Le cadavre de Jeanne Foret.

Lorsque vous montez à l'étage et passez par la ventilation, tuez le fantôme et mimisez, puis fouillez le cadavre de Jeanne Foret. Vous y trouverez la carte-clé de la salle de contrôle de la filtration de l'air.

Retournez au compartiment de survie et rendez-vous dans la pièce souhaitée. Ouvrez-le avec la clé pour terminer la tâche et récupérer la récompense.

SIDE QUEST « Centre de dégrisement »

Où l'obtenir : la quête s'effectue après avoir écouté la transcription d'Emily Carter dans la pièce avec les capsules d'évasion dans le compartiment de survie.

Rendez-vous à la station d'épuration (vous pouvez éventuellement activer le suivi de Price Broadway) et allumez l'électricité sur la télécommande juste devant la porte d'entrée, près du cadavre de Raya Leiruat. Montez les escaliers à gauche et entrez dans la pièce en haut à gauche. Il y a deux terminaux ici. Le mot de passe du premier se trouve dans une note cachée dans un conteneur juste à côté, à gauche. Entrez dans le terminal (vous pouvez le pirater - "Hack-I") et activez la seule fonction disponible ici. C'est très important à faire !

Après cela, descendez à l'atelier des déchets sur l'ascenseur gravitaire et activez la « Collecte d'anguilles ». Les anguilles et le cadavre de Price Broadway tomberont de l'appareil.

Le cadavre de Broadway Price.

La quête est terminée.

QUÊTE SECONDAIRE « GUSTAV LEITNER »

Où l'obtenir : automatiquement, à condition d'avoir sauvegardé le Dr Igwe.

Une fois que le Dr Igwe (si vous l'avez sauvé) est arrivé au bureau de Morgan, rendez-vous dans la section résidentielle. Lorsque vous y serez, Igwe vous contactera automatiquement et vous demandera une faveur. C'est ainsi que commence la quête.

Allez simplement dans la cabane d'Igwe et approchez-vous du tableau du pianiste. Grâce à l'inventaire (Data - journaux audio), activez la musique de Leitner. A la fin de la perte, le coffre-fort s'ouvrira. Sortez Gustav Leitner avec un connectom et apportez-le à Igva, qui sera dans votre bureau dans le hall Talos-1. La quête est terminée.

La bonne image sur le mur.

QUÊTE SECONDAIRE « LE PÈRE DE CATHERINE »

Où l'obtenir : à condition d'avoir sauvé Ekaterina Ilyishina (ils ont apporté des médicaments). Parlez-lui une fois qu'elle atteint le bureau de Morgan Yu.

Si vous avez aidé Catherine et lui avez sauvé la vie en obtenant les médicaments, elle vous informera bientôt qu'elle est arrivée au bureau. Rendez-lui visite dans votre bureau dans le hall de Talos 1 et parlez-lui plusieurs fois. À la fin, elle vous parlera de son père et vous demandera de l'aide. C'est ainsi que commence la tâche.

Suivez l'entrepôt de données à travers l'arboretum (ascenseur) et accédez au deuxième niveau. Entrez dans la salle du terminal et entrez le mot de passe. Écouter l'enregistrement. Vous aurez deux options :

– Supprimer l'entrée. Catherine pensera que vous n'avez rien trouvé.

– Déplacez le fichier. Le dossier sera transféré vers le terminal du bureau de Morgan.

Le terminal requis.

Dans le deuxième cas, retournez à votre bureau dans le hall Talos 1. Parlez à Catherine plusieurs fois jusqu'à ce qu'elle dise quelque chose comme "Je n'arrive pas à croire que tu as réussi à trouver...". Ce n'est qu'après cela qu'une deuxième entrée apparaîtra sur le terminal dans les utilitaires. Allumez-le et écoutez-le ensemble. Catherine, bien entendu, ne sera pas ravie. La quête est terminée.

QUÊTE SECONDAIRE « DAL LA POURSUITE »

Où l'obtenir : automatiquement lorsque Dahl apparaît (après 1-2 minutes).

Lorsque, selon l'intrigue, vous essayez de télécharger des données après avoir exploré les nœuds Coral dans l'ordinateur d'Alex, Dahl apparaîtra sur Talos-1. Pour l'empêcher de vous suivre, rendez-vous à l'entrepôt de données et montez au terminal à l'étage du bureau de Danielle Shaw. Dans le terminal de gauche, saisissez le numéro de votre bracelet - 0913. Confirmez que vous souhaitez le désactiver. La quête est terminée.

QUÊTE SECONDAIRE « AIDEZ LUTHER GLASS »

Où l'obtenir : automatiquement après l'apparition de Dahl, lorsque vous devez détruire la Technique.

Au même moment, Luther Glass vous contactera et vous demandera de l'aide : il est enfermé aux urgences, entouré d'extraterrestres. Allez-y et tuez tous les robots de combat. Si vous ne comprenez pas, Luther Glass est mort depuis longtemps et sa voix a été imitée par l'un des robots. C'était un piège. Par conséquent, vous pouvez complètement ignorer la quête.

SIDE QUEST « DISABLED DAL » (LIÉ À LA FIN)

Où l'obtenir : automatiquement quelques minutes après l'apparition de Dal (Igwe vous contactera).

Lorsque cette tâche apparaîtra, puis lorsque Dahl apparaîtra, après un certain temps, le Dr Igwe vous contactera et vous dira qu'il doit être neutralisé. Allez dans le hall de Talos 1 et montez jusqu'au bureau de Morgan. Parlez à Igwe. Terminez maintenant la quête ci-dessous, mais ne tuez pas, mais neutralisez Dahl (la méthode est décrite dans la quête « L'ultimatum de Dahl »).

Lorsque vous ferez cela, le Dr Igwe vous contactera après un certain temps. Rendez-vous au service neuromod et suivez le marqueur jusqu'au laboratoire. Confirmez la suppression des Neuromods en effectuant un certain nombre d'autres opérations nécessaires.

Cette option vous ouvre la voie à une fin de jeu différente.

QUÊTE SIDE "L'ULTIMATUUM DE DAL - COMPARTIMENT DE CHARGEMENT"

Où l'obtenir : automatiquement après l'activation de la tâche liée au meurtre du Technicien Dahl.

Lorsque vous sortirez après avoir fouillé la navette de Dahl, le méchant vous contactera et vous lancera un ultimatum. Bientôt, les personnes dans la soute seront à court d’air. Vous devez le retourner. Suivez le sas jusqu'à la centrale électrique et de là, dirigez-vous vers le compartiment de survie. Pour neutraliser Dahl, vous pouvez procéder comme suit :

– Lorsque vous entrez dans le grand hall doté de salles de filtration d’air et d’immenses ventilateurs, contournez-le pour vous retrouver sur le mur opposé à la porte d’entrée. Il y a ici le cadavre d'une femme et il y a un terminal. A l'aide du terminal, éteignez les ventilateurs. Descendez vers eux et retirez le tuyau de l'un des ventilateurs. Retournez à l'étage.

– Allez maintenant non pas dans la pièce où se trouve la distance, mais dans la pièce en face. Il y a un terminal près de la fenêtre à travers lequel vous pouvez clairement voir Dahl. Le terminal dispose d'une fonction de désinfection. Activez-le. L'oxygène disparaîtra pendant un moment et Dahl perdra connaissance. Mission terminée sans tuer Dahl !

Nous neutralisons Dahl.

Courez vers la pièce où se trouve Dahl et remettez la pièce sur le tableau de bord. Soit réparez celui-ci, soit créez-en un nouveau chez le fabricant - vous pourrez trouver le plan sur le cadavre de Max Weigel-Goetz à cet endroit. La quête est terminée.

Pour entrer dans la pièce avec Dahl, vous pouvez agir de plusieurs manières. La première consiste à crocheter la serrure (Hacking-IV), la plus difficile. La deuxième façon est de faire le tour de la pièce et en dessous, là où se trouve le pont cassé, de trouver une trappe de protection sur le mur. Mais pour accéder à la trappe, vous devrez faire glisser deux grosses charges et les placer l'une sur l'autre - "Lift-II".

Trappe de sécurité menant à la chambre avec Dahl.

La troisième option consiste à briser une fenêtre au coin de la porte. Mais l'écart est trop petit, donc pour entrer par la fenêtre, vous ne pouvez pas vous passer des compétences des Typhons.

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Lisez et regardez toutes les dernières actualités sur les jeux Dans cet article, vous apprendrez où chercher tous les membres d'équipage dans l'emplacement « Compartiment de survie », comment ouvrir toutes les portes à l'aide de cartes-clés (passes) et de codes d'accès (mots de passe). Veuillez noter que certains cadenas à combinaison du jeu n'ont pas de mot de passe, vous devrez donc les déchiffrer.

Sur l'escalier métallique sous l'électricité à gauche, trouvez Le cadavre de Penny Tennyson.

Montez les escaliers à droite. Il y aura un compartiment médical sur la droite. Vous y trouverez 1 neuromod. Cassez le plâtre qui bloque le chemin vers les toilettes et fouillez Le cadavre d'Elton Weber.

Secrète. Sur le cadavre de Weber, il y aura une note concernant une cachette dans le hall près des capsules d'évasion. Lorsque vous descendez l’ascenseur gravitationnel, entrez dans le passage derrière celui-ci, menant aux capsules. Il y a une tourelle dans ce passage. Dans le coin, trouvez un endroit où vous pourrez descendre sous le plancher métallique (il y a aussi un tuyau qui y passe). Après être descendu, trouvez une niche dans le mur avec une cache ouverte.

Une cachette dans le couloir devant le compartiment avec capsules de fuite.

Ici vous trouverez une trappe de protection, montez à l'intérieur et trouvez à gauche Le cadavre de Tobias Frost Avec injecteur de particules actif (objet de quête) Et transcripteur "Injecteur de particules actives".

Sortez dans le couloir à proximité et trouvez 4 cadavres - Ari Lyudnart, Augusto Vera, Carol Sykes, Erica Teague avec une note ( code pour le coffre-fort dans la cabine de sécurité « 5298 ») Et transcription « Remmer n’est pas lui-même ».

Carte-clé du bureau de sécurité est situé à proximité. En face de la porte de ce bureau se trouve une trappe. Montez dedans et trouvez le même dans le sol devant vous. Sautez et trouvez-le sur le sol carte-clé. Après avoir ouvert la porte du bureau de sécurité, entrez le mot de passe sur le coffre-fort et recevez plusieurs objets. Télécharger carte du secteur depuis le terminal, et lisez également la dernière lettre « L'ingénieur disparu ».

Traversez la salle de décontamination jusqu’à la salle de contrôle de filtration de l’air. En haut, allez dans la pièce correspondante et récupérez-la sur le panneau Transcription : Jeanne Faure « Il y a quelque chose ici ». Dehors, trouvez le terminal en face des ventilateurs en marche et cherchez Le cadavre d'Alan Bianchi.

Transcription de Jeanne Foret.

Revenez au début de l’emplacement et descendez avec l’ascenseur gravitaire. Il y a un débarras sur le côté. Obtenir code pour la salle de stockage en réanimation, vous devez entrer dans la salle de contrôle du débit d’oxygène. C'est à proximité. Comment s'y rendre est décrit dans le passage de la quête "L'Ultimatum de Dahl - Cargo Bay".

Suivez le couloir derrière l'ascenseur, où se trouve une tourelle cassée. Allez aux capsules et tuez le fantôme qui est Kirk Remmer. Prends son bracelet phare et transcription « Échec du module d'évacuation ». Ici repose Le cadavre d'Uma Isak. Réparez la télécommande près de la capsule d’évacuation la plus à droite et ouvrez-la. Il y aura un mime à l'intérieur et Le cadavre d'Angela Diaz.

Cadavres d'Anon Lao Et Hank Majors se trouve près des capsules à gauche. À l'intérieur de la capsule du milieu à gauche, trouvez Le cadavre d'Emily Carter Avec transcripteur "Dégriser". Cela lancera la quête supplémentaire "Centre de désintoxication", à la suite de laquelle vous trouverez Le cadavre de Broadway Price(lire l'article séparé sur les quêtes secondaires).

Allez dans la partie opposée de l'ascenseur gravitaire et vous trouverez Le cadavre de Raya Leyruat. Tournez à gauche dans la station d'épuration et à l'entrée cherchez cadavre de Cynthia Dringas. A gauche sous les escaliers se trouve Le cadavre de Roger May. Le cadavre de Caine Rocito situé sur le côté droit - pressé contre le conteneur. La lumière sur le territoire de la station d'épuration s'allume au niveau de la borne au tout début de la pièce, près du cadavre de Raya Leiruat.

Montez à l'étage et traversez la pièce avec deux terminaux. Sortez par l'autre porte et trouvez le pont Le corps de Pablo Myers.

Dans la pièce située dans le coin le plus à droite (en haut), trouvez Le cadavre de Johnny Brangan. Pour y arriver, montez tout en haut des escaliers du cadavre précédent, sautez sur l'équipement et descendez jusqu'au tuyau bleu. Sautez de là jusqu’à l’entrée arrière.

Le cadavre de Max Weigel-Goetz pas facile à trouver. Retournez dans la salle de survie et placez-vous près des ascenseurs gravitaires. Sautez par la barrière de gauche pour atterrir sur le tuyau où se trouve le cadavre. Vous recevrez également dessin du régulateur de mélange d'air.

Le cadavre de Max Weigel-Goetz.

Il vous sera utile de créer un régulateur de mélange d'air dans la quête secondaire « L'Ultimatum de Dahl », lorsque vous aurez besoin de rétablir l'alimentation en air dans le compartiment à bagages (mais dans le cas où vous ne parviendriez pas à réparer celui qui est cassé).

Dépendance au haschich

L'effet narcotique se produit à la fois lors de l'ingestion et de la consommation de cannabis. Il existe plusieurs noms pour la drogue - haschisch, marijuana, shash, bang, haras - herbe.

Lors de la consommation de cannabis, on observe des troubles de l'attention, « une stupidité, un comportement authentique avec des rires inappropriés et incontrôlables, une bavardage et une envie de bouger (danser, sauter). Il y a du bruit et des bourdonnements d’oreilles et l’appétit augmente. Il existe des tendances aux actions agressives à partir de manifestations somatiques notées sur le visage : marbrures, triangle nasogénien pâle, conjonctive injectée. On note une augmentation de la fréquence cardiaque (100 battements/min ou plus) et une bouche sèche. Les pupilles sont dilatées, leur réaction à la lumière est affaiblie.

Lors de la consommation de doses élevées de cocaïne, un état d'excitation se produit, des hallucinations visuelles et parfois auditives. Cette condition peut ressembler à une crise aiguë de schizophrénie.

L'intoxication en fumant de la marijuana dure 2 à 4 heures, en prenant du haschich par voie orale, elle dure 5 à 12 heures. Les signes de dépendance physique s'expriment sous forme d'irritabilité et de troubles du sommeil, de transpiration et de nausées.

La dépendance mentale à la drogue est assez forte.

Avec la consommation chronique de préparations à base de cannabis, la dépression de la personnalité se produit avec une diminution de l'intérêt pour l'environnement, de l'initiative et de la passivité. Les capacités intellectuelles diminuent, des troubles du comportement flagrants surviennent avec des comportements antisociaux fréquents. Fréquence élevée d’infractions en état d’ébriété. La dépendance au haschisch est la « porte d’entrée » de la toxicomanie. Les personnes qui consomment du cannabis se tournent rapidement vers d’autres drogues extrêmement dangereuses.

Fissure

Il existe également un dérivé de la cocaïne, le crack, dont l'effet est beaucoup plus puissant que la cocaïne. Après un traitement spécial de la cocaïne, on obtient des assiettes très semblables à des pétales de fleurs. Ils sont généralement broyés et fumés. Lorsqu’il est fumé, le crack pénètre très rapidement dans l’organisme par le système vasculaire des poumons. En pénétrant dans le système circulatoire des poumons, le crack pénètre dans le cerveau humain plusieurs fois plus rapidement que la poudre de cocaïne, qui est inhalée par le nez. La gamme de sensations et le complexe d'intoxication se produisent encore plus rapidement qu'avec l'administration intraveineuse.

Toute consommation de drogue provoque des dommages irréparables au corps humain. Ils détruisent le système nerveux humain et provoquent des symptômes tels que la surdité, le délire et des troubles du système digestif. De plus, les toxicomanes deviennent généralement impuissants.

Nasvay

Nasvay (nasybay, us, nat, nose, ice, natsik) est un type de produit du tabac non-fumeur, traditionnel d'Asie centrale.

Les principaux composants du nasvay sont le tabac et l'alcali (chaux éteinte). La composition peut également comprendre : de la chaux éteinte (des crottes de poulet ou du fumier de chameau peuvent être utilisés à la place de la chaux), des composants de diverses plantes, de l'huile. Pour améliorer le goût, des assaisonnements sont parfois ajoutés au nasvay. Officiellement, le « nasvay » est de la poussière de tabac mélangée à de la colle, de la chaux, de l'eau ou de l'huile végétale, roulée en boules. En Asie centrale, où le nasvay est très populaire, les recettes pour sa préparation sont différentes et souvent il n'y a aucune poussière de tabac dans le mélange. Il est remplacé par des composants plus actifs.

Nasvay est placé dans la bouche, en essayant d'éviter qu'il n'atteigne les lèvres, qui dans ce cas se couvrent de cloques. Avaler de la salive ou des grains de potion peut provoquer des nausées, des vomissements et de la diarrhée, ce qui est également très désagréable. Et le plaisir qui en résulte - légers vertiges, picotements dans les bras et les jambes, vision floue - ne dure pas plus de 5 minutes. La principale raison invoquée par les adolescents pour prendre du Nasvay est qu’ils ne veulent plus fumer après.

Nasvay, impact : légers vertiges, picotements dans les bras et les jambes, vision floue.

Nasvay, effets secondaires.

La consommation de nasvay peut entraîner une dépendance et d'autres anomalies physiques dans le fonctionnement du corps et des sensations particulières, telles que : des troubles autonomes, de la transpiration, un collapsus orthostatique (une condition dans laquelle un changement soudain de la position du corps provoque chez une personne des étourdissements, une vision sombre ), évanouissement, risque accru de développement de maladies oncologiques rares, de maladies dentaires, de maladies de la muqueuse buccale, de maladies de la muqueuse œsophagienne.

Nasvay, impact à court terme

Brûlure locale sévère de la muqueuse buccale, lourdeur dans la tête, puis dans toutes les parties du corps, apathie, salivation soudaine, vertiges, relâchement musculaire. Certains ont suggéré que les effets du Nasvay pourraient être moins graves chez les personnes ayant des antécédents de tabagisme, mais ce n'est pas le cas. Nasvay ne remplacera pas la cigarette. Ceux qui utilisent Nasvay depuis longtemps cessent de remarquer des manifestations telles que des brûlures, une odeur et un goût désagréables de cette étrange potion. Mais c’est probablement à ce moment-là que l’odeur devient évidente pour tout le monde autour de vous.

Les consommateurs avertissent également les débutants de ne pas combiner le nasvay avec de l'alcool en raison de l'imprévisibilité des effets. Lorsque vous utilisez Nasvay, il est très facile d'obtenir une dose à partir de laquelle vous pouvez soudainement vous sentir mal à l'aise, voire perdre connaissance, car il est très difficile de calculer votre dose.

Conséquences à long terme de la consommation de Nasvay

1. Selon les oncologues ouzbeks, 80 % des cas de cancer de la langue, des lèvres et d'autres organes de la cavité buccale, ainsi que du larynx, étaient associés à des personnes consommant du nasvay. Nasvay signifie 100 % de chances de contracter un cancer.

3. Les jardiniers savent ce qui arrivera à une plante si elle est arrosée avec une solution non diluée de fumier de poulet : elle « brûlera ». Les médecins confirment que la même chose se produit dans le corps d'une personne qui consomme du nasvay : la muqueuse buccale et le tractus gastro-intestinal sont principalement touchés. L'utilisation à long terme de Nasvay peut entraîner des ulcères d'estomac.

4. Étant donné que le principal ingrédient actif du Nasvay est le tabac, la même dépendance à la nicotine se développe. Cette forme de tabac est plus nocive que la cigarette car... une personne reçoit une forte dose de nicotine, notamment en raison de l'effet du calcaire sur la muqueuse buccale. Nasvay provoque une grave toxicomanie.

5. Les narcologues pensent que d'autres substances narcotiques, outre le tabac, peuvent être ajoutées à certaines portions du nasvay. Ainsi, non seulement une dépendance à la nicotine se développe, mais également une dépendance à d'autres produits chimiques.

6.Nasvay peut être classé comme substance psychotrope. Son utilisation par les adolescents affecte leur développement mental - la perception diminue et la mémoire se détériore, les enfants deviennent déséquilibrés. Les consommateurs signalent des problèmes de mémoire et un état de confusion constant. Les conséquences de la consommation sont un changement dans la personnalité de l’adolescent, une violation de son psychisme et, finalement, une dégradation de sa personnalité.

7. Chez l'enfant, l'utilisation du nasvay devient très vite une habitude et devient la norme. Bientôt l'adolescent a envie de sensations plus fortes. Et si un adolescent s'achète du nasvay aussi facilement qu'un chewing-gum, il est alors possible que dans un avenir proche, il essaie des drogues dures.

8. Les consommateurs signalent la carie dentaire.

9. En consommant du Nasvay, la production de spermatozoïdes s'arrête, la fonction de reproduction est perturbée et il n'y a pratiquement aucune chance de sa restauration - Institut des problèmes médicaux de l'Académie des sciences. Le préjudice causé par Nasvay ne dépend pas de la durée de son utilisation. Nasvay peut frapper immédiatement, cela dépend des caractéristiques individuelles du corps.

Pimenter

Spice (« spice », K2, traduit de l'anglais « seasoning », « spice ») est l'une des marques de mélanges à fumer synthétiques vendus sous forme d'herbe avec un produit chimique appliqué. Il a des effets psychoactifs similaires à ceux de la marijuana. Des mélanges d'épices sont vendus dans les pays européens depuis 2006 (selon certaines sources - depuis 2004) sous couvert d'encens, principalement via des magasins en ligne. En 2008, il a été constaté que les composants actifs des mélanges ne sont pas des substances d'origine végétale, mais des analogues synthétiques du tétrahydrocannabinol.

Conséquences des épices:

1. Troubles mentaux aigus - hallucinations, attaques de panique, irritation, colère, dépression éternelle ;
2. La situation s'aggrave chaque jour - l'épice provoque les principaux dommages au cerveau ;
3. Troubles graves de la motricité et du système vestibulaire, qui s'expriment par des grimaces sur le visage, une démarche dansante et une distorsion de la parole, comme si la personne avait les pommettes à l'étroit ;
4. Il y a un manque total d'appétit et de sommeil, le patient se dessèche sous ses yeux.

En lisant les conséquences qui arrivent à tous les toxicomanes aux épices, de nombreux patients pensent que cela ne leur arrivera pas, ou se produira, mais pas immédiatement, mais dans un avenir lointain. C’est l’idée fausse la plus répandue. Tout cela n’arrivera pas seulement très bientôt, mais cela se produit déjà dès la première dose et à chaque nouvelle bouffée, une personne se transforme en légume. Chacun choisit son degré de rigueur.

Dommages causés par les épices. Le fait que les épices causent de graves dommages au psychisme a déjà été prouvé non seulement par les narcologues, mais aussi par les vidéos populaires de toxicomanes aux épices diffusées sur les réseaux sociaux et les blogs d'Ekaterinbourg. Le spectacle est vraiment terrible.

Le taux de suicide le plus élevé a été enregistré parmi les toxicomanes aux épices. Dans le même temps, les adolescents n’avaient clairement pas l’intention de dire au revoir à la vie jusqu’au moment où ils commençaient à fumer. On ne sait pas comment les épices poussent une personne à franchir cette étape. Certains patients admettent qu'en utilisant des épices, ils ressentent la capacité de contrôler le monde et croient en leur propre immortalité.

Les narcologues notent une autre caractéristique destructrice des nouveaux mélanges à fumer. L'abstinence à long terme de fumer des épices, semblable au codage de l'alcoolisme, entraîne une grave dépression, qui peut même conduire à une surdose.

Les symptômes d'un surdosage peuvent apparaître 10 à 15 minutes après avoir fumé; le plus souvent, le malaise s'exprime par des nausées soudaines, une peau pâle, la personne ressent un manque aigu d'oxygène, pouvant entraîner un évanouissement. Si vous n'appelez pas d'urgence une ambulance en raison d'un arrêt respiratoire, la mort est même possible.

Étapes de la dépendance aux épices :

Première dose. L'étape initiale à laquelle se produit la connaissance du médicament. La nouvelle drogue, l’épice, est perçue comme un indicateur de maturité et de fraîcheur. Les adolescents ne soupçonnent même pas quelle fin dramatique les attend.

Période expérimentale. Après avoir apprécié ce qu'ils donnent à plusieurs reprises, le toxicomane commence à essayer de mélanger des mélanges à fumer, tout en augmentant simultanément la dose.

Fumer des épices fait désormais partie de la vie quotidienne. Cependant, à ce stade, une personne ne se demande pas encore comment arrêter de fumer des épices, tant qu'il lui semble que cela est normal et même sain.

Moment crucial. Bientôt, le jour viendra certainement où il sera impossible de se procurer des mélanges à fumer. Le patient a besoin d'un soulagement des symptômes de sevrage. À ce moment-là, il se rend compte qu’il est désormais incapable de contrôler sa dépendance et qu’il a besoin d’une aide en matière de traitement de la toxicomanie.

L'heure du jugement. Les premières conséquences graves de l’utilisation des épices apparaissent. Fumer des épices attaque principalement le cerveau et le système nerveux. En quelques mois, le cerveau s'assèche simplement, la mémoire disparaît, les pensées sont confuses, le patient subit un retrait constant et même si vous appelez un médecin, il ne pourra pas arrêter complètement une maladie grave. Le traitement de la toxicomanie à ce stade de la toxicomanie ne peut être efficace que dans un centre de réadaptation.

Titulaires du brevet RU 2619923 :

Domaine de la technologie

L'objet de l'invention décrit ici concerne de manière générale des injecteurs de faisceau de particules neutres, et plus particulièrement un injecteur de faisceau de particules neutres d'ions négatifs.

Art antérieur

En fait, à ce jour, les faisceaux de particules neutres utilisés dans la recherche sur la fusion, la gravure, le traitement des matériaux, la stérilisation et d'autres applications sont générés à partir d'ions positifs. Les ions positifs de l'isotope de l'hydrogène sont extraits et accélérés du plasma de décharge gazeuse au moyen de champs électrostatiques. Immédiatement après le plan de masse de l'accélérateur, ils entrent dans une cellule à gaz où ils subissent à la fois des réactions d'échange de charges pour produire des réactions d'ionisation électronique et des réactions d'ionisation par impact pour un confinement supplémentaire. Étant donné que la section efficace d’échange de charge diminue beaucoup plus rapidement avec l’augmentation de l’énergie que la section efficace d’ionisation, la fraction de particules neutres à l’équilibre dans un élément gazeux épais commence à diminuer rapidement à des énergies supérieures à 60 keV pour les particules d’hydrogène. Pour les applications de faisceaux de particules neutres d'ions isotopes d'hydrogène nécessitant des énergies bien supérieures à cela, il est nécessaire de former et d'accélérer les ions négatifs, puis de les convertir en particules neutres dans un élément gazeux mince, ce qui peut donner une fraction de particules neutres d'environ 60 % sur une large gamme d'énergies allant jusqu'à plusieurs MeV. Des proportions encore plus élevées de particules neutres peuvent être obtenues si un plasma ou un élément photonique est utilisé pour convertir des faisceaux d'ions négatifs de haute énergie en particules neutres. Dans le cas d'un élément photonique dans lequel l'énergie des photons dépasse l'affinité électronique de l'hydrogène, la proportion de particules neutres peut atteindre près de 100 %. Il convient de noter que l’idée d’utiliser des ions négatifs dans la physique des accélérateurs a été formulée pour la première fois par Alvarez il y a plus de 50 ans.

Étant donné que les faisceaux de particules neutres pour l'excitation et le chauffage par courant dans les grands dispositifs de fusion du futur, ainsi que certaines applications dans les dispositifs modernes, nécessitent des énergies nettement supérieures à celles disponibles avec les ions positifs, des faisceaux de particules neutres basés sur des ions négatifs ont été développés ces dernières années. . Cependant, les courants de faisceau obtenus jusqu'à présent sont nettement inférieurs aux courants de faisceau générés de manière tout à fait conventionnelle à l'aide de sources d'ions positifs. La raison physique des performances inférieures des sources d’ions négatifs en termes de courant de faisceau est la faible affinité électronique de l’hydrogène, qui n’est que de 0,75 eV. Par conséquent, il est beaucoup plus difficile de former des ions hydrogène négatifs que leurs équivalents positifs. Il est également assez difficile pour les ions négatifs nouveau-nés d'atteindre la région de traction sans collisions avec des électrons de haute énergie, ce qui entraînera très probablement la perte d'un électron excédentaire faiblement lié. Extraire les ions H - du plasma pour former un faisceau est également plus difficile que pour les ions H +, car les ions négatifs sont accompagnés d'un courant électronique beaucoup plus important à moins que des mesures de confinement ne soient appliquées. Étant donné que la section efficace pour le retrait collisionnel d'un électron d'un ion H - pour former un atome est nettement supérieure à la section efficace pour les ions H + pour gagner un électron d'une molécule d'hydrogène, la fraction d'ions convertie en particules neutres pendant l'accélération peut être important si la densité des conduites de gaz dans le trajet de l'accélérateur n'est pas minimisée en faisant fonctionner la source d'ions à basse pression. Les ions qui sont prématurément neutralisés lors de l'accélération forment un résidu de faible énergie et présentent généralement une plus grande divergence que les ions qui subissent un potentiel d'accélération complet.

La neutralisation d'un faisceau d'ions négatifs accélérés peut être réalisée dans une cible gazeuse avec une efficacité d'environ 60 %. L'utilisation de cibles plasmatiques et photoniques offre la possibilité d'augmenter encore l'efficacité de la neutralisation des ions négatifs. L'efficacité énergétique globale de l'injecteur peut être améliorée en récupérant l'énergie des espèces ioniques restant dans le faisceau après passage dans le neutraliseur.

Un diagramme schématique d'un injecteur de faisceau de particules neutres de haute puissance pour un tokamak ITER, qui est également typique d'autres systèmes de confinement magnétique à plasma envisagés dans un réacteur, est présenté sur la figure 3. Les composants de base de l'injecteur sont une source d'ions négatifs à courant élevé, un accélérateur d'ions, un neutralisant, un séparateur magnétique de la composante chargée du faisceau rechargé avec des récepteurs/récupérateurs d'ions.

Pour maintenir les conditions de vide requises dans l'injecteur, un système de pompage à vide poussé doté de grandes vannes d'arrêt est généralement utilisé pour couper le flux du faisceau provenant du dispositif à plasma et/ou donner accès aux principaux éléments de l'injecteur. Les paramètres du faisceau sont mesurés à l'aide de cibles calorimétriques rétractables, ainsi que de méthodes optiques non destructives. La formation de puissants faisceaux de particules neutres nécessite l’utilisation d’une source d’énergie appropriée.

Selon le principe de formation, les sources d'ions négatifs peuvent être divisées dans les groupes suivants :

Sources de formation volumétrique (plasma), dans lesquelles des ions se forment dans le volume du plasma ;

Sources de formation de surface, dans lesquelles des ions se forment à la surface d'électrodes ou de cibles spéciales ;

Sources de plasma de surface, dans lesquelles des ions se forment à la surface des électrodes interagissant avec des particules de plasma, développées par le groupe de Novossibirsk ; Et

Sources d'échange de charges dans lesquelles des ions négatifs se forment en raison de l'échange de charges de faisceaux d'ions positifs accélérés sur diverses cibles.

Pour former du plasma dans des sources volumétriques modernes d'ions H -, similaires à une source d'ions positifs, des décharges d'arc avec des filaments thermoioniques ou des cathodes creuses, ainsi que des décharges radiofréquences dans l'hydrogène, sont utilisées. Pour améliorer la rétention des électrons pendant la décharge et réduire la densité d'hydrogène dans la chambre de décharge gazeuse, ce qui est important pour les sources d'ions négatifs, des décharges dans un champ magnétique sont utilisées. Les systèmes à champ magnétique externe (c'est-à-dire à géométrie de Penning ou à géométrie magnétron d'électrodes, avec oscillation électronique dans le champ magnétique longitudinal d'une décharge « réfléchissante ») et les systèmes à champ magnétique périphérique (multipolaire) sont largement utilisés. Une vue en coupe transversale d'une chambre de décharge avec un champ magnétique périphérique conçue pour un injecteur à jet de faisceaux de particules neutres est représentée sur la figure 4. Le champ magnétique à la périphérie de la boîte à plasma est formé par des aimants permanents installés sur sa surface extérieure. Les aimants sont disposés en rangées dans lesquelles la direction de magnétisation est constante ou varie selon un motif décalé de sorte que les lignes de champ magnétique ont la géométrie de projections pointues linéaires ou décalées près du mur.

L'utilisation de systèmes avec un champ magnétique multipolaire à la périphérie des chambres à plasma permet notamment de maintenir un plasma dense dans la source à une pression de gaz de fonctionnement réduite dans la chambre à 1-4 Pa (sans césium) et jusqu'à 0,3 Pa dans les systèmes au césium. Cette réduction de la densité de l'hydrogène dans la chambre de décharge est particulièrement importante pour les sources d'ions géantes à courant élevé et à ouvertures multiples qui sont développées pour être utilisées dans la recherche sur la fusion.

Actuellement, les sources d’ions basées sur la formation de plasma de surface sont considérées comme les plus adaptées à la formation de faisceaux d’ions négatifs à courant élevé.

Dans les sources d'ions basées sur la formation de plasma de surface, des ions se forment lors de l'interaction entre des particules ayant suffisamment d'énergie et une surface ayant un faible travail de sortie. Cet effet peut être renforcé par un revêtement alcalin de la surface bombardée. Il existe deux processus principaux, à savoir l'ionisation de surface à l'équilibre thermodynamique, dans laquelle un atome ou une molécule lent frappant une surface est réémis sous forme d'ion positif ou négatif après un temps de séjour moyen, et l'interaction atome-surface hors équilibre (cinétique), dans laquelle des effets négatifs ions formés par pulvérisation cathodique, désorption par impact (par opposition à la désorption thermique, qui désorbe les particules thermiques) ou par réflexion lorsqu'ils sont recouverts de métaux alcalins. Au cours du processus d'ionisation à l'équilibre thermodynamique, les particules adsorbées se détachent de la surface dans des conditions d'équilibre thermique. Le coefficient d'ionisation des particules quittant la surface est déterminé à l'aide de la formule de Saha et est supposé être très faible, soit environ 0,02 %.

Les processus d'ionisation de surface cinétiques hors équilibre sont probablement beaucoup plus efficaces à la surface et ont un travail de sortie assez faible, comparable à l'affinité électronique de l'ion négatif. Au cours de ce processus, un ion négatif se détache de la surface, brisant la barrière souterraine en utilisant l'énergie cinétique dérivée de la particule primaire. Près de la surface, le niveau d'énergie de l'électron supplémentaire est inférieur au niveau supérieur de Fermi des électrons dans le métal, et ce niveau peut très facilement être occupé par un effet tunnel d'électrons hors du métal. Lors de la migration des ions depuis la surface, il surmonte une barrière de potentiel formée par une charge miroir. Le champ du modèle de distribution de charge améliore le niveau d'énergie de l'électron supplémentaire par rapport aux niveaux d'énergie des électrons dans le métal. À partir d’une certaine distance critique, le niveau de l’électron supplémentaire devient supérieur au niveau d’énergie supérieur des électrons dans le métal, et l’effet tunnel résonant renvoie l’électron de l’ion sortant dans le métal. Si la particule se détache assez rapidement, le taux d'ionisation négative devrait être assez élevé pour une surface à faible fonction de travail, qui peut être assurée par un revêtement de métal alcalin, en particulier de césium.

Il a été démontré expérimentalement que le degré d'ionisation négative des particules d'hydrogène détachées de cette surface avec un travail de sortie réduit peut atteindre =0,67. Il convient de noter que le travail de sortie sur les surfaces en tungstène a une valeur minimale avec un revêtement Cs de 0,6 monocouche (sur la surface d'un cristal de tungstène 110).

Pour développer des sources d'ions hydrogène négatifs, il est important que le rendement intégral des ions négatifs soit suffisamment élevé, K - = 9-25%, pour des collisions d'atomes d'hydrogène et d'ions positifs d'énergies de 3-25 eV avec des surfaces à faible travail. fonction, telle que Mo+Cs, W+Cs. En particulier (voir Fig. 5), lors du bombardement d'une surface de molybdène arrêtée avec des atomes de Franck-Condon avec une énergie supérieure à 2 eV, l'efficacité intégrale de conversion en ions H - peut atteindre K - ~ 8 %.

Dans les sources de plasma de surface (SPS), la formation d'ions négatifs est réalisée grâce à l'ionisation cinétique de surface, à savoir les processus de pulvérisation, de désorption ou de réflexion sur les électrodes en contact avec le plasma à décharge gazeuse. Des électrodes émettrices spéciales à fonction de travail réduite sont utilisées dans le SPS pour améliorer la formation d'ions négatifs. En règle générale, l'ajout d'une petite quantité de césium à la décharge permet d'augmenter la luminosité et l'intensité des faisceaux Hˉ dans le collecteur. L'introduction d'atomes de césium dans la décharge réduit considérablement le flux d'électrons attirés par les ions négatifs.

Dans le SPS, le plasma à décharge gazeuse remplit plusieurs fonctions : il forme des flux intenses de particules bombardant les électrodes ; la gaine de plasma adjacente à l'électrode forme l'accélération des ions, augmentant ainsi l'énergie des particules bombardantes ; les ions négatifs qui se forment dans les électrodes à potentiel négatif sont accélérés par le potentiel de la gaine du plasma et pénètrent à travers la feuille de plasma dans la région d'étirage sans destruction significative. Une formation intensive d'ions négatifs avec une efficacité d'utilisation d'énergie et de gaz assez élevée a été obtenue dans diverses modifications du SPS dans des conditions de décharge de gaz « sale » et de bombardement intense des électrodes.

Plusieurs sources SPS ont été développées pour les grands dispositifs de fusion tels que le LHD, le JT-60U et le tokamak international (ITER).

Les caractéristiques typiques de ces sources peuvent être comprises en considérant l'injecteur du stellarateur LHD, illustré sur la figure 6. Le plasma de décharge d'arc est formé dans une grande chambre d'enceinte à lames magnétiques multipolaires d'un volume d'environ 100 litres. Vingt-quatre filaments de tungstène supportent un arc de 3 kA, ~80 V à une pression d'hydrogène d'environ 0,3 à 0,4 Pa. Un filtre magnétique externe avec un champ maximum au centre d'environ 50 Gauss permet une réduction de la densité électronique et de la température dans la région d'extraction proche de l'électrode à plasma. La polarisation positive de l'électrode à plasma (~ 10 V) réduit le flux d'électrons qui l'accompagne. Des ions négatifs se forment sur l'électrode plasma recouverte d'une couche optimale de césium. Des fours à césium externes (trois pour une source) équipés de vannes pneumatiques assurent une injection distribuée d'atomes de césium. La formation d'ions négatifs atteint un maximum à la température optimale de l'électrode à plasma de 200 à 250 °C. L'électrode à plasma est isolée thermiquement et sa température est déterminée par la décharge plasma des charges de puissance.

Le système optique ionique à ouvertures multiples à quatre électrodes utilisé dans la source d'ions LHD est illustré à la figure 7. Les ions négatifs sont attirés à travers 770 ouvertures de rayonnement d'un diamètre de 1,4 cm et les ouvertures occupent une superficie de 25⋅125 cm 2 sur l'électrode à plasma. De petits aimants permanents sont intégrés dans la grille d'extraction entre les ouvertures pour dévier les électrons co-extraits du faisceau vers la paroi de l'électrode d'extraction. Une grille d'arrêt électronique supplémentaire montée derrière la grille d'extraction intercepte les électrons secondaires rétrodiffusés ou émis par les parois des électrodes d'extraction. Un maillage mis à la terre à fentes multiples et à haute transparence est utilisé dans la source d'ions. Cela réduit la zone d'intersection des faisceaux, augmentant ainsi la capacité de maintien de la tension et réduisant la pression du gaz dans les espaces d'un facteur 2,5 avec une réduction correspondante des pertes par dénudage du faisceau. L'électrode d'extraction et l'électrode de masse sont refroidies à l'eau.

L'introduction d'atomes de césium dans une source multipoint fournit une multiplication par 5 du courant d'ions négatifs extraits et une augmentation linéaire du rendement en ions H - sur une large gamme de puissances et de pressions de décharge lorsqu'elle est remplie d'hydrogène. D'autres avantages importants de l'introduction d'atomes de césium sont une réduction d'environ 10 fois du courant électronique co-extrait et une réduction significative de la pression de l'hydrogène pendant la décharge à 0,3 Pa.

Les sources multipointes en LHD fournissent généralement un courant ionique d'environ 30 A avec une densité de courant de 30 mA/cm 2 en impulsions de 2 secondes. Les principaux problèmes des sources d'ions LHD sont le blocage du césium introduit dans la chambre à arc par le tungstène pulvérisé à partir des filaments et la réduction de la capacité de maintien à haute tension lors du fonctionnement en mode impulsion longue à des niveaux de puissance élevés.

L'injecteur de faisceau de particules neutres d'ions négatifs LHD dispose de deux sources d'ions interagissant avec l'hydrogène à une énergie nominale de faisceau de 180 keV. Chaque injecteur atteint une puissance d'injection nominale de 5 MW sur une impulsion de 128 secondes, de sorte que chaque source d'ions fournit un faisceau de particules neutres de 2,5 MW. Les figures 8A et B montrent un injecteur de faisceau de particules neutres LHD. La distance focale de la source d'ions est de 13 m et le point d'inflexion des deux sources est de 15,4 m en dessous. Le port d'injection mesure environ 3 m de long, la partie la plus étroite ayant un diamètre de 52 cm et une longueur de 68 cm.

Des sources d'ions avec des façonneurs de plasma radiofréquence et la formation d'ions négatifs sur une électrode à plasma recouverte de césium sont développées à l'IPP Garching. Les pilotes RF produisent un plasma plus propre, il n'y a donc pas de blocage du césium par le tungstène dans ces sources. L'extraction d'impulsions en régime permanent d'un faisceau d'ions négatifs avec un courant de faisceau de 1 A, une énergie d'environ 20 kV et une durée de 3 600 secondes a été démontrée par IPP en 2011.

Actuellement, les injecteurs de faisceaux de particules neutres à haute énergie en cours de développement pour les dispositifs de fusion de prochaine étape, tels que le tokamak ITER, ne démontrent pas un fonctionnement robuste à l'énergie requise de 1 MeV ni un fonctionnement en mode stationnaire ou à onde continue (CW). à un courant suffisamment élevé. Par conséquent, il est nécessaire de développer des solutions réalisables s'il est possible de résoudre les problèmes empêchant l'atteinte des paramètres du faisceau cible, tels que, par exemple, l'énergie du faisceau dans la plage de 500 à 1 000 keV, la densité de courant effective dans les particules neutres du port principal du réservoir en 100-200 A/m 3, la puissance par injecteur de faisceau de particules neutres est d'environ 5-20 MW, la durée d'impulsion est de 1000 secondes et les charges de gaz introduites via l'injecteur de faisceau sont inférieures à 1-2 % du courant du faisceau. Il convient de noter que la réalisation de cet objectif devient beaucoup moins coûteuse si le courant d’ions négatifs dans le module injecteur est réduit à un courant d’extraction d’ions de 8 à 10 A par rapport au courant d’extraction d’ions de 40 A pour le faisceau ITER. Des réductions progressives du courant d'extraction et de la puissance du faisceau devraient entraîner des changements spectaculaires dans la conception des éléments clés de la source d'ions, à savoir l'injecteur et l'accélérateur à haute énergie, de sorte que des technologies et des approches beaucoup plus sophistiquées deviennent applicables, augmentant ainsi la fiabilité de l'injecteur. Par conséquent, dans la situation actuelle, un courant d'extraction de 8 à 10 A par module est proposé, en supposant que la puissance de sortie d'injection requise peut être obtenue en utilisant plusieurs modules d'injection produisant des faisceaux à faible divergence et à haute densité de courant.

Les performances des sources de plasma de surface sont assez bien documentées et plusieurs sources d'ions en fonctionnement aujourd'hui produisent des faisceaux d'ions continus et évolutifs au-delà de 1 A ou plus. Jusqu'à présent, les principaux paramètres des injecteurs de faisceaux de particules neutres, tels que la puissance du faisceau et la durée de l'impulsion, sont assez éloignés de ceux requis pour l'injecteur considéré. L’état actuel du développement de ces injecteurs peut être compris à partir du tableau 1.

Tableau 1
T.A.E.	ITER	JT-60U	Conduite à gauche	RRI	CEA-JAERI
Densité de courant (A/m2)	200D- 280 heures -	100D-	350 heures -	230D- 330 heures -	216D- 195 heures -
Énergie du faisceau (keV)	1000 heures -	1000D- 100 heures -	365	186	9	25
Durée d'impulsion (sec)	≥1000	3600D- 3H-	19	10	<6	5 1000
Rapport du nombre d'électrons au nombre d'ions	1	~0,25	<1	<1	<1
Pression (pa)	0,3	0,3	0,26	0,3	0,3	0,35
commentaires	Les nombres de combinaisons n'ont pas encore été atteints, des expériences à grande échelle sont en cours à l'IPP Garching - une source d'impulsions longues (MANITU) fournit actuellement 1 A/20 kV pendant 3 600 s à D -	Source de filaments	Source de filaments	Source RF, tirage partiel, banc de test dit BATMAN, fonctionnant à 2 A/20 kV pendant ~6 sec	Source KamabokoIII (JAERI) sur MANTIS (CEA)

Par conséquent, il est souhaitable de proposer un injecteur de faisceau de particules neutres amélioré.

Bref résumé de l'invention

Les modes de réalisation de l'invention concernent des systèmes et des procédés pour un injecteur de faisceau de particules neutres d'ions négatifs. L'injecteur de faisceau de particules neutres d'ions négatifs contient une source d'ions, un accélérateur et un neutralisant pour produire un faisceau de particules neutres d'environ 5 MW avec une énergie d'environ 0,50 à 1,0 MeV. La source d'ions est située dans un réservoir à vide et produit un faisceau d'ions négatifs à 9 A. Les ions générés par la source d'ions sont pré-accélérés à 120 kV avant injection dans l'accélérateur de haute énergie au moyen d'une grille multi-ouvertures pré-électrostatique -accélérateur dans la source d'ions, qui est utilisé pour extraire des faisceaux d'ions du plasma et les accélérer jusqu'à une certaine fraction de l'énergie du faisceau requise. Le faisceau de 120 keV provenant de la source d'ions traverse une paire d'aimants déflecteurs, qui permettent au faisceau d'être déplacé axialement avant d'entrer dans l'accélérateur à haute énergie. Après accélération à pleine énergie, le faisceau entre dans le neutraliseur, dans lequel il est partiellement converti en un faisceau de particules neutres. Les types d’ions restants sont séparés par un aimant et envoyés vers des convertisseurs d’énergie électrostatique. Un faisceau de particules neutres traverse une vanne d'arrêt et pénètre dans la chambre à plasma.

Une température élevée des générateurs de plasma et des parois internes de la boîte à plasma de la source d'ions (150-200°C) est maintenue pour empêcher l'accumulation de césium sur leurs surfaces. Un collecteur de distribution est prévu pour délivrer le césium directement sur la surface des réseaux de plasma plutôt que dans le plasma. Cela représente un changement par rapport aux sources d’ions existantes, qui introduisent du césium directement dans la chambre de décharge plasma.

Le champ magnétique utilisé pour dévier les électrons co-extraits dans les régions d'extrusion d'ions et de pré-accélération est généré par des aimants externes plutôt que par des aimants intégrés au corps de grille comme dans les conceptions antérieures. L'absence d'aimants « basse température » intégrés dans les grilles permet de les chauffer à des températures élevées. Les conceptions précédentes utilisaient souvent des aimants intégrés au boîtier de la grille, ce qui entraînait souvent une réduction significative du courant d'appel du faisceau et empêchait un fonctionnement à température élevée et des performances de chauffage/refroidissement appropriées.

L'accélérateur haute tension n'est pas directement couplé à la source d'ions, mais est séparé de la source d'ions par une zone de transition (ligne de transport de faisceaux à basse énergie - LEBT) avec des aimants de déviation, des pompes à vide et des pièges à césium. La zone de transition intercepte et élimine la plupart des particules co-circulantes, y compris les électrons, les photons et les particules neutres du faisceau, pompe le gaz libéré par la source d'ions et l'empêche d'atteindre l'accélérateur haute tension, empêche le césium de s'échapper de La source d'ions et entrant dans l'accélérateur haute tension empêche les électrons et les particules neutres produits en supprimant les ions négatifs d'entrer dans l'accélérateur haute tension. Dans les conceptions antérieures, la source d'ions est directement couplée à l'accélérateur haute tension, ce qui expose souvent l'accélérateur haute tension au gaz, aux particules chargées et au césium circulant depuis et vers la source d'ions.

Les aimants de déflexion du LEBT dévient et focalisent le faisceau le long de l'axe de l'accélérateur et compensent ainsi tous les déplacements et déviations du faisceau pendant le transport à travers le champ magnétique de la source d'ions. Le décalage entre les axes du préaccélérateur et de l'accélérateur haute tension réduit le flux de particules co-circulant dans l'accélérateur haute tension et empêche les particules hautement accélérées (ions positifs et particules neutres) de refluer dans le préaccélérateur et la source d'ions. La focalisation du faisceau favorise également l'homogénéité du faisceau entrant dans l'accélérateur par rapport aux systèmes basés sur une grille multi-ouvertures.

Le neutralisant comprend un neutraliseur plasma et un photoneutraliseur. Le neutraliseur de plasma est basé sur un système de confinement du plasma multipoint avec des aimants permanents de forts champs magnétiques sur les parois. Le neutraliseur photonique est un piège photonique basé sur un résonateur cylindrique aux parois hautement réfléchissantes et pompé par des lasers à haut rendement. Ces technologies de neutralisation n’ont jamais été envisagées pour une utilisation dans les injecteurs commerciaux de faisceaux de particules neutres.

D'autres systèmes, procédés, caractéristiques et avantages des exemples de modes de réalisation deviendront apparents à l'homme du métier à l'examen des dessins annexés et de la description détaillée.

Brève description des dessins

Les détails des exemples de modes de réalisation, y compris la structure et le mode de fonctionnement, peuvent être appris en partie en examinant les dessins annexés, dans lesquels les mêmes numéros de référence font référence à des pièces similaires. Les composants des dessins ne sont pas nécessairement dessinés à l'échelle, mais l'accent est plutôt mis sur l'illustration des principes de l'invention. De plus, toutes les illustrations sont destinées à transmettre des idées générales, et les tailles, formes et autres attributs détaillés relatifs peuvent être illustrés de manière schématique plutôt que littérale ou précise.

La figure 1 est une vue de dessus d'un schéma d'un injecteur de faisceau de particules neutres d'ions négatifs.

La figure 2 est une vue en coupe isométrique de l'injecteur de faisceau de particules neutres d'ions négatifs représenté sur la figure 1.

La figure 3 est une vue de dessus d'un injecteur de particules neutres de forte puissance pour un tokamak ITER.

La figure 4 est une vue en coupe isométrique d'une chambre de décharge avec un champ magnétique multipolaire périphérique pour un injecteur à jet de faisceaux de particules neutres.

La figure 5 est un graphique montrant le rendement intégral des ions négatifs produits en bombardant une surface Mo+Cs avec des atomes de H neutres et du H moléculaire positif en fonction de l'énergie incidente. Le rendement est amélioré en utilisant le césing DC par rapport au pré-césing en surface seul.

La figure 6 est une vue de dessus d'une source d'ions négatifs pour LHD.

La figure 7 est une vue schématique d'un système optique ionique à ouvertures multiples pour une source LHD.

Les figures 8A et B sont des vues de dessus et de côté de l'injecteur de faisceau de particules neutres LHD.

La figure 9 est une vue en coupe de la source d'ions.

La figure 10 est une vue en coupe d'une source d'atomes d'hydrogène à faible énergie.

La figure 11 est un graphique montrant les trajectoires des ions H - dans le chemin à basse énergie.

La figure 12 est une vue isométrique de l'accélérateur.

La figure 13 est un diagramme montrant les trajectoires des ions dans un tube accélérateur.

La figure 14 est une vue isométrique d'un triplet de lentilles quadripolaires.

La figure 15 est un schéma montrant une vue de dessus (a) et une vue latérale (b) des trajectoires d'ions dans un accélérateur de ligne de transport de faisceaux à haute énergie.

La figure 16 est une vue isométrique de l'agencement des cibles à plasma.

La figure 17 est un diagramme montrant les résultats de calculs bidimensionnels du retard du faisceau d'ions dans le récupérateur.

Il convient de noter que les éléments de structures ou de fonctions similaires sont généralement représentés par des numéros de référence similaires à des fins d'illustration dans l'ensemble des dessins. Il convient également de noter que les dessins sont uniquement destinés à faciliter la description des modes de réalisation préférés.

Description des modes de réalisation préférés de l'invention

Chacune des caractéristiques et idées supplémentaires décrites ci-dessous peut être utilisée seule ou en combinaison avec d'autres caractéristiques et idées pour fournir un nouvel injecteur de faisceau de particules neutres à base d'ions négatifs. Des exemples représentatifs des modes de réalisation décrits ici sont décrits plus en détail ci-dessous, lesquels exemples utilisent plusieurs de ces caractéristiques et concepts supplémentaires, seuls ou en combinaison, en référence aux dessins annexés. Cette description détaillée est destinée uniquement à fournir à l'homme du métier des détails supplémentaires pour mettre en pratique les aspects préférés des enseignements de la présente invention, et n'est pas destinée à limiter la portée de l'invention. En conséquence, les combinaisons de caractéristiques et d'étapes décrites dans la description détaillée suivante peuvent ne pas être nécessaires pour mettre en pratique l'invention dans son sens le plus large, mais sont plutôt enseignées simplement pour décrire spécifiquement des exemples exemplaires des présents concepts.

De plus, diverses caractéristiques des exemples exemplaires et des revendications dépendantes peuvent être combinées d'une manière non spécifiquement et explicitement répertoriée pour fournir des modes de réalisation utiles supplémentaires des présents enseignements. En outre, il convient de noter clairement que toutes les caractéristiques divulguées dans la description et/ou les revendications sont destinées à être divulguées séparément et indépendamment les unes des autres aux fins de la divulgation originale, ainsi qu'à des fins de limitation de l'objet revendiqué, quel que soit le de l'agencement des caractéristiques dans les modes de réalisation mis en œuvre et/ou dans les revendications. Il convient également de noter que toutes les plages de valeurs ou indicateurs de groupes d'objets divulguent chaque valeur intermédiaire ou objet intermédiaire possible aux fins de la divulgation originale ainsi qu'à des fins de limitation de l'objet revendiqué.

Les modes de réalisation de l'invention concernent un nouvel injecteur de faisceau de particules neutres à base d'ions négatifs ayant une énergie de préférence d'environ 500 à 1 000 keV et un rendement énergétique global élevé. Un agencement préféré d'un mode de réalisation d'un injecteur de faisceau de particules neutres d'ions négatifs 100 est illustré sur les figures 1 et 2. Comme illustré, l'injecteur 100 comprend une source d'ions 110, un clapet anti-retour 120, des aimants de déviation 130 pour dévier le faisceau de faible énergie. ligne, un isolateur de support 140, un accélérateur haute énergie 150, une vanne d'arrêt 160, un tube neutralisant (représenté schématiquement) 170, un aimant de séparation (représenté schématiquement) 180, une vanne d'arrêt 190, des panneaux d'évacuation 200 et 202, un réservoir à vide 210 (qui fait partie de le réservoir à vide 250 expliqué ci-dessous), des pompes de cryosorption 220 et un triplet de lentilles quadripolaires 230. L'injecteur 100, comme indiqué ci-dessus, contient une source d'ions 110, un accélérateur 150 et un neutralisant 170 pour générer un faisceau de particules neutres d'environ 5 MW avec une énergie d'environ 0,50-1,0 MeV. La source d'ions 110 est située dans le réservoir à vide 210 et produit un faisceau d'ions négatifs de 9 A. Le réservoir à vide 210 est polarisé à -880 kV, c'est-à-dire par rapport au sol, et est monté sur des supports isolants 140 à l'intérieur d'un réservoir 240 de plus grand diamètre rempli de gaz SF 6. Les ions générés par la source d'ions sont pré-accélérés à 120 kV avant d'être injectés dans l'accélérateur haute énergie 150 par un préaccélérateur électrostatique à mailles multi-ouvertures 111 (voir figure 9) dans la source d'ions 110, qui est utilisé pour aspirer les ions. faisceaux du plasma et accélèrent jusqu’à une certaine fraction de l’énergie du faisceau requise. Le faisceau de 120 keV provenant de la source d'ions 110 traverse une paire d'aimants déflecteurs 130, qui permettent au faisceau d'être hors axe avant d'entrer dans l'accélérateur à haute énergie 150. Les panneaux d'évacuation 202, représentés entre les aimants de déflexion 130, comprennent un déflecteur et un piège à césium.

On suppose que l'efficacité d'utilisation du gaz de la source d'ions 110 est d'environ 30 %. Le courant prévu du faisceau d’ions négatifs de 9 à 10 A correspond à une entrée de gaz de 6 à 7 l⋅Torr/s dans une source de 110 ions. Le gaz neutre s'écoulant de la source d'ions 110 augmente sa pression moyenne dans le préaccélérateur 111 jusqu'à environ 2 x 10 -4 Torr. À cette pression, le gaz neutre entraîne des pertes d'élimination du faisceau d'ions d'environ 10 % dans le préaccélérateur 111. Entre les aimants de déviation 130 se trouvent des évents (non représentés) pour les particules neutres qui sont une conséquence du faisceau d'ions négatifs primaire. Des évents (non représentés) sont également prévus pour les ions positifs revenant de l'accélérateur à haute énergie 150. La région de ligne de transport de faisceau de pompage différentiel à faible énergie 205 provenant des panneaux de pompage 200 est utilisée immédiatement après la pré-accélération pour réduire la pression du gaz à environ 10 -6 Torr avant qu'elle n'atteigne l'accélérateur à haute énergie 150. Cela introduit une perte de faisceau supplémentaire d'environ 5 %, mais comme cela se produit à une faible énergie de pré-accélération, la perte de puissance est relativement faible. Les pertes par échange de charges dans l'accélérateur à haute énergie 150 sont inférieures à 1 % à une pression de fond de 10 -6 Torr.

Après accélération jusqu'à une énergie totale de 1 MeV, le faisceau entre dans le neutraliseur 170, où il est partiellement converti en un faisceau de particules neutres. Les espèces ioniques restantes sont séparées par l'aimant 180 et envoyées vers des convertisseurs d'énergie électrostatique (non représentés). Le faisceau de particules neutres traverse la vanne d'arrêt 190 et entre dans la chambre à plasma 270.

Le réservoir à vide 250 est divisé en deux sections. Une section abrite le préaccélérateur 111 et la ligne de faisceau à faible énergie 205 dans le premier réservoir à vide 210. Une autre section abrite la ligne de faisceau à haute énergie 265, le neutralisant 170 et les convertisseurs/récupérateurs d'énergie de particules chargées dans le deuxième réservoir à vide 255. Les sections du réservoir à vide 250 sont reliées via chambre 260 à 150 tube accélérateur haute énergie à l'intérieur.

Le premier réservoir à vide 210 est la limite sous vide du préaccélérateur 111 et de la ligne de faisceau basse énergie 205, et le réservoir de plus grand diamètre ou réservoir externe 240 est mis sous pression avec du SF6 pour isoler la haute tension. Les réservoirs à vide 210 et 255 agissent comme une structure de support pour les équipements internes tels que les aimants 130, les pompes de cryosorption 220, etc. L'évacuation de la chaleur des composants de transfert de chaleur internes doit être réalisée par des tubes de refroidissement, qui doivent avoir des ruptures d'isolation dans le cas du premier réservoir à vide 210, qui est polarisé à -880 kV.

Source d'ions

Un diagramme schématique de la source d'ions 110 est représenté sur la figure 9. La source d'ions comprend : des grilles de pré-accélération électrostatiques à ouvertures multiples 111, des isolants en céramique 112, des générateurs de plasma radiofréquence 113, des aimants permanents 114, une boîte à plasma 115, des canaux et collecteurs d'eau de refroidissement 116 et des vannes à gaz 117. La source d'ions 110 contient un Surface du plasma de césium molybdène Les grilles de pré-accélération 111 sont utilisées pour convertir les ions positifs et les atomes neutres produits par les formateurs de plasma 113 en ions négatifs dans le volume d'expansion du plasma (le volume entre les formateurs 113 et les grilles 111, indiqué par les parenthèses référencée « PE » sur la figure 9) avec rétention sous forme de lame magnétique multipolaire, assurée par des aimants permanents 114.

Une tension de polarisation positive pour accepter des électrons dans les grilles de pré-accélération du plasma 111 est appliquée à des conditions optimisées pour la formation d'ions négatifs. La mise en forme des ouvertures 111B dans les grilles de pré-accélération de plasma 111 est utilisée pour focaliser les ions H - dans les ouvertures de grille de dessin 111B. Un petit filtre magnétique transversal formé par les aimants permanents externes 114 est utilisé pour réduire la température des électrons diffusés depuis la région pilote ou la région émettrice de plasma PE de la boîte à plasma 115 vers la région d'étirage ER de la boîte à plasma 115. Les électrons dans les plasmas sont réfléchis depuis la région d'étirage ER par les champs d'un petit filtre magnétique transversal formé d'aimants permanents externes 114. Les ions sont accélérés jusqu'à 120 kV avant d'être injectés dans l'accélérateur à haute énergie 150 à travers les grilles de plasma électrostatiques à ouvertures multiples 111 du préaccélérateur. dans la source d'ions 110. Avant accélération à haute énergie, le faisceau d'ions a un diamètre d'environ 35 cm. La source d'ions 110 devrait donc produire 26 mA/cm 2 dans les ouvertures 111B, en supposant 33% de transparence dans les grilles de plasma du préaccélérateur 111. Par rapport aux valeurs obtenues précédemment, cela représente une projection raisonnablement raisonnable pour une source de 110 ions.

Le plasma qui entre dans la boîte à plasma 115 est formé par un réseau de formateurs de plasma 113 montés sur la bride arrière 115A de la boîte à plasma, qui est de préférence une chambre cylindrique en cuivre refroidie à l'eau (700 mm de diamètre sur 170 mm de longueur). L'extrémité ouverte du boîtier à plasma 115 est limitée par les grilles à plasma 111 du pré-accélérateur du système d'accélération et d'étirement.

On suppose que des ions négatifs devraient se former à la surface des grilles de plasma 111, qui sont recouvertes d'une fine couche de césium. Le césium est introduit dans la boîte à plasma 115 grâce à l'utilisation d'un système d'alimentation en césium (non représenté sur la figure 9).

La source d'ions 110 est entourée d'aimants permanents 114 de telle sorte qu'elle forme une configuration de pointe de ligne pour confiner le plasma et les électrons primaires. Les colonnes 114A d'aimants sur la paroi cylindrique de la boîte à plasma 115 sont reliées au niveau de la bride arrière 115A par des rangées d'aimants 114B, qui ont également une configuration linéaire en pointe. Un filtre magnétique proche du plan des grilles de plasma 111 sépare la boîte à plasma 115 en un émetteur de plasma PE et une région d'extraction ER. Les aimants filtrants 114C montés dans la bride 111A adjacents aux grilles de plasma 111 fournissent un champ magnétique transversal (B = 107 Gaus au centre) qui sert à empêcher les électrons primaires de haute énergie émanant des générateurs d'ions 113 d'atteindre la région d'attraction ER. Cependant, des ions positifs et des électrons de faible énergie peuvent être diffusés à travers le filtre dans la région d'attraction ER.

Le système d'étirage et de pré-accélération 111 à base d'électrodes comprend cinq électrodes 111C, 111D, 111E, 111F et 111G, dont chacune comporte 142 trous ou ouvertures 111B formés orthogonalement à l'intérieur et utilisés pour fournir un faisceau d'ions négatifs. Les ouvertures d'extraction 111B ont un diamètre de 18 mm, de sorte que la surface totale d'extraction d'ions des 142 ouvertures d'extraction est d'environ 361 cm 2 . La densité de courant d'ions négatifs est de 25 mA/cm 2 et un faisceau d'ions de 9 A est nécessaire. Le champ magnétique des aimants 114C dans le filtre pénètre dans les espaces entre les grilles d'extraction électrostatique et de pré-accélération 111 pour dévier les électrons co-extracteurs. dans des fentes spéciales dans la surface interne des ouvertures 111B dans les électrodes de traction 111C, 111D et 111E. Le champ magnétique des aimants dans le filtre magnétique 114C, conjointement avec le champ magnétique des aimants supplémentaires 114D, assure la déviation et l'interception des électrons co-attirés avec les ions négatifs. Les aimants supplémentaires 114D comprennent un réseau d'aimants montés entre les porte-électrodes d'accélérateur de grille accélératrice 111F et 111G situés au-dessous de la grille d'étirage contenant les électrodes d'étirage 111C, 111D et 111E. La troisième électrode de grille 111E, qui accélère les ions négatifs jusqu'à 120 keV, est polarisée positivement depuis l'électrode de grille mise à la terre 111D pour refléter le reflux des ions positifs entrant dans la grille de pré-accélération.

Les pilotes de plasma 113 comprennent deux alternatives, à savoir un pilote de plasma radiofréquence et un pilote d'arc atomique. Le générateur d'arc plasma développé par BINP basé sur la décharge en arc est utilisé dans le façonneur atomique. Une particularité d'un générateur de plasma basé sur une décharge en arc est la formation d'un jet de plasma dirigé. Les ions dans le jet en expansion se déplacent sans collision et, en raison d'une accélération due à une chute du potentiel du plasma ambipolaire, reçoivent une énergie d'environ 5 à 20 eV. Le jet de plasma peut être dirigé vers une surface inclinée en molybdène ou en tantale du convertisseur (voir 320 sur la figure 10), sur laquelle, à la suite de la neutralisation et de la réflexion du jet, un flux d'atomes d'hydrogène se forme. L'énergie des atomes d'hydrogène peut être augmentée au-delà des 5 à 20 eV initiales en polarisant négativement le convertisseur par rapport à la boîte à plasma 115. Des expériences visant à obtenir des flux atomiques intenses avec un tel convertisseur ont été réalisées à l'Institut Budker en 1982-1984.

Sur la figure 10, l'agencement conçu de la source atomique 300 à faible énergie est représenté comme comprenant une vanne à gaz 310, un insert de cathode 312, un fil électrique vers le chauffage 314, des collecteurs d'eau de refroidissement 316, un émetteur d'électrons LaB6 318 et un convertisseur ion-atome 320. Lors d'expériences, un flux d'atomes d'hydrogène est généré avec un courant équivalent de 20 à 25 A et une énergie variant entre 20 eV et 80 eV, avec un rendement de plus de 50 %.

Une telle source peut être utilisée dans une source d'ions négatifs pour fournir aux atomes une énergie optimisée pour une formation efficace d'ions négatifs sur la surface de césium des grilles de plasma 111.

Ligne de transport de faisceaux à faible énergie

Les ions H -, formés et pré-accélérés à une énergie de 120 keV par la source d'ions 110 lors de leur passage le long de la ligne de transport de faisceaux de basse énergie 205, sont déplacés perpendiculairement à leur direction de déplacement de 440 mm avec déviation par le champ magnétique périphérique. de la source d'ions 110 et par le champ magnétique de deux aimants de déviation spéciaux en forme de coin 130. Ce déplacement du faisceau d'ions négatifs dans la ligne de transport de faisceaux à faible énergie 205 (comme illustré sur la figure 11) est prévu pour séparer les régions de la source d'ions 110 et l'accélérateur haute énergie 150. Cette polarisation est utilisée pour empêcher la pénétration d'atomes rapides résultant du décapage du faisceau H sur l'hydrogène résiduel dans le tube accélérateur 150, pour réduire le flux de césium et d'hydrogène de la source d'ions 110 dans le tube accélérateur 150, et également pour retarder le flux d'ions secondaires du tube accélérateur 150 vers la source d'ions 110. La figure 11 montre les trajectoires calculées des ions H - dans la ligne de transport de faisceaux de faible énergie.

Trajet du faisceau à haute énergie

Le faisceau de faible énergie émanant de la ligne de faisceaux de faible énergie entre dans l'accélérateur électrostatique à ouvertures multiples classique 150 représenté sur la figure 12.

Les résultats du calcul de l'accélération d'un faisceau d'ions négatifs à 9 A en tenant compte de la fraction de charge d'espace sont présentés sur la figure 13. Les ions sont accélérés d'une énergie de 120 keV à 1 MeV. Le potentiel d'accélération au niveau du tube 150 est de 880 kV et le pas de potentiel entre les électrodes est de 110 kV.

Les calculs montrent que l'intensité du champ ne dépasse pas 50 kV/cm dans le tube accélérateur optimisé 150 sur les électrodes dans les zones où une décharge électronique peut se produire.

Une fois accéléré, le faisceau traverse un triplet 230 de lentilles quadripolaires industrielles conventionnelles 231, 232 et 233 (figure 14), qui sont utilisées pour compenser une défocalisation mineure du faisceau à la sortie du tube accélérateur 150 et produire une taille de faisceau préférée à le port de sortie. Le triplet 230 est installé dans le réservoir à vide 255 de la ligne de transport de faisceaux à haute énergie 265. Chacune des lentilles quadripolaires 231, 232 et 233 comprend un réseau classique d'électro-aimants quadripolaires qui génèrent les champs de focalisation magnétique classiques fournis dans tous les accélérateurs de particules classiques actuels.

Les trajectoires calculées d'un faisceau d'ions négatifs de 9 A avec une température transversale de 12 eV dans le tube accélérateur 150, les lentilles quadripolaires 230 et la ligne de transport de faisceaux à haute énergie 265 sont représentées sur la Fig. Le calcul correspond au faisceau au-delà de son point de focalisation.

Le diamètre calculé d'un faisceau de particules neutres avec un courant équivalent de 6 A après le neutraliseur à une distance de 12,5 m à mi-hauteur du profil radial est de 140 mm, et 95 % du courant du faisceau se fait dans un cercle avec un diamètre de 180 mm.

Neutralisation

Le neutralisant de photoélimination 170 sélectionné pour le système de faisceau permet d'obtenir un décapage supérieur à 95 % du faisceau d'ions. Le neutraliseur 170 comprend un réseau de lampes au xénon et un piège lumineux cylindrique avec des parois hautement réfléchissantes pour fournir la densité de photons requise. Des miroirs refroidis avec un facteur de réflexion supérieur à 0,99 sont utilisés pour fournir un flux de puissance mural d'environ 70 kW/cm 2 . Alternativement, un neutraliseur à plasma peut être utilisé à la place en utilisant la technologie traditionnelle, mais au prix d'une légère réduction de l'efficacité. Cependant, une efficacité de neutralisation d’environ 85 % de l’élément plasma est tout à fait suffisante si le système de récupération d’énergie a une efficacité >95 %, comme prévu.

Le plasma dans le neutraliseur de plasma est maintenu dans une chambre cylindrique 175 avec un champ magnétique multipolaire sur les parois, qui est formé par un réseau d'aimants permanents 172. Une vue générale du dispositif de maintien est représentée sur la figure 16. Le convertisseur 170 comprend des collecteurs d'eau de refroidissement 171, des aimants permanents 172, des ensembles cathodiques 173 et des cathodes LaB6 174.

La chambre cylindrique 175 a une longueur de 1,5 à 2 m et comporte des trous aux extrémités pour le passage du faisceau. Le plasma est formé grâce à l'utilisation de plusieurs ensembles cathodiques 173 montés au centre de la chambre de confinement 175. Le gaz de travail est fourni près du centre du dispositif 170. Dans les expériences avec un prototype d'un tel neutraliseur à plasma 170, il devrait être a noté que le confinement des électrons à travers les champs magnétiques multipolaires 172 sur les parois est assez bon et la rétention des ions du plasma nettement meilleure. Pour égaliser la perte d'ions et d'électrons, un potentiel négatif important se développe dans le plasma afin que les ions soient efficacement confinés par le champ électrique.

Un confinement du plasma suffisamment long aboutit à un niveau relativement faible de puissance de décharge nécessaire pour maintenir une densité de plasma d'environ 10 13 cm -3 dans le neutralisant 170.

Récupération d'énergie

Il existe des raisons objectives pour atteindre une efficacité énergétique élevée dans nos conditions. Tout d’abord, ce sont les suivants : courant de faisceau ionique relativement faible et diffusion d’énergie faible. Dans le schéma considéré, lors de l'utilisation de cibles plasmatiques ou métalliques vaporeuses, on peut s'attendre à ce que le courant ionique résiduel soit d'environ 3 A après le neutraliseur. Ces flux d'ions positifs ou négatifs détournés doivent être déviés à travers l'aimant déflecteur 180 vers deux récupérateurs d'énergie, un pour chacun des ions positifs et négatifs, respectivement. Des simulations numériques de la décélération de ces faisceaux d'ions déviés résiduels d'énergies typiquement de 1 MeV et 3A dans des convertisseurs directs dans des récupérateurs sans compensation de charge d'espace ont été réalisées. Le convertisseur direct convertit une partie importante de l'énergie contenue dans le faisceau d'ions résiduels directement en électricité et fournit l'énergie restante sous forme de chaleur de haute qualité à inclure dans le cycle thermique. Les convertisseurs directs correspondent à la conception d'un modérateur électrostatique à plusieurs ouvertures, grâce auquel des sections successives d'électrodes chargées forment des champs de claquage longitudinaux et absorbent l'énergie cinétique des ions.

La figure 17 montre les résultats de calculs bidimensionnels du retard du faisceau ionique dans le convertisseur. Il ressort des calculs présentés qu'il est tout à fait réalisable de ralentir un faisceau d'ions d'une énergie de 1 MeV jusqu'à une énergie de 30 keV, de sorte qu'un coefficient de récupération de 96 à 97 % peut être obtenu.

Les efforts antérieurs visant à développer des injecteurs à faisceau de particules neutres de haute puissance basés sur des ions négatifs sont passés en revue pour révéler les défis critiques qui ont empêché jusqu'à présent la réalisation d'injecteurs avec un fonctionnement stable et stable d'environ 1 MeV et une puissance de plusieurs MW. Parmi les plus importants, nous soulignons les suivants :

Contrôle de la couche de césium et de sa perte et redéposition (contrôle de température, etc.)

Optimisation de la formation de surface d'ions négatifs pour la traction

Séparation des électrons co-circulant

Inhomogénéité du profil du courant ionique dans la grille plasma en raison des champs magnétiques internes

Faible densité de courant ionique

Les accélérateurs deviennent de plus en plus complexes et de nombreuses nouvelles technologies sont encore en développement (capacités de maintien de basse tension, grands isolants, etc.)

Flux inversé d’ions positifs

Technologies avancées de neutralisation (plasma, photons) non démontrées dans des conditions pertinentes

La conversion énergétique n’est pas suffisamment développée

Bloquer le faisceau sur le chemin

Les solutions innovantes aux problèmes proposées dans ce document peuvent être regroupées selon le système avec lequel elles sont connectées, à savoir source d'ions négatifs, traction/accélération, neutraliseur, convertisseurs d'énergie, etc.

Source d'ions négatifs 1,0 110 :

1.1. Les parois internes de la boîte à plasma 115 et des générateurs de plasma 113 sont maintenues à une température élevée (150-200°C) pour empêcher l'accumulation de césium sur leurs surfaces.

Fièvre:

Empêche la libération incontrôlée de césium due à la désorption/pulvérisation et réduit sa pénétration dans le système optique ionique (111 grilles),

Réduit l'absorption et la recombinaison des atomes d'hydrogène dans la couche de césium des parois,

Réduit la consommation de césium et les intoxications.

Pour y parvenir, un fluide à haute température circule dans tous les composants. La température des surfaces est davantage stabilisée grâce à un contrôle de rétroaction actif, c'est-à-dire que la chaleur est supprimée ou ajoutée pendant le fonctionnement CW et transitoire. Contrairement à cette approche, tous les autres injecteurs de faisceaux existants et prévus utilisent des systèmes passifs refroidis par eau avec des emballements thermiques entre les tubes de refroidissement et les boîtiers d'électrodes chaudes.

1.2. Le césium est fourni via le collecteur de distribution directement à la surface des grilles de plasma 111, plutôt que dans le plasma. Alimentation en césium par collecteur de distribution :

Fournit un apport contrôlé et distribué de césium pendant toute la durée d'activation du faisceau,

Prévient la carence en césium généralement due au blocage par le plasma,

Réduit la libération de césium du plasma après son accumulation et sa libération lors d'impulsions longues.

En revanche, les sources d’ions existantes délivrent du césium directement dans la chambre de décharge.

2.0 Préaccélérateur 111 (100 keV) :

2.1. Le champ magnétique utilisé pour dévier les électrons co-extraits dans les régions d'extraction des ions et de pré-accélération est généré par des aimants externes plutôt que par des aimants intégrés au corps de grille comme dans les conceptions précédentes :

Les lignes de champ magnétique dans les espaces haute tension entre les grilles sont complètement concaves dans la direction des grilles polarisées négativement, c'est-à-dire dans la direction de la grille de plasma dans l'espace de traction et dans la direction de la grille de tirage dans l'espace de pré-accélération. La concavité des lignes de champ magnétique dans la direction des grilles polarisées négativement empêche l'apparition de pièges de Penning locaux dans les espaces haute tension et le piégeage/multiplication d'électrons co-extraits, qui peuvent se produire dans des configurations avec des aimants intégrés.

Les électrodes du système optique ionique (IOS) (111 grilles) sans aimants NIB « basse température » intégrés peuvent être chauffées à des températures élevées (150-200°C) et offrent la possibilité d'évacuer la chaleur pendant de longues impulsions en utilisant de la chaleur (100-200°C). 150°C) ) liquides.

L'absence d'aimants intégrés laisse un espace libre entre les ouvertures de rayonnement des grilles et permet l'introduction de canaux pour un chauffage/refroidissement plus efficace des électrodes.

En revanche, les conceptions précédentes utilisaient des aimants intégrés au corps en maille. Cela entraîne la création de pièges magnétoélectriques statiques dans les espaces haute tension, qui piègent et amplifient les électrons co-tirés. Cela peut conduire à une réduction significative du courant du faisceau extrait. Cela empêche également le fonctionnement à température élevée ainsi que les performances de chauffage/refroidissement appropriées, ce qui est essentiel pour un fonctionnement à impulsions longues.

2.2. La température de toutes les électrodes du système optique ionique (grille 111) est toujours maintenue à une température élevée (150-200°C) pour éviter l'accumulation de césium sur leurs surfaces et pour augmenter l'intensité de la haute tension d'extraction et écarts de pré-accélération. En revanche, dans les conceptions traditionnelles, les électrodes sont refroidies par eau. Les électrodes ont des températures élevées car il y a des claquages ​​thermiques entre les tubes de refroidissement et les corps d'électrode, et il n'y a pas de rétroaction active.

2.3. Le chauffage initial des grilles 111 au démarrage et l'évacuation de la chaleur pendant la phase d'activation du faisceau sont réalisés en faisant passer un fluide chaud à température contrôlée à travers des canaux internes dans les grilles 111.

2.4. Le gaz est ensuite pompé depuis l'espace de pré-accélération à travers l'espace sur le côté et les grands trous dans les supports de grille pour réduire la pression du gaz le long de la ligne de faisceau et retarder l'élimination des ions négatifs et la formation/multiplication de particules secondaires dans les espaces. .

2.5. L'inclusion de grilles polarisées positivement 111 est utilisée pour repousser les ions positifs refluant.

3.0 Accélérateur haute tension 150 (1 MeV) :

3.1. L'accélérateur haute tension 150 n'est pas directement couplé à la source d'ions, mais est séparé de la source d'ions par une zone de transition (ligne de transport de faisceaux à basse énergie - LEBT 205) avec des aimants de déviation 130, des pompes à vide et des pièges à césium. Zone de transition:

Intercepte et élimine la plupart des particules co-circulantes, y compris les électrons, les photons et les particules neutres du faisceau,

Pompe le gaz libéré par la source d'ions 110 et l'empêche d'atteindre l'accélérateur haute tension 150,

Empêche le césium de s'échapper de la source d'ions 110 et de pénétrer dans l'accélérateur haute tension 150,

Empêche les électrons et les particules neutres formés en éliminant les ions négatifs d'entrer dans l'accélérateur haute tension 150.

Dans les conceptions précédentes, la source d’ions est directement connectée à l’accélérateur haute tension. Cela expose l’accélérateur haute tension aux gaz, aux particules chargées et au césium circulant hors et dans la source d’ions. Cette forte interférence réduit la capacité de maintien de tension de l’accélérateur haute tension.

3.2. Les aimants de déflexion 130 dans le LEBT 205 dévient et focalisent le faisceau le long de l'axe de l'accélérateur. Aimants de déflexion 130 :

Compense tous les déplacements et déviations du faisceau lors du transport à travers le champ magnétique de la source de 110 ions,

Le déplacement entre les axes du préaccélérateur et des accélérateurs haute tension 111 et 150 réduit le flux de particules co-circulant dans l'accélérateur haute tension 150 et empêche les particules hautement accélérées (ions positifs et particules neutres) de refluer dans le préaccélérateur 111 et la source d'ions 110.

En revanche, les systèmes précédents n'avaient pas de séparation physique entre les étages d'accélération et, par conséquent, n'offraient pas la possibilité de déplacements axiaux, comme le montre cet article.

3.3. Les aimants de ligne de faisceau à faible énergie 205 focalisent le faisceau à l'entrée de l'accélérateur à ouverture unique 150 :

La focalisation du faisceau favorise l'homogénéité du faisceau entrant dans l'accélérateur 150 par rapport aux systèmes de grille à ouvertures multiples.

3.4. Application de l’accélérateur à ouverture unique :

Simplifie l'alignement du système et la focalisation du faisceau

Aide à pomper le gaz et à éliminer les particules secondaires de l'accélérateur à haute énergie 150

Réduit les pertes de faisceau dans l'accélérateur à haute énergie à 150 électrodes.

3.5. Les lentilles magnétiques 230 sont utilisées après l'accélération pour compenser la refocalisation dans l'accélérateur 150 et produire un faisceau quasi-parallèle.

Dans les conceptions traditionnelles, il n’existe aucun moyen de focalisation et de déviation du faisceau autre que l’accélérateur lui-même.

4.0. Neutralisant 170 :

4.1. Neutraliseur de plasma basé sur un système de confinement du plasma multipoint avec des aimants permanents à fort champ sur les parois ;

Augmente l'efficacité de la neutralisation,

Minimise les pertes globales de l’injecteur de faisceau de particules neutres.

4.2. Le neutraliseur photonique est un piège à photons basé sur un résonateur cylindrique avec des parois à haut degré de réflexion et un pompage utilisant des lasers à haut rendement :

Augmente en outre l'efficacité de la neutralisation,

Minimise en outre les pertes globales de l'injecteur de faisceau de particules neutres.

Ces technologies n’ont jamais été envisagées pour une utilisation dans les injecteurs commerciaux de faisceaux de particules neutres.

5.0. Récupérateurs :

5.1. Application du ou des récupérateurs d’énergie ionique résiduelle :

Améliore l’efficacité globale de l’injecteur.

En revanche, la récupération n’est pas du tout prévue dans les conceptions traditionnelles.

Bibliographie

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Bien que l'invention soit susceptible de diverses modifications et formes alternatives, des exemples spécifiques de celle-ci sont représentés dans les dessins et décrits en détail ici. Toutes les références sont expressément contenues dans ce document dans leur intégralité. Cependant, il faut comprendre que l'invention n'est pas limitée aux formes ou procédés particuliers divulgués, mais plutôt que l'invention est destinée à couvrir toutes les modifications, équivalents et alternatives entrant dans l'esprit et la portée des revendications annexées.

1. Un injecteur de faisceau de particules neutres à base d’ions négatifs, contenant :

un accélérateur comprenant un préaccélérateur et un accélérateur à haute énergie, le préaccélérateur étant un préaccélérateur électrostatique à grille à ouvertures multiples dans la source d'ions, et l'accélérateur à haute énergie étant spatialement séparé de la source d'ions, et

neutralisant, dans lequel la source d'ions, l'accélérateur et le neutralisant sont configurés pour former un faisceau de particules neutres d'une puissance de 5 MW.

2. Injecteur selon la revendication 1, dans lequel la source d'ions, l'accélérateur et le neutralisant sont configurés pour former un faisceau de particules neutres avec une énergie comprise entre 0,50 et 1,0 MeV.

3. Injecteur selon la revendication 1, dans lequel la source d'ions est configurée pour former un faisceau de particules négatives à 9 A.

4. Injecteur selon la revendication 1, dans lequel les ions issus de la source d'ions sont pré-accélérés par un pré-accélérateur à 120 kV avant d'être injectés dans l'accélérateur haute énergie.

5. Injecteur selon la revendication 1, contenant en outre une paire d'aimants déflecteurs placés entre le pré-accélérateur et l'accélérateur de haute énergie, dans lequel la paire d'aimants déflecteurs permet au faisceau issu du pré-accélérateur de se déplacer hors de l'axe avant d'entrer dans l'accélérateur à haute énergie.

6. Injecteur selon la revendication 5, dans lequel la source d'ions comprend une boîte à plasma et des formateurs de plasma.

7. Injecteur selon la revendication 6, dans lequel les parois internes de la boîte à plasma et des formateurs de plasma sont maintenues à une température élevée de 150 à 200°C pour empêcher l'accumulation de césium sur leurs surfaces.

8. Injecteur selon la revendication 7, dans lequel la boîte à plasma et les formateurs comprennent des collecteurs et des passages de fluide pour faire circuler le fluide à haute température.

9. Injecteur selon l'une des revendications précédentes, contenant en outre un collecteur de distribution pour l'alimentation directe en césium des grilles de plasma de l'accélérateur.

10. Injecteur selon la revendication 1, dans lequel le préaccélérateur comprend des aimants externes pour dévier les électrons co-extraits dans les régions d'extraction d'ions et de pré-accélération.

11. Injecteur selon la revendication 1, comprenant en outre un système de pompage pour pomper le gaz depuis l'espace de pré-accélération.

12. Injecteur selon la revendication 9, dans lequel les grilles de plasma sont polarisées positivement pour repousser les ions positifs refluant.

13. Injecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'accélérateur haute énergie est spatialement séparé de la source d'ions au moyen d'une zone de transition contenant une ligne de transport de faisceaux basse énergie.

14. Injecteur selon la revendication 13, dans lequel la zone de transition comprend des aimants de déflexion, des pompes à vide et des pièges à césium.

15. Injecteur selon la revendication 14, dans lequel les aimants de déflexion dévient et focalisent le faisceau le long de l'axe de l'accélérateur haute énergie.

16. Injecteur selon l'une des revendications précédentes, contenant en outre des lentilles magnétiques après l'accélérateur pour compenser la refocalisation dans l'accélérateur et former un faisceau parallèle.

17. Injecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le neutraliseur comprend un neutraliseur à plasma basé sur un système de confinement du plasma multi-ailettes avec des aimants permanents à fort champ sur les parois.

18. Injecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le neutralisant comprend un neutraliseur photonique basé sur un résonateur cylindrique à parois hautement réfléchissantes et pompé à l'aide de lasers à haut rendement.

19. Injecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que le neutralisant comprend un neutraliseur photonique à base d'un résonateur cylindrique à parois à haut degré de réflexion et de pompage utilisant des lasers à haut rendement.

20. Injecteur selon l'une des revendications précédentes, contenant en outre un récupérateur d'énergie ionique résiduelle.

21. Injecteur selon la revendication 4, contenant en outre un récupérateur d'énergie ionique résiduelle.

22. Un injecteur de faisceau de particules neutres à base d'ions négatifs, contenant :

une source d'ions configurée pour générer un faisceau d'ions négatifs,

un accélérateur comprenant un pré-accélérateur et un accélérateur à haute énergie, le pré-accélérateur étant logé dans la source d'énergie et l'accélérateur à haute énergie étant spatialement séparé de la source d'ions, et

neutralisant associé à la source d'ions.

23. Un injecteur de faisceau de particules neutres à base d'ions négatifs, contenant :

une source d'ions configurée pour former un faisceau d'ions négatifs et contenant une boîte à plasma et des générateurs de plasma, tandis que les parois internes de la boîte à plasma et des générateurs de plasma sont maintenues à une température élevée de 150 à 200 °C pour empêcher l'accumulation de césium sur leurs surfaces,

un accélérateur fonctionnellement couplé à la source d'ions, et

un neutralisant fonctionnellement connecté à la source d'ions.

Brevets similaires :

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