מצא מזרק חלקיקים פסיכואקטיבי. מזרק קרן חלקיקים ניטרלי המבוסס על יונים שליליים

מערכות של מכשירים אלה ידרשו את המאמץ המשמעותי ביותר של מומחים מוסמכים ביותר ליישום מוצלח במתכת. בפוסט זה, אספר לכם ביתר פירוט על מהו מזרק אטום ניטרלי, מדוע הוא נחוץ, ואנסה לחשוף את החידוש ההנדסי של המכשיר הזה.

תמונת עיצוב של מזרק הקרן הנייטרלית של ITER. שניים מהמכשירים הללו הם בגודל של קטר רכבת. יותקן ב-ITER בשנות ה-20.

אז, כידוע, בטוקאמק יש בדיוק 3 משימות עיקריות - לחמם את הפלזמה, למנוע ממנה להתפזר ולהסיר חום. לאחר התמוטטות הפלזמה והתרחשות פריקה בה, מתעורר בה זרם טבעת בעל הספק עצום - מתחיל מצב החימום האוהמי. עם זאת, לא ניתן לחמם את הפלזמה מעל טמפרטורה של 2 kEv במצב זה - ההתנגדות שלה יורדת, פחות ופחות חום משתחרר, והפלזמה פולטת יותר ויותר. חימום נוסף יכול להיעשות באמצעות שיטות תדר רדיו - בתדרים מסוימים הפלזמה סופגת באופן פעיל גלי רדיו. עם זאת, גם כאן יש מגבלת הספק - חימום בתדר רדיו יוצר תנועות וגלים קולקטיביים, שבשלב מסוים מוביל לאי יציבות. ואז נכנסת לתמונה השיטה השלישית - הזרקת חלקיקים ניטרליים מהירים. האנלוגיה שלו היא חימום האוויר עם מבער בתוך בלוני תלפ - בטמפרטורת פלזמה של 5-15 keV מתרסקת לתוכו קרן של חלקיקים מהירים באנרגיה של 1000 keV.

קרן המזרק זורחת לתוך טורוס הפלזמה, מיוננת ומואטת שם, ומעבירה אנרגיה ותנע לחלקו המרכזי.

NBI ממוקם בתוך בית ואקום ומורכב ממספר מכונות, המתוארות להלן.

האנושות יכולה להאיץ חלקיקים לאנרגיה של 1 MEV בקלות ובאופן טבעי. עם זאת, יש בעיה אחת - אנחנו יכולים רק להאיץ חלקיקים טעונים (לדוגמה, יונים חיוביים - אטומים עם אלקטרונים קרועים), והם, בתורם, לא יכולים להיכנס לתוך הכליאה המגנטית בדיוק מאותה סיבה שבגללה הפלזמה לא יכולה לברוח משם. הפתרון לקונפליקט הזה היה הרעיון להאיץ חלקיקים טעונים ואז לנטרל אותם. בכל הדורות הקודמים של טוקאמקים, זה התממש על ידי האצת יונים רגילים (חיוביים, כאשר אלקטרון אחד הוסר), ולאחר מכן נטרולם על ידי טיסה דרך מימן או דאוטריום רגילים - במקרה זה, אלקטרונים מוחלפים וחלק מהיונים עוברים טרנספורמציה מוצלחת. לתוך אטומים ניטרליים שטסים הלאה באותה מהירות. נכון, ההספק המרבי של מזרקים כאלה אינו עולה על 1 מגה וואט, עם אנרגיית זרימה מוזרקת של 40-100 kEv וזרם של 10-25 אמפר. ובשביל איטר אתה צריך לפחות 40 מגה וואט. עלייה בעוצמה של מזרק בודד באופן ישיר, למשל באמצעות עלייה באנרגיה מ-100 keV ל-1000 kEv, היא עקשנית ברגע כזה שיונים טעונים חיוביים מפסיקים להיות מנוטרלים על הגז, ומואצים לאנרגיות כאלה. אבל אי אפשר להגדיל את זרם האלומה - יונים שעפים בקרבת מקום נדחים על ידי כוחות קולומב והקרן מתפצלת.

הפתרון לבעיות שהתעוררו היה המעבר מיונים בעלי מטען חיובי לטעונים שליליים. הָהֵן. יונים אליהם נדבק אלקטרון נוסף. רק הפרוצדורה של "ניקוי" עודפי אלקטרונים מאטומים עפים במהירות בטכנולוגיית מאיץ הסתדר היטב ואינו גורם לקשיים מיוחדים אפילו ליונים המואצים ל-1 מגה-אלקטרון-וולט ועפים עם זרם מטורף עבור מאיצים - 40 אמפר. כך, הרעיון של NBI התברר למפתחים; כל שנותר הוא לפתח מכשיר שיוכל לייצר יונים שליליים.

המחקר גילה כי המקור הטוב ביותר לאטומים עם אלקטרונים "נוספים" מחוברים הוא פלזמה משולבת אינדוקטיבית של מימן או דאוטריום המסוממת באטומי צזיום. במקרה זה, "צימוד אינדוקטיבי" פירושו שסליל מתפתל סביב הפלזמה שדרכו מועבר זרם בתדר גבוה, והפלזמה סופגת באופן אינדוקטיבי את האנרגיה הזו. לאחר מכן, הפוטנציאל האלקטרוסטטי על רשת מיוחדת מושך אלקטרונים ויונים שליליים קדימה. אלקטרונים מוסטים על ידי מגנטים מיוחדים, ויונים עפים קדימה ומואצים על ידי שדה אלקטרוסטטי לאנרגיה של 1 MeV. על מנת להאיץ ל-1 MeV, יש צורך ליצור פוטנציאל על הרשתות של +1 מגה-וולט. 1 מיליון וולט הוא ערך רציני מאוד, אשר מסבך את החיים בפיתוח אלמנטים רבים של המאיץ הזה, והוא למעשה הגבול למצב הטכנולוגיה הנוכחי. במקרה זה, זרם היונים המתוכנן הוא 47 אמפר, כלומר. הספק של "זרקור היונים" יהיה כמעט 47 מגה וואט.

הפיתוח של מקור יונים שליליים המבוסס על פלזמה בשילוב אינדוקטיבי עבר מספר שלבים.

אז, היונים, מוארכים ומואצים על 5 רשתות עם הפרש פוטנציאל של 200 קילו-וולט ל-1 מגה-אלקטרון-וולט, נכנסים לנטרול - נפח שאליו נשאבים גז בלחץ גבוה פי מאה מאשר באזור היינון (אבל עדיין זה ואקום די עמוק). כאן, יוני H- או D- מתנגשים עם מולקולות H2 או D2 על ידי התגובה H- + H2 = H + H*. עם זאת, יעילות הנטרול רחוקה מ-100% (אלא 50 אחוז). כעת יש לנקות את האלומה משאר החלקיקים הטעונים, שעדיין לא יוכלו לחדור לתוך הפלזמה. בהמשך השביל יש בולם יונים שיורי - מטרה מקוררת במים נחושת, שכל מה ששומר עליה מטען שוב מוסט אלקטרוסטטית. יחד עם זאת, האנרגיה שהבולם נאלץ לספוג היא קצת יותר מ-20 מגה וואט.

מראה המנטרל ומאפייניו.

לאחר ההמרה, מתעוררת בעיה נוספת - היונים ה"נוספים", לאחר מנוטרלים, הופכים לגז, די הרבה גז, אשר יש לשאוב החוצה מחלל ה-NBI. זה נראה כאילו הרגע שאבנו את זה, אבל לפני ואחרי המנטרל, להיפך, אנחנו צריכים ואקום טוב יותר. משאבות קריותרפיה לסירוגין הממוקמות בצדדים נכנסות לתמונה. באופן כללי, משאבות קריותרפיה הן אחד הנושאים שהתקדמו מאוד במסגרת פיתוחי CTS. העובדה היא שכל מלכודת פלזמה תרמו-גרעינית צריכה לשאוב תערובת של הליום, דאוטריום וטריטיום בנפחים גדולים. עם זאת, לא ניתן לשאוב תערובת כזו בצורה מכנית (לדוגמה, עם משאבות טורבומולקולריות) בשל העובדה שטריטיום עובר דרך אטמים מסתובבים. טכנולוגיה חלופית, משאבות קריו-קונדנסציה, לא עובדות טוב במיוחד בגלל הליום, שנותר גזי בלחצים נמוכים עד למינימום הטמפרטורות הסבירות אליהן ניתן לקרר את המעבה של משאבה כזו. נותרה רק טכנולוגיה אחת - להפקיד את תערובת הגז על פחם שמקורר ל-4.7K - במקרה זה, ספיגת גז מתרחשת על פני השטח. לאחר מכן ניתן לחמם את פני השטח, ולהפנות את הגזים הנספגים למערכת הפרדה, שתשלח את הטריטיום המסוכן לאחסון.

אחת המשאבות הגדולות בעולם מסוג זה מפותחת עבור ITER NBI, וממוקמת משני צידי מערכת כיוית היונים. הוא מורכב מעלי כותרת רבים, אשר מעת לעת משנים תצורה, מתחממים ל-80K, ומפרקים את הגז המצטבר לתוך המקלט, ואז מתקררים שוב ונפתחים לספיגה נוספת.

משאבות קריספציה של המנטרל.

אגב, יש לציין שהפעלה על אותו עיקרון תקופתי תותקן בטוקאמק ITER עצמו לאורך החגורה התחתונה מסביב למפנה. ההטמנה והפתיחה התקופתית שלהם של שסתומים ענקיים (מטר בקוטר) לחימום, ספיחה וקירור הפוך מזכירה לי איכשהו מכונות סטימפאנק ברוח המאה ה-19 :)

אחד מתאי ההקפאה של הכרך הראשי של ITER

בינתיים, ב-NBI, עוברת דרך המכשיר האחרון - מטהר קלורימטר/קרן, אלומה שנוצרה באופן מעשי של אטומי מימן או דאוטריום ניטרליים, בהספק של 20 מגה וואט. מכשיר זה מבצע את המשימות של קליטת אטומים ניטרליים שחרגו יותר מדי מציר המנהרה ("ניקוי קרן") שדרכו הם נכנסים לפלזמה ומדידה מדויקת את האנרגיה של אטומים ניטרליים כדי להבין את התרומה של NBI לחימום הפלזמה. בשלב זה, המשימה של NBI יכולה להיחשב שהושלמה!

עם זאת, יהיה קל מדי עבור ITER ליצור מכונה חזקה פי 20 מהאנלוגים שלה, תוך שימוש בטכנולוגיות שלא היו קיימות בזמן הפיתוח. כרגיל, סביבת הטוקמק מטילה תנאים קשים משלה.

ראשית, כל מערכת האצה/הסטה/שיכוך האלקטרוסטטית רגישה מאוד לשדות מגנטיים. הָהֵן. למקם אותו ליד המגנטים הגדולים בעולם זה רעיון גרוע מאוד. כדי לדכא שדות אלה, ייעשה שימוש בשילוב של שדות אנטי-מגנטיים פעילים שנוצרו על ידי סלילים "חמים" של 400 קילוואט ומסכי פרמלוי. עם זאת, שיורית הפרעות הן אחד הנושאים של עבודה אינטנסיבית על פרויקטים.

תא NBI בבניין ITER tokamak. ה-NBI הממוצע מציג בלוקי מגן מגנטי צהובים ומסגרות אפורות של סלילי נטרול שדה חיצוני.

הבעיה השנייה היא טריטיום, שיתעופף בהכרח דרך מנהרת ההזנה של הקורה ויתיישב בתוך ה-NBI. מה שהופך אותו אוטומטית לבלתי שמיש על ידי אנשים. לכן, אחת ממערכות התחזוקה הרובוטיות של ITER תמוקם בתא ה-NBI ותשרת 2 מאיצי אלומת אנרגיה של 17 מגה וואט כל אחד (כן, בצריכת יותר מ-50 מגה וואט מהשקע, המערכת מספקת לפלזמה 17 מגה וואט בלבד - כגון יעילות גרועה), ואבחון אחד (האינטראקציה של קרן כזו עם פלזמה מספקת מידע רב להבנת המצב בה) ב-100 קילוואט.

מאזן אנרגיה של מזרק ניטרלי.

הבעיה השלישית היא רמת 1 מגה וולט. ה-NBI עצמו מגיע עם קווי מתח למקורות פלזמה, רשתות מיצוי וסיכוך שונות, 5 פוטנציאל האצה (כל אחד שונה משכנו ב-200 קילוולט, זרם של כ-45 אמפר זורם ביניהם), קווי אספקת גז ומים. יש להכניס את כל המערכות הללו לתוך המכשיר, מבודדות ביחס לאדמה ב-1 מגה-וולט. יחד עם זאת, בידוד של 1 מגה וולט באוויר פירושו רדיוס מגן מפני התמוטטות של ~1 מטר, וזה כמעט לא ריאלי כאשר יש ~20 קווים שצריך לבודד חשמלית זה מזה בכניסה אחת. משימה זו יושמה באמצעות הפצה של מקורות מתח גבוה על פני שטח גדול וקלט דרך מנהרה מלאה ב-SF6 בלחץ. אולם כעת, הזנות האוויר-SF6/SF6 - ואקום לתוך המנהרה הזו - הופכות קריטיות - בקיצור, הרבה משימות למהנדסי מתח גבוה עם פרמטרים שלא נמצאים מסחרית בתעשייה הזו.

בניין מתח גבוה NBI. מימין מקורות עזר, משמאל 2 קבוצות של 5 מקורות מאיץ מתח גבוה, בבנייןמְבוּדָד 1 מקורות MV. משמאל תא בבניין טוקאמק בו ממוקמות 3 NBI + אלומת אבחון.

קטע NBI ב-ITER. משמאל ל-NBI יש תריס ואקום ירוק ומהיר שמנתק את ה-NBI מהטוקאמק במידת הצורך. התותב הגלילי של 1 מגה וולט ומידותיו נראים בבירור.

נותר מקום בתא NBI למודול אנרגיה שלישי, לשדרוג אנרגיה אפשרי של ITER. כעת מערכת חימום הפלזמה מתוכננת להספק של 74 מגה וואט - 34 NBI, חימום רדיו בתדר גבוה 20 מגוואט ו-20 מגוואט בתדר נמוך, ובעתיד - עד 120 מגה וואט, מה שיאריך את משך שריפת הפלזמה עד שעה בהספק של 750 מגה וואט.

מעמד קומפלקס MITICA + SPIDER

אנרגיה NBI אירופה מייצרת, חוזים כבר הופצו. חלק ממקורות הזרם הישר במתח גבוה ייוצרו ביפן. מכיוון שמכשיר ה-NBI מבחינת מורכבות והיקף העבודה יכול להתחרות בכל הטוקמאקים של שנות ה-80, באירופה, בפאדובה, הוא נבנה, שם ישוחזר מודול NBI 1, ולפני כן, מקור יונים שלילי נפרד SPIDER בגודל מלא (לפני כן, חצי ממנו פעל בדוכן אחר ב-2010 במכון הגרמני IPP). מתחם זה מופעל כעת, ועד סוף השנה הבאה יחלו בו הניסויים הראשונים, ועד שנת 2020 הם מקווים לתקן את כל ההיבטים של מערכת ה-NBI.

משימת צד "דניאלה שו"

איפה משיגים: החיפוש נעשה במרכז הכושר. לכו לחלון המסומן בחדר הבריכה ודפקו עליו כדי לדבר עם דניאל שו. היא תבקש ממך להרוג את הטבח המעמיד פנים.

מפגש עם דניאלה שו במרכז הכושר של אזור המגורים.

הפעם הבאה שתקבל ממנה הודעה תהיה כשתהיו באחסון הנתונים ותוריד מהמחשב את הציור של מפתח המפעיל של מורגן.

כדי להשלים את המסע, עבור למשרד שלך בלובי Talos 1 והסתכל באימייל שלך. צריכה להיות מכתב "מורגן, קרא את זה!"

מכתב חשוב.

ממנו תלמדו שוויל מיטשל הוא מתחזה - אחד מהמתנדבים. עקבו אחר מחלקת הנוירומוד ועלו למעלה. לכו לבקתות המתנדבים בהן לא היה אור קודם. השתמש במסוף ישירות מול הדלת, מאחורי הדלפק, ובחר את המתנדב עם מספר המעקב הרצוי. המספר גלוי בתיאור המסע של דניאלה שו אם אתה קורא את המכתב.

רק לאחר שתפעילו את המשואה, עברו למיקום "Bridge Talos-1", רדו במעלה הכבידה והיכנסו לקפסולה משמאל. יש שתי אפשרויות - או שתפרק את הרימון מנשקו ווויל מיטשל המזויף ימות מסיבות טבעיות, או שתאפשר לו להתפוצץ.

נתפס על חם!

משימת צד "דוקטור איגו"

איפה משיגים את זה: כשתצטרכו להיכנס למפרץ המטען דרך גוף הספינה של Talos-1, ד"ר איגווה יצור עמכם קשר.

Dayo Igwe יוצר איתך קשר בסמוך לכניסה למפרץ המטען.

טסים למכולה הממוקמת לא הרחק מהכניסה לתא המטען והסתכלו על המספר שלו - 2312. טסו עד לדלת תא המטען ליצירת קשר עם שרה אלעזר. לוח הבקרה למכולות המטען יהפוך לזמין. טוס אליו והזן את מספר 2312, ואז בחר עגינה של המכולה. ואז פתח אותו. כשנכנסים, פשוט דברו עם Igwe כדי להשלים את הקווסט ולקבל 2 Neuromods.

שאילתה צדדית "עם הטבעת הזו..."

היכן משיגים: בתחתית מפרץ המטען בו נמצא מחנה הניצולים, דברו עם קווין האג.

הוא יבקש ממך למצוא את אשתו ניקול. לכו לאזור המגורים והשתמשו בטרמינל כדי לעקוב אחר מיקומה של ניקול. היא תהיה בחדר האורחים בסוויטת הבמאים. הרוג את הפנטום וחפש למצוא טבעת נישואין.

חיפוש על גופתה של ניקול האג בלובי Talos 1.

מכיוון שעשיתי זאת מראש, מיד נתתי את הטבעת לקווין והשלמתי את הקווסט.

משימת צד "הגן על תא המטען"

איפה משיגים: אוטומטית במפגש עם שרה אלעזר בתא המטען.

תהיה לך אפשרות לא להשלים משימה זו אם תחליט פשוט לפרוץ את הדלת המובילה ל-Cargo Bay B. אחרת, הפעל את החשמל בסמן המצוין, מצא את התוכנית מחוץ ל-Talos 1 והתקן בסך הכל 3 צריחים מבצעיים ב- מול הדלת אל החלק הבא של תא המטען. קווין הייג ודארסי מדוקס תמיד עומדים בדלת הנכונה.

הצריח הראשון כבר כאן - פשוט תקן אותו. בקרבת מקום, מצא את הטרמינל - קוד הגישה על הגופה של מגיל, עליו נכתב במאמר על חקר תא המטען. באמצעות הטרמינל, פתחו את התאים ומצאו את הצריח השני באחד מהם. הצריח השלישי ממוקם מאחורי השער הראשי של חלק זה. גרור ותקן. עוד אחת, אגב, אפשר למצוא באחת המכולות ליד מנעולי האוויר של תא המטען (הגעתם לכאן דרך מנעול אוויר אחד כזה). ברגע שכל שלושת הצריחים נמצאים באזור הכחול, המסע יסתיים ותקבל קוד גישה.

משימת צד "מים פסיכוגניים"

איפה משיגים: האזינו לתמליל של טוביאס פרוסט, אותו תמצאו באוורור, מאחורי השירותים בתא מגן החיים.

גופתו של טוביאס פרוסט.

עקבו אחר הסימון עד למתקן טיהור המים ומיד הדליקו את החשמל מצד ימין. עלו במדרגות משמאל ועברו דרך החדר עם שני מסופים. עקבו אחרי המדרגות אפילו גבוה יותר, קפצו על הציוד מתחת לתקרה והשתמשו בצינור הכחול בצד השני כדי להתקרב לדלת האחורית. קפצו אל הרציף השבור והיכנסו לחדר הרצוי.

פלטפורמה לקפוץ אליה.

טען את הקפסולה לתוך המכשיר. המשימה הושלמה. למה כל זה היה? נסה לשתות מים מכל מזרקה!

משימת צד "מהנדס חסר"

איפה משיגים: לאחר קריאת אחד המכתבים על הטרמינל במשרד האבטחה בתא מגן החיים.

חכה עד שתמצא את עצמך בתחנת הכוח. לך לחדר עם הכור. כאן, על פי העלילה, אתה צריך לרדת עד לתחתית. אבל ברגע שאתה מוצא את עצמך בחדר גדול, לך לאורך המרפסת ימינה. תתקלו בסבכה שמאחוריה תוכלו לראות חור בקיר. יורדים מעט למטה באמצעות מערכת ההנעה, שם תהיה דלת כחולה הניתנת לפתיחה.

עכשיו אתה צריך לעלות בפיר המעלית הזה. באופן אידיאלי, אתה יכול להשתמש במיומנויות של הטייפונים, אבל אם הם לא שם, אז השתמש בתותח GIPS כדי ליצור נתיב לפסגה. אגב, אתה יכול לאפשר מעקב אחר ז'אן פורט במסוף האבטחה.

גופתה של ז'אן פורט.

כשאתה עולה למעלה ועובר דרך האוורור, הרוג את הפנטום וחקה, ואז חפש את גופתה של ז'אן פורט. תמצאו את כרטיס המפתח לחדר בקרת סינון האוויר.

חזרו לתא תומך החיים ועברו לחדר הרצוי. פתח אותו עם המפתח כדי להשלים את המשימה ולאסוף את הפרס.

משאל צדדי "מרכז פיכחות"

איפה משיגים את זה: המשימה מתבצעת לאחר האזנה לתמליל של אמילי קרטר בחדר עם קפסולות מילוט בתא מגן החיים.

גשו למכון טיהור המים (אפשר להפעיל את המעקב של פרייס ברודווי) והדליקו את החשמל בשלט מחוץ לדלת הכניסה, ליד גופתה של רעיה לירואת. עלו במדרגות משמאל והיכנסו לחדר משמאל למעלה. יש כאן שני טרמינלים. הסיסמה של הראשון נמצאת בפתק החבוי במיכל ממש לידו, משמאל. היכנסו למסוף (תוכלו לפרוץ אותו - "Hack-I") והפעילו את הפונקציה היחידה הזמינה כאן. זה מאוד חשוב לעשות!

לאחר מכן, רדו לסדנת הפסולת במעלית הכבידה והפעילו את "אוסף הצלופחים". צלופחים והגופה של פרייס ברודווי ייפלו מהמכשיר.

הגופה של ברודווי פרייס.

המסע הושלם.

משימת צד "גוסטב לייטנר"

איפה משיגים את זה: באופן אוטומטי, בתנאי ששמרת את ד"ר איגווה.

לאחר שד"ר איגווה (אם הצלת אותו) מגיע למשרדו של מורגן, אז לך לאזור המגורים. כשתהיה שם, Igwe תיצור איתך קשר אוטומטית ותבקש טובה. כך מתחיל המסע.

פשוט לך לבקתה של איגווה ותתקרב לציור של הפסנתרן. דרך המלאי (Data - Audio diaries) הפעל את המוזיקה של לייטנר. בתום האובדן תיפתח הכספת. הוציאו ממנו את גוסטב לייטנר עם קונקטום וקחו אותו לאיגווה, שתהיה במשרד שלכם בלובי Talos-1. המסע הושלם.

התמונה הנכונה על הקיר.

משימת צד "אביה של קתרין"

איפה משיגים: בתנאי שהצלת את יקטרינה איליישינה (הם הביאו תרופה). דבר איתה ברגע שהיא תגיע למשרדו של מורגן יו.

אם עזרת לקתרין והצלת את חייה על ידי קבלת התרופה, היא תודיע לך בקרוב שהיא הגיעה למשרד. בקר אותה במשרד שלך בלובי של Talos 1 ושוחח איתה מספר פעמים. בסוף היא תספר לך על אביה ותבקש עזרה. כך מתחילה המשימה.

עקוב אחר מחסן הנתונים דרך הארבורטום (מעלית) ועבור לדרג השני. היכנס לחדר הטרמינל והזן את הסיסמה. האזינו להקלטה. יהיו לך שתי אפשרויות:

- מחק רשומה. קתרין תחשוב שלא מצאת כלום.

- הזז את הקובץ. התיק יעבור למסוף במשרדו של מורגן.

הטרמינל הנדרש.

במקרה השני, חזור למשרד שלך בלובי Talos 1. דבר עם קתרין כמה פעמים עד שהיא אומרת משהו כמו "אני לא מאמינה שהצלחת למצוא...". רק לאחר מכן יופיע ערך שני בטרמינל בשירותים. הפעילו אותו והקשיבו לו יחד. קתרין, כמובן, לא תהיה מרוצה. המסע הושלם.

משימת צד "דאל המרדף"

היכן ניתן להשיג זאת: אוטומטית כאשר Dahl מופיע (לאחר 1-2 דקות).

כאשר, על פי העלילה, אתה מנסה להוריד נתונים לאחר חקירת צמתי האלמוגים לתוך המחשב של אלכס, Dahl יופיע ב-Talos-1. כדי למנוע ממנו לעקוב אחריך, גשו למחסן הנתונים ועלו לטרמינל למעלה במשרדה של דניאלה שו. בטרמינל השמאלי הזינו את מספר הצמיד שלכם - 0913. אשרו שברצונכם לבטל אותו. המסע הושלם.

משימת צד "עזרה LUTHER GLASS"

איפה משיגים את זה: אוטומטית אחרי שדאל מופיע, כשצריך להרוס את הטכניקה.

במקביל, לותר גלאס ייצור איתך קשר ויבקש עזרה - הוא נעול בחדר המיון, מוקף בחייזרים. לך לשם והרוג את כל הרובוטים הלוחמים. אם אתם לא מבינים, לותר גלאס מת כבר הרבה זמן, וקולו חיקה אחד הרובוטים. זו הייתה מלכודת. לכן, אתה יכול להתעלם לחלוטין מהמסע.

QUEST SIDE "DISABLED DAL" (קשור לסוף)

איפה משיגים: אוטומטית כמה דקות לאחר הופעת Dal (Igwe ייצור איתך קשר).

כשתופיע המשימה הזו, אז כשדאל מופיע, לאחר זמן מה ד"ר איגוו ייצור איתך קשר ויגיד שצריך לנטרל אותו. לך ללובי Talos 1 ועלה למשרד של מורגן. דבר עם איגווה. כעת השלימו את הקווסט למטה, אך אל תהרגו, אלא נטרלו את Dahl (השיטה מתוארת במסע "האולטימטום של Dahl").

כאשר תעשה זאת, ד"ר איגווה ייצור איתך קשר לאחר זמן מה. גשו למחלקת נוירומוד ועקבו אחרי הסמן למעבדה. אשר את הסרת ה- Neuromods על ידי השלמת מספר פעולות נחוצות אחרות.

אפשרות זו פותחת עבורכם את הדרך לסיום אחר למשחק.

QUEST צדדי "האולטימטיום של DAL - תא מטען"

איפה משיגים: אוטומטית לאחר הפעלת המשימה הקשורה לרצח הטכנאי דאל.

כשתצא לאחר חיפוש במעבורת של דאל, הנבל ייצור איתך קשר ויציב לך אולטימטום. בקרוב יגמר האוויר לאנשים בתא המטען. אתה צריך להחזיר אותו. עקבו אחר מנעול האוויר לתחנת הכוח ומשם עוברים לתא מגן החיים. כדי לנטרל את Dahl, אתה יכול להמשיך באופן הבא:

– כשנכנסים לאולם הגדול עם חדרי סינון אוויר ומאווררים ענקיים, סובבו אותו כך שתהיו על הקיר הנגדי מדלת הכניסה. יש כאן גופת אישה ויש טרמינל. באמצעות הטרמינל, כבה את המאווררים. רדו אליהם ושלפו את הצינור מאחד המאווררים. חזור למעלה.

– כעת אל תלך אל החדר בו נמצא המרחק, אלא אל החדר ממול. ליד החלון יש טרמינל שדרכו ניתן לראות בבירור את דאל. למסוף יש פונקציית חיטוי. הפעל אותו. החמצן ייעלם לזמן מה ודאל יאבד את ההכרה. המשימה הושלמה מבלי להרוג את דאל!

אנחנו מנטרלים את דאל.

רוצו לחדר שבו נמצא דאל והחזירו את החלק ללוח המחוונים. או לתקן את זה, או ליצור אחד חדש אצל היצרן - אתה יכול למצוא את השרטוט על גופתו של מקס וייגל-גוץ במיקום זה. המסע הושלם.

כדי להיכנס לחדר עם דאל, אתה יכול לפעול בכמה דרכים. הראשון הוא לבחור את המנעול (Hacking-IV), הקשה ביותר. הדרך השנייה היא להסתובב בחדר ולמטה, היכן שהגשר השבור נמצא, למצוא צוהר מגן על הקיר. אבל כדי להגיע לפתח, תצטרך לגרור שני מטענים גדולים ולהניח אותם זה על גבי זה - "Lift-II".

פתח אבטחה המוביל לחדר עם דאל.

האפשרות השלישית היא לשבור חלון מעבר לפינה מהדלת. אבל הפער קטן מדי, אז כדי להיכנס פנימה דרך החלון אי אפשר בלי הכישורים של הטייפונים.

גרסה להדפסה של העמוד:
קרא וצפה בכל העדכונים על משחקיםבמאמר זה תלמדו היכן לחפש את כל אנשי הצוות במיקום "תא תמיכת חיים", כיצד לפתוח את כל הדלתות באמצעות כרטיסי מפתח (פסים) וקודי גישה (סיסמאות). שימו לב שלכמה מנעולי שילוב במשחק אין סיסמאות, אז תצטרכו לפצח אותן.

במדרגות המתכת מתחת לחשמל משמאל, מצא הגופה של פני טניסון.

עלו במדרגות מימין. בצד ימין יהיה תא רפואי. בו אתה יכול למצוא 1 נוירומוד. שברו את הגבס שחוסם את השביל לשירותים וחפשו הגופה של אלטון ובר.

סוֹד. על גופתו של ובר תהיה פתק על מקום מסתור באולם ליד כמוסות המילוט. כאשר אתה מוריד את מעלית הכבידה למטה, היכנס למעבר שמאחוריו, המוביל אל הקפסולות. יש צריח בקטע הזה. בפינה מצאו מקום שאפשר לרדת מתחת לרצפת המתכת (יש גם צינור שהולך לשם). לאחר הירידה, מצא נישה בקיר עם מטמון פתוח.

מקום מסתור במסדרון מול התא עם קפסולות מילוט.

כאן תמצאו פתח מגן, תטפסו פנימה ותמצאו בצד שמאל הגופה של טוביאס פרוסטעם מזרק חלקיקים פעיל (פריט קווסט)ו מתעתיק "מזרק חלקיקים פעיל".

צאו למסדרון הסמוך ומצאו 4 גופות - ארי ליודנרט, אוגוסטו ורה, קרול סייקס, אריקה טיגעם פתק ( קוד לכספת בתא האבטחה "5298") ו תמליל "רמר הוא לא הוא עצמו".

כרטיס מפתח ממשרד הביטחוןממוקם בקרבת מקום. מול הדלת למשרד הזה יש צוהר. טפסו לתוכו ומצאו את אותו אחד ברצפה שלפניכם. קפוץ למטה ומצא אותו על הרצפה כרטיס מפתח. לאחר פתיחת הדלת למשרד האבטחה, הזינו את הסיסמה בכספת וקבלו מספר פריטים. הורד מפת המגזרמהמסוף, וגם לקרוא את האות האחרונה "המהנדס החסר".

עברו דרך חדר הטיהור לחדר הבקרה של סינון האוויר. בחלק העליון, עבור אל החדר המתאים ולקח אותו מהפאנל תמלול: ז'אן פאור "יש כאן משהו". בחוץ, מצא את הטרמינל מול המאווררים הפועלים וחפש הגופה של אלן ביאנצ'י.

תמלול מאת ז'אן פורט.

חזור לתחילת המיקום והורד את מעלית הכבידה למטה. יש מחסן בצד. להשיג קוד לחדר אחסון בתמיכה בחיים, אתה צריך להיכנס לחדר בקרת זרימת החמצן. זה בקרבת מקום. איך להגיע לשם מתואר בקטע של המסע "האולטימטום של דאל - מפרץ המטען".

עקבו אחר המסדרון מאחורי המעלית, שם יש צריח שבור. לך אל הקפסולות והרוג את הפנטום כלומר קירק רמר. קח את צמיד המשואות שלו ו תמליל "כישלון תרמיל בריחה". כאן טמון הגופה של אומה איסק. תקן את השלט רחוק ליד קפסולת המילוט הימנית ופתח אותה. יהיה חיקוי בפנים ו הגופה של אנג'לה דיאז.

גופות אנון לאוו האנק מייג'רסניתן למצוא ליד הקפסולות בצד שמאל. בתוך הקפסולה האמצעית משמאל, מצא הגופה של אמילי קרטרעם מתמלל "מתפכח". זה יתחיל את החיפוש הנוסף "מרכז ניקוי רעלים", שכתוצאה ממנו תמצא הגופה של ברודווי פרייס(קרא את המאמר הנפרד על משימות צד).

לכו לחלק הנגדי ממעלית הכבידה ותמצאו גופתה של רעיה לירות. פונים שמאלה למכון טיהור המים ובכניסה חפשו גופתה של סינתיה דרינגס. משמאל מתחת למדרגות שוכן הגופה של רוג'ר מיי. הגופה של קיין רוסיטוממוקם בצד ימין - נלחץ אל המיכל. האור בשטח המתקן לטיהור המים נדלק בטרמינל ממש בתחילת החדר, ליד גופתה של רעיה לירואת.

עלה למעלה ועבר דרך החדר עם שני מסופים. צא דרך הדלת השנייה ומצא את הגשר הגופה של פבלו מאיירס.

בתוך החדר בפינה הימנית הרחוקה (בחלק העליון) מצא הגופה של ג'וני ברנגן. כדי להגיע, עברו לראש המדרגות מהגופה הקודמת, קפצו על הציוד וירדו אל הצינור הכחול. קפוץ ממנו לכניסה האחורית.

גופתו של מקס וייגל-גוץלא קל למצוא. חזור לאולם תומכת החיים ועמוד ליד מעליות הכבידה. קפוץ למטה מהגדר משמאל כדי לנחות על הצינור שבו נמצאת הגופה. תקבל גם ציור וסת תערובת אוויר.

גופתו של מקס וייגל-גוץ.

זה יהיה שימושי עבורך ליצור וסת תערובת אוויר במסע הצד "האולטימטום של Dahl", כאשר אתה צריך לשחזר את אספקת האוויר בתא המטען (אבל במקרה שאתה לא יכול לתקן את השבור).

התמכרות לחשיש

ההשפעה הנרקוטית מתרחשת הן בעת ​​בליעה והן בעת ​​עישון קנאביס. יש מספר שמות לסם - חשיש, מריחואנה, שאש, באנג, חרס - גראס.

בשימוש בקנאביס, נצפים הפרעות קשב, "טמטום, התנהגות אמיתית עם צחוק בלתי הולם, בלתי נשלט, דברניות ורצון לזוז (לרקוד, לקפוץ). יש רעש וצלצולים באוזניים, והתיאבון גובר. ישנן נטיות לפעולות אגרסיביות מביטויים סומטיים שצוינו על הפנים: שיש, משולש נאסולביאלי חיוור, לחמית מוזרקת. קצב לב מוגבר (100 פעימות לדקה או יותר) ויובש בפה. האישונים מורחבים, תגובתם לאור נחלשת.

בשימוש במינונים גבוהים של סמי קוקאין נוצר מצב של התרגשות, הזיות ראייה ולעיתים שמיעתיות. מצב זה עשוי להידמות להתקף חריף של סכיזופרניה.

שיכרון בעת ​​עישון מריחואנה נמשך 2-4 שעות, בנטילת חשיש דרך הפה הוא נמשך 5-12 שעות. סימני תלות גופנית מתבטאים בצורה של עצבנות והפרעות שינה, הזעה ובחילות.

התלות הנפשית בסם די חזקה.

בשימוש כרוני בתכשירי קנאביס מתרחש דיכאון אישיותי עם ירידה בעניין בסביבה, ביוזמה ובפאסיביות. היכולות האינטלקטואליות יורדות, הפרעות התנהגות קשות מתרחשות עם התנהגות אנטי-חברתית תכופה. תדירות גבוהה של עבירות בשכרות. התמכרות לחשיש היא "שער הכניסה" של התמכרות לסמים. אנשים שמשתמשים בקנאביס עוברים במהירות לסמים מסוכנים במיוחד.

סדק

יש גם נגזרת של קוקאין - קראק, שהוא הרבה יותר חזק בהשפעתו מקוקאין. לאחר עיבוד מיוחד של קוקאין, מתקבלות צלחות הדומות מאוד לעלי כותרת של פרחים. בדרך כלל הם נמחצים ומעשנים. בעת עישון, הסדק חודר לגוף מהר מאוד דרך מערכת כלי הדם של הריאות. סדק נכנס למערכת הדם של הריאות, סדק חודר למוח האנושי פי כמה מהר יותר מאשר אבקת קוקאין, הנשאפת דרך האף. טווח התחושות ומכלול השיכרון מתרחש אפילו מהר יותר מאשר במתן תוך ורידי.

כל שימוש בסמים גורם נזק בלתי הפיך לגוף האדם. הם הורסים את מערכת העצבים האנושית וגורמים לתסמינים כמו חירשות, דליריום והפרעות במערכת העיכול. בנוסף, מכורים לסמים בדרך כלל הופכים לאימפוטנטים.

נאסוואי

Nasvay (nasybay, us, nat, nose, ice, natsik) הוא סוג של מוצר טבק ללא עישון, מסורתי עבור מרכז אסיה.

המרכיבים העיקריים של nasvay הם טבק ואלקלי (סיד מושפל). ההרכב עשוי לכלול גם: סיד שפוי (ניתן להשתמש בלשלשת עוף או גללי גמלים במקום סיד), רכיבים של צמחים שונים, שמן. כדי לשפר את הטעם, לפעמים מוסיפים תבלינים ל-nasvay. באופן רשמי, "נסוואי" הוא אבק טבק מעורבב עם דבק, ליים, מים או שמן צמחי, מגולגל לכדורים. במרכז אסיה, שם נאסאווי פופולרי מאוד, המתכונים להכנתו שונים, ולעתים קרובות אין אבק טבק בתערובת כלל. הוא מוחלף ברכיבים פעילים יותר.

Nasvay מונח בפה, מנסה למנוע ממנו להגיע על השפתיים, שבמקרה זה מתכסות בשלפוחיות. בליעת רוק או גרגירי שיקוי עלולה לגרום לבחילות, הקאות ושלשולים, שגם הם מאוד לא נעימים. וההנאה הנובעת מכך - סחרחורת קלה, עקצוץ בזרועות וברגליים, ראייה מטושטשת - נמשכת לא יותר מ-5 דקות. הסיבה העיקרית שבני נוער נותנים לנטילת nasvay היא שהם לא רוצים לעשן אחרי זה.

נסוואי, השפעה:סחרחורת קלה, עקצוץ בידיים וברגליים, טשטוש ראייה.

נסוואי, תופעות לוואי.

צריכת nasvay עלולה להוביל להתמכרות ולהפרעות פיזיות נוספות בתפקוד הגוף ותחושות מיוחדות, כגון: הפרעות אוטונומיות, הזעה, קריסה אורתוסטטית (מצב שבו שינוי פתאומי בתנוחת הגוף גורם לאדם לחוות סחרחורת, ראייה כהה ), התעלפות, סיכון מוגבר להתפתחות מחלות אונקולוגיות נדירות, מחלות שיניים, מחלות של רירית הפה, מחלות של רירית הוושט.

Nasvay, השפעה לטווח קצר

צריבה מקומית חמורה של רירית הפה, כבדות בראש, ובהמשך בכל חלקי הגוף, אדישות, ריור פתאומי, סחרחורת, הרפיית שרירים. יש שהציעו שההשפעות של נסוואיי עשויות להיות פחות חמורות אצל אלו עם היסטוריה של עישון טבק, אבל זה לא המקרה. נסוואי לא תחליף את עישון הסיגריות. מי שמשתמש ב-nasvay במשך זמן רב מפסיק להבחין בביטויים כמו שריפה, ריח לא נעים וטעם של השיקוי המוזר הזה. אבל זה כנראה כאשר הריח הופך ברור לכל הסובבים אותך.

צרכנים גם מזהירים מתחילים שלא לשלב את ה-nasvay עם אלכוהול בגלל אי-חיזוי ההשפעות. בעת שימוש ב-nasvay, קל מאוד לקבל מינון שממנו אתה יכול לפתע להרגיש אי נוחות, ואפילו אתה יכול לאבד את ההכרה, מכיוון שקשה מאוד לחשב את המינון שלך.

ההשלכות ארוכות הטווח של הצריכה של Nasvay

1. על פי אונקולוגים אוזבקים, 80% ממקרי סרטן הלשון, השפה ואיברים אחרים של חלל הפה, כמו גם הגרון, היו קשורים לאנשים שצרכו נאסאווי. Nasvay פירושה סיכוי של 100% לחלות בסרטן.

3. גננים יודעים מה יקרה לצמח אם הוא מושקה בתמיסה לא מדוללת של זבל עוף: הוא "יישרף". רופאים מאשרים שאותו דבר קורה בגופו של אדם שצורך nasvay; רירית הפה ודרכי העיכול מושפעות בעיקר. שימוש ארוך טווח ב-nasvay יכול להוביל לכיב קיבה.

4. היות והמרכיב הפעיל העיקרי של nasvay הוא טבק, מתפתחת אותה התמכרות לניקוטין. צורה זו של טבק מזיקה יותר מעישון סיגריות כי... אדם מקבל מינון גדול של ניקוטין, במיוחד בשל השפעת סיד על רירית הפה. Nasvay גורם להתמכרות קשה לסמים.

5. נרקולוגים מאמינים כי חומרים נרקוטיים אחרים מלבד טבק עשויים להתווסף לחלקים של ה-nasvay. כך מתפתחת לא רק התמכרות לניקוטין, אלא גם התמכרות לחומרים כימיים אחרים.

6. Nasvay יכול להיות מסווג כחומר פסיכוטרופי. השימוש בו על ידי בני נוער משפיע על התפתחותם הנפשית - התפיסה יורדת והזיכרון מתדרדר, ילדים הופכים לא מאוזנים. צרכנים מדווחים על בעיות זיכרון ועל מצב מתמיד של בלבול. ההשלכות של השימוש הן שינוי באישיותו של הנער, פגיעה בנפשו, ובסופו של דבר, השפלה באישיות.

7. אצל ילדים, השימוש ב-nasvay מהר מאוד הופך להרגל והופך לנורמה. בקרוב הנער רוצה תחושות חזקות יותר. ואם נער יקנה לעצמו נאסוואי בקלות כמו מסטיק, אז יש סיכוי שבזמן הקרוב הוא ינסה סמים קשים.

8. צרכנים מדווחים על עששת.

9. על ידי צריכת nasvay, ייצור הזרע נפסק, תפקוד הרבייה מופרע, ואין כמעט סיכוי לשיקום - המכון לבעיות רפואיות של האקדמיה למדעים. הנזק ש-nasvay גורם אינו תלוי במשך השימוש בו. Nasvay יכול להכות מיד, זה תלוי במאפיינים האישיים של הגוף.

לְתַבֵּל

ספייס ("תבלין", K2, תורגם מאנגלית "תבלינים", "תבלין") הוא אחד המותגים של תערובות עישון סינתטיות הנמכרות בצורה של עשב עם כימיקל מוחל. יש לו השפעות פסיכואקטיביות דומות לאלו של מריחואנה. תערובות תבלינים נמכרות במדינות אירופה מאז 2006 (לפי מקורות מסוימים - מאז 2004) במסווה של קטורת, בעיקר דרך חנויות מקוונות. בשנת 2008 נמצא כי הרכיבים הפעילים של התערובות אינם חומרים ממקור צמחי, אלא אנלוגים סינתטיים של טטרהידרוקנבינול.

השלכות של תבלין:

1. הפרעות נפשיות חריפות - הזיות, התקפי פאניקה, גירוי, כעס, דיכאון נצחי;
2. המצב מחמיר מדי יום - התבלין גורם לנזק העיקרי למוח;
3. הפרעות חמורות במוטוריקה ובמערכת הווסטיבולרית, המתבטאות בהעוויות על הפנים, הליכה מרקדת ועיוות דיבור, כאילו לאדם עצמות לחיים תפוסות;
4. יש חוסר תיאבון ושינה מוחלט, החולה מתייבש לנגד עיניו.

כשקוראים על ההשלכות שקורות לכל המכורים לתבלינים, מטופלים רבים חושבים שזה לא יקרה להם, או יקרה, אבל לא מיד, אלא מתישהו בעתיד הרחוק. זוהי התפיסה השגויה הנפוצה ביותר. כל זה לא רק יקרה בקרוב מאוד, זה כבר קורה ממש עכשיו, מהמנה הראשונה ועם כל שאיפה חדשה אדם הופך לירק. כל אחד בוחר את מידת ההקפדה שלו.

פגיעה בתבלינים. העובדה שתבלין גורם נזק חמור לנפש כבר הוכחה לא רק על ידי נרקולוגים, אלא גם על ידי סרטונים פופולריים של מכורים לתבלינים המופצים ברשתות חברתיות ובבלוגים ביקטרינבורג. המראה באמת נורא.

שיעור ההתאבדויות הגבוה ביותר נרשם בקרב מכורים לתבלינים. יחד עם זאת, ברור שבני הנוער לא התכוונו להיפרד מהחיים עד לרגע בו החלו לעשן. לא ידוע איך התבלין גורם לאדם לעשות את הצעד הזה. חלק מהמטופלים מודים שבזמן השימוש בתבלינים הם מרגישים את היכולת לשלוט בעולם ולהאמין באלמוות של עצמם.

נרקולוגים מציינים תכונה הרסנית נוספת של תערובות עישון חדשות. הימנעות ארוכת טווח מעישון תבלין, בדומה לקידוד באלכוהוליזם, טומנת בחובה התמוטטות חמורה, שעלולה אף להוביל למנת יתר.

תסמינים של מנת יתר עשויים להופיע 10-15 דקות לאחר העישון; לעתים קרובות יותר, החולשה מתבטאת בבחילות פתאומיות, עור חיוור, האדם מרגיש חוסר חמצן חריף, מה שעלול לגרום להתעלפות. אם לא תזעיק בדחיפות אמבולנס עקב דום נשימתי, אפילו מוות אפשרי.

שלבי התמכרות לתבלינים:

מנה ראשונה. השלב הראשוני בו מתרחשת היכרות עם התרופה. התרופה החדשה, ספייס, נתפסת כאינדיקטור לבגרות וקרירות. בני נוער אפילו לא חושדים איזה סוף דרמטי מצפה להם.

תקופת ניסוי. לאחר שנהנה ממה שהם נותנים מספר פעמים, המכור מתחיל לנסות לערבב תערובות עישון, ובו זמנית להגדיל את המינון.

תבלין עישון הופך לחלק מחיי היומיום. אולם בשלב זה אדם עדיין לא תוהה כיצד להפסיק לעשן ספייס, כל עוד נראה לו שזה נורמלי ואפילו בריא.

רגע מכריע. בקרוב בהחלט יגיע יום שבו אי אפשר להשיג תערובות עישון. החולה זקוק להקלה מתסמיני הגמילה. ברגע זה הוא מבין שמעתה ואילך הוא אינו מסוגל לשלוט בהתמכרותו, והוא זקוק לעזרה בטיפול תרופתי.

שעת החשבון. ההשלכות החמורות הראשונות של שימוש בתבלינים מופיעות. תבלין עישון תוקף בעיקר את המוח ואת מערכת העצבים. תוך חודשים ספורים זה פשוט מייבש את המוח, הזיכרון נעלם, המחשבות מבולבלות, החולה חווה נסיגה מתמדת, וגם אם תתקשרו לרופא, הוא לא יוכל לעצור לחלוטין את המצב החמור. טיפול בהתמכרות לסמים בשלב זה של התמכרות יכול להיות יעיל רק במרכז שיקומי.

בעלי פטנט RU 2619923:

תחום הטכנולוגיה

נושא ההמצאה המתואר כאן מתייחס בדרך כלל למזרקי קרן חלקיקים ניטרליים, ובמיוחד למזרק קרן חלקיקים נייטרלי יונים שליליים.

אמנות קודמת

למעשה, עד היום, קורות חלקיקים ניטרליות המשמשות במחקר היתוך, תחריט, עיבוד חומרים, עיקור ויישומים אחרים נוצרות מיונים חיוביים. יונים חיוביים של איזוטופ המימן נמשכים החוצה ומואצים מפלסמת פריקת הגז באמצעות שדות אלקטרוסטטיים. מיד לאחר מישור ההארקה של המאיץ הם נכנסים לתא גז שבו הם עוברים גם תגובות חילופי מטען כדי לייצר יינון אלקטרונים וגם תגובות יינון פגיעה להכלה נוספת. מכיוון שחתך חילופי המטען יורד הרבה יותר מהר עם הגדלת האנרגיה מאשר חתך היינון, חלקיקי החלקיקים הנייטרליים בשיווי המשקל ביסוד גז עבה מתחיל לרדת במהירות באנרגיות מעל 60 קילו וולט עבור חלקיקי מימן. עבור יישומי אלומת חלקיקים ניטרליים של איזוטופ מימן הדורשים אנרגיות הרבה מעל זה, יש צורך ליצור ולהאיץ את היונים השליליים ולאחר מכן להמיר אותם לחלקיקים ניטרליים ביסוד גז דק, מה שיכול לגרום לשבר חלקיקים ניטרלי של כ-60% מעל. מגוון רחב של אנרגיות עד כמה MeV. ניתן להשיג אפילו פרופורציות גבוהות יותר של חלקיקים ניטרליים אם משתמשים בפלזמה או באלמנט פוטוני להמרת קרני יונים שליליים באנרגיה גבוהה לחלקיקים ניטרליים. במקרה של יסוד פוטוני שבו אנרגיית הפוטון עולה על זיקת האלקטרונים של מימן, שיעור החלקיקים הנייטרליים יכול להיות כמעט 100%. יש לציין שהרעיון של שימוש ביונים שליליים בפיזיקה של מאיצים נוסח לראשונה על ידי אלוורז לפני יותר מ-50 שנה.

מכיוון שקורות חלקיקים ניטרליות לעירור וחימום זרם במכשירי היתוך גדולים של העתיד, כמו גם כמה יישומים במכשירים מודרניים, דורשות אנרגיות גבוהות משמעותית מאלו הקיימות עם יונים חיוביים, פותחו בשנים האחרונות קרני חלקיקים ניטרליים המבוססים על יונים שליליים . עם זאת, זרמי האלומה שהושגו עד היום נמוכים משמעותית מזרמי האלומה שנוצרו בצורה קונבנציונלית לחלוטין תוך שימוש במקורות יונים חיוביים. הסיבה הפיזית לביצועים הנמוכים יותר של מקורות יונים שליליים במונחים של זרם אלומה היא זיקת האלקטרונים הנמוכה של מימן, שהיא רק 0.75 eV. כתוצאה מכך, הרבה יותר קשה ליצור יוני מימן שליליים מאשר המקבילים החיוביים שלהם. זה גם די קשה ליונים שליליים שזה עתה נולדו להגיע לאזור המשיכה ללא התנגשויות עם אלקטרונים באנרגיה גבוהה, אשר צפויים מאוד לגרום לאובדן של עודף אלקטרון קשור חלש. משיכת יוני H - מהפלזמה ליצירת קרן היא באופן דומה קשה יותר מאשר עבור יוני H +, שכן יונים שליליים מלווים בזרם אלקטרונים גדול בהרבה, אלא אם מופעלים אמצעי בלימה. מכיוון שהחתך עבור הפשטה בהתנגשות של אלקטרון מיון H - ליצירת אטום גדול משמעותית מהחתך עבור יוני H + לצבור אלקטרון ממולקולת מימן, חלק היונים הומר לחלקיקים ניטרליים במהלך האצה יכולה להיות משמעותית אם צפיפות קו הגז בנתיב המאיץ אינה ממוזערת על ידי הפעלת מקור היונים בלחץ נמוך. יונים המנוטרלים בטרם עת במהלך האצה יוצרים שארית אנרגיה נמוכה ובדרך כלל יש להם סטייה גדולה יותר מיונים שחווים פוטנציאל תאוצה מלא.

ניתן לבצע נטרול קרן של יונים שליליים מואצים ביעד גז ביעילות של כ-60%. השימוש במטרות פלזמה ופוטונים מספק את ההזדמנות להגביר עוד יותר את יעילות הנטרול של יונים שליליים. ניתן לשפר את יעילות האנרגיה הכוללת של המזרק על ידי שחזור האנרגיה של מיני היונים שנותרו בקרן לאחר מעבר דרך המנטרל.

תרשים סכמטי של מזרק קרן חלקיקים ניטראלית בעוצמה גבוהה עבור טוקאמק ITER, האופייני גם למערכות כליאה פלזמה מגנטיות אחרות הנבדקות בכור, מוצג באיור 3. המרכיבים הבסיסיים של המזרק הם מקור זרם גבוה ליונים שליליים, מאיץ יונים, מנטרל, מפריד מגנטי של הרכיב הטעון של האלומה הנטענת עם קולטי יונים/מחזירים.

כדי לשמור על תנאי הוואקום הנדרשים במזרק, נעשה בדרך כלל שימוש במערכת שאיבה בוואקום גבוה עם שסתומי סגירה גדולים כדי לנתק את זרימת הקרן ממכשיר הפלזמה ו/או לספק גישה לאלמנטים העיקריים של המזרק. פרמטרים של אלומה נמדדים באמצעות מטרות קלורימטריות נשלפות, כמו גם שיטות אופטיות לא הרסניות. היווצרות של אלומות חזקות של חלקיקים ניטרליים מחייבת שימוש במקור כוח מתאים.

על פי עקרון היווצרות, ניתן לחלק מקורות של יונים שליליים לקבוצות הבאות:

מקורות להיווצרות נפח (פלזמה), בהם נוצרים יונים בנפח הפלזמה;

מקורות ליצירת משטח, שבהם נוצרים יונים על פני השטח של אלקטרודות או מטרות מיוחדות;

מקורות פלזמה פני השטח, שבהם נוצרים יונים על משטחי אלקטרודות המקיימות אינטראקציה עם חלקיקי פלזמה, אשר פותחו על ידי קבוצת נובוסיבירסק; ו

מקורות חילופי מטען בהם נוצרים יונים שליליים עקב חילופי מטען של אלומות של יונים חיוביים מואצים על מטרות שונות.

כדי ליצור פלזמה במקורות נפחיים מודרניים של H - יוני, בדומה למקור של יונים חיוביים, משתמשים בפריקות קשת עם חוטים תרמיוניים או קתודות חלולות, כמו גם פריקות בתדר רדיו במימן. כדי לשפר את שימור האלקטרונים בזמן פריקה ולהפחית את צפיפות המימן בתא פריקת הגז, החשובה למקורות של יונים שליליים, משתמשים בפריקות בשדה מגנטי. מערכות בעלות שדה מגנטי חיצוני (כלומר, עם גיאומטריית Penning או גיאומטריית מגנטרון של אלקטרודות, עם תנודת אלקטרונים בשדה המגנטי האורכי של פריקה "רפלקטיבית") ומערכות עם שדה מגנטי היקפי (רב קוטבי) נמצאות בשימוש נרחב. תצוגת חתך של תא פריקה עם שדה מגנטי היקפי המיועד למזרק סילון קרן חלקיקים ניטרלי מוצגת באיור 4. השדה המגנטי בפריפריה של קופסת הפלזמה נוצר על ידי מגנטים קבועים המותקנים על פני השטח החיצוניים שלה. המגנטים מסודרים בשורות שבהן כיוון המגנטיזציה קבוע או משתנה בתבנית אופסט, כך שלקווי השדה המגנטי יש גיאומטריה של הקרנות מחודדות ליניאריות או מדורגות ליד הקיר.

השימוש במערכות בעלות שדה מגנטי רב קוטבי בפריפריה של תאי הפלזמה, בפרט, מאפשר למערכות לשמור על פלזמה צפופה במקור בלחץ גז הפעלה מופחת בתא ל-1-4 Pa (ללא צזיום) ו עד 0.3 Pa במערכות עם צזיום. הפחתה זו בצפיפות המימן בתא הפריקה חשובה במיוחד עבור מקורות יונים ענקיים בעלי זרם גבוה ורב-פתחים המפותחים לשימוש בחקר היתוך.

נכון להיום, מקורות יונים המבוססים על יצירת פלזמה על פני השטח נחשבים למתאימים ביותר ליצירת אלומות זרם גבוה של יונים שליליים.

במקורות יונים המבוססים על היווצרות פלזמה על פני השטח, יונים נוצרים באינטראקציה בין חלקיקים בעלי אנרגיה מספקת לבין משטח בעל תפקוד עבודה נמוך. ניתן לשפר את האפקט הזה על ידי ציפוי אלקלי של המשטח המופגז. ישנם שני תהליכים עיקריים, כלומר יינון פני השטח בשיווי משקל תרמודינמי, שבו אטום או מולקולה איטיים הפוגעים במשטח נפלטים בחזרה כיון חיובי או שלילי לאחר זמן שהייה ממוצע, ואינטראקציה אטומית-משטחית ללא שיווי משקל (קינטית), שבה אינטראקציה שלילית. יונים הנוצרים על ידי קיצוץ, ספיחה פגיעה (בניגוד לספירה תרמית, המספגת חלקיקים תרמיים), או השתקפות כאשר הם מצופים במתכות אלקליות. בתהליך של יינון בשיווי משקל תרמודינמי, חלקיקים נספגים מנותקים מפני השטח בתנאים של שיווי משקל תרמי. מקדם היינון של חלקיקים היוצאים מהמשטח נקבע באמצעות הנוסחה של סהא והוא אמור להיות קטן מאוד ~0.02%.

תהליכי יינון משטח קינטיים ללא שיווי משקל הם ככל הנראה יעילים הרבה יותר על פני השטח ויש להם פונקציית עבודה נמוכה למדי הדומה לזיקה האלקטרונית של היון השלילי. במהלך תהליך זה, יון שלילי מנותק מפני השטח, שובר את המחסום התת-קרקעי באמצעות אנרגיה קינטית המופקת מהחלקיק הראשוני. סמוך לפני השטח, רמת האנרגיה של האלקטרון הנוסף נמצאת מתחת לרמת הפרמי העליונה של אלקטרונים במתכת, ורמה זו יכולה בקלות רבה להיתפס על ידי מנהור אלקטרונים החוצה מהמתכת. במהלך נדידת יונים מפני השטח, הוא מתגבר על מחסום פוטנציאלי הנוצר על ידי מטען מראה. השדה של תבנית חלוקת המטען משפר את רמת האנרגיה של האלקטרון הנוסף ביחס לרמות האנרגיה של אלקטרונים במתכת. החל ממרחק קריטי מסוים, רמת האלקטרון הנוסף הופכת גבוהה יותר מרמת האנרגיה העליונה של אלקטרונים במתכת, ומנהור תהודה מחזיר את האלקטרון מהיון היוצא בחזרה למתכת. אם החלקיק יורד מהר מספיק, קצב היינון השלילי צפוי להיות גבוה למדי עבור משטח עבודה נמוך, אשר ניתן לספק על ידי ציפוי מתכת אלקלי, במיוחד צזיום.

הוכח בניסוי שמידת היינון השלילי של חלקיקי מימן המנותקים ממשטח זה עם פונקציית עבודה מופחתת יכולה להגיע =0.67. יש לציין שלפונקציית העבודה על משטחי טונגסטן יש ערך מינימלי עם ציפוי Cs של 0.6 מונו-שכבות (על פני גביש 110 טונגסטן).

כדי לפתח מקורות של יוני מימן שליליים, חשוב שהתשואה האינטגרלית של יונים שליליים תהיה גבוהה מספיק, K - = 9-25%, להתנגשויות של אטומי מימן ויונים חיוביים עם אנרגיות של 3-25 eV עם משטחים עם עבודה נמוכה פונקציה, כגון Mo+Cs, W+Cs. בפרט (ראה איור 5), כאשר מפציצים משטח מוליבדן שנפסק עם אטומי פרנק-קונדון עם אנרגיה העולה על 2 eV, יעילות ההמרה האינטגרלית ליוני H - יכולה להגיע ל-K - ~8%.

במקורות פלזמה פני השטח (SPS), היווצרות של יונים שליליים מתממשת עקב יינון פני השטח הקינטי, כלומר תהליכי הקפיצה, הספירה או השתקפות על אלקטרודות במגע עם פלזמת פריקת הגז. אלקטרודות פולטות מיוחדות עם תפקוד עבודה מופחת משמשות ב-SPS לשיפור היווצרות של יונים שליליים. ככלל, הוספת כמות קטנה של צזיום לפריקה מאפשרת להגביר את הבהירות והעוצמה של קרני Hˉ בקולט. החדרת אטומי צסיום לפריקה מפחיתה משמעותית את הזרימה הנלווית של אלקטרונים הנמשכים החוצה עם יונים שליליים.

ב-SPS, פלזמה פריקת גז מבצעת מספר פונקציות, כלומר, היא יוצרת זרמים עזים של חלקיקים המפציצים את האלקטרודות; מעטפת הפלזמה הסמוכה לאלקטרודה יוצרת את האצת היונים, ובכך מגדילה את האנרגיה של החלקיקים המפציצים; יונים שליליים שנוצרים באלקטרודות עם פוטנציאל שלילי מואצים על ידי פוטנציאל מעטפת הפלזמה וחודרים דרך יריעת הפלזמה לאזור הציור ללא הרס משמעותי. היווצרות אינטנסיבית של יונים שליליים עם יעילות גבוהה למדי של צריכת חשמל וגז התקבלה בשינויים שונים של SPS בתנאים של פריקת גז "מלוכלכת" והפצצה אינטנסיבית של האלקטרודות.

פותחו מספר מקורות SPS עבור התקני היתוך גדולים כגון LHD, JT-60U וה-International (ITER) tokamak.

ניתן להבין מאפיינים אופייניים של מקורות אלה על ידי התחשבות במזרק הכוכבים LHD, המוצג באיור 6. פלזמת פריקת הקשת נוצרת בתא מארז להבים מגנטי רב-קוטבי גדול בנפח של ~100 ליטר. עשרים וארבעה חוטי טונגסטן תומכים בקשת של 3 kA, ~80 וולט בלחץ מימן של כ-0.3-0.4 Pa. מסנן מגנטי חיצוני עם שדה מרבי במרכז של ~50 גאוס מספק צפיפות אלקטרונים והפחתת טמפרטורה באזור החילוץ ליד אלקטרודת הפלזמה. הטיה חיובית של אלקטרודת הפלזמה (~10 V) מפחיתה את זרימת האלקטרונים הנלווית. יונים שליליים נוצרים על אלקטרודת הפלזמה המצופה בשכבה אופטימלית של צזיום. תנורי צזיום חיצוניים (שלושה עבור מקור אחד) מצוידים בשסתומים פניאומטיים מספקים הזרקה מבוזרת של אטומי צזיום. היווצרות של יונים שליליים מגיעה למקסימום בטמפרטורת אלקטרודת הפלזמה האופטימלית של 200-250 o C. אלקטרודת הפלזמה מבודדת תרמית, והטמפרטורה שלה נקבעת באמצעות פריקת פלזמה של עומסי כוח.

המערכת האופטית ליונים מרובה-פתחים בעלת ארבע אלקטרודות המשמשת במקור היונים LHD מוצגת באיור 7. יונים שליליים נמשכים דרך 770 פתחי קרינה בקוטר של 1.4 ס"מ. הפתחים תופסים שטח של 25⋅125 ס"מ 2 באלקטרודת הפלזמה. מגנטים קבועים קטנים מוטבעים ברשת החילוץ בין הפתחים כדי להסיט אלקטרונים שחולצו יחד מהקרן אל דופן אלקטרודת החילוץ. רשת מעצר אלקטרונית נוספת המותקנת מאחורי רשת החילוץ מיירטת אלקטרונים משניים המפוזרים או נפלטים מהקירות של אלקטרודות החילוץ. במקור היונים נעשה שימוש ברשת מקורקעת מרובת חריצים עם שקיפות גבוהה. זה מקטין את שטח צומת האלומה, ובכך מגדיל את יכולת החזקת המתח ומוריד את לחץ הגז במרווחים בפקטור של 2.5 עם הפחתה מקבילה בהפסדי הפשטת האלומה. הן אלקטרודת החילוץ והן אלקטרודת האדמה מקוררות במים.

החדרת אטומי צסיום למקור רב-נקודתי מספקת עלייה של פי 5 בזרם של יונים שליליים שחולצו ועלייה ליניארית בתפוקת יוני H - על פני מגוון רחב של כוחות פריקה ולחצים כאשר הם מלאים במימן. יתרונות חשובים נוספים של החדרת אטומי צסיום הם הפחתה של פי 10 בזרם האלקטרונים שחולצו יחד והפחתה משמעותית בלחץ המימן במהלך הפריקה ל-0.3 Pa.

מקורות מרובים ב-LHD מספקים בדרך כלל זרם יונים של כ-30 A עם צפיפות זרם של 30 mA/cm 2 בפולסים של 2 שניות. הבעיות העיקריות של מקורות יונים LHD הן חסימה של צזיום, המוכנס לתא הקשת, על ידי טונגסטן הניתז מהחוטים, וירידה ביכולת להחזיק מתחים גבוהים כאשר פועלים במצב פולס ארוך ברמות הספק גבוהות.

מזרק קרן חלקיקים ניטרלי ליונים שליליים LHD יש שני מקורות יונים המקיימים אינטראקציה עם מימן באנרגיית קרן נומינלית של 180 keV. כל מזרק משיג הספק הזרקה נומינלי של 5 MW על פני פולס של 128 שניות, כך שכל מקור יונים מספק קרן חלקיקים ניטרלית של 2.5 MW. איורים 8A ו-B מציגים מזרק קרן חלקיקים ניטרלי LHD. אורך המוקד של מקור היונים הוא 13 מ', ונקודת המפנה של שני המקורות היא 15.4 מ' מתחת. אורכו של פתח ההזרקה הוא כ-3 מ', כאשר החלק הצר ביותר הוא בקוטר של 52 ס"מ ואורך של 68 ס"מ.

מקורות יונים עם מעצבי פלזמה בתדר רדיו ויצירת יונים שליליים על אלקטרודת פלזמה מצופה צסיום מפותחים ב-IPP Garching. נהגי RF מייצרים פלזמה נקייה יותר, כך שאין חסימה של צזיום על ידי טונגסטן במקורות אלה. מיצוי דופק במצב יציב של אלומת יונים שליליים עם זרם אלומה של 1 A, אנרגיה של ~20 קילו וולט ומשך זמן של 3600 שניות הוכח על ידי IPP ב-2011.

נכון לעכשיו, מזרקי קרן חלקיקים ניטרליים בעלי אנרגיה גבוהה המפותחים עבור התקני היתוך בשלב הבא, כגון ITER Tokamak, אינם מדגימים פעולה חזקה באנרגיה הנדרשת של 1 MeV ופעולה במצב יציב או גל מתמשך (CW). בזרם גבוה מספיק. לכן, יש צורך בפיתוח פתרונות מעשיים אם ניתן לפתור בעיות המונעות השגת פרמטרי אלומת יעד, כגון, למשל, אנרגיית אלומה בטווח של 500-1000 keV, צפיפות זרם אפקטיבית בחלקיקים ניטרליים של הנמל הראשי של המאגר ב-100-200 A/m 3, ההספק לכל מזרק קרן חלקיקים ניטרלי הוא כ-5-20 MW, משך הפולס הוא 1000 שניות, ועומסי הגז המוכנסים דרך מזרק האלומה הם פחות מ-1-2 % מזרם האלומה. יש לציין שהשגת מטרה זו הופכת הרבה פחות יקרה אם זרם היונים השלילי במודול המזרק מצטמצם לזרם חילוץ יונים של 8-10 A לעומת זרם חילוץ יונים של 40 A עבור קרן ITER. הפחתה שלבית בזרם המיצוי ובעוצמת האלומה אמורה לגרום לשינויים דרמטיים בתכנון מרכיבי המפתח של מקור היונים בצורת המזרק ומאיץ האנרגיה הגבוהה, כך שטכנולוגיות וגישות מתוחכמות הרבה יותר הופכות ליישום, ובכך מגדילות את אמינות המזרק. לכן, במצב הנוכחי, מוצע זרם מיצוי של 8-10 A למודול, מתוך הנחה שניתן לקבל את הספק מוצא ההזרקה הנדרש באמצעות מודולי מזרק מרובים המייצרים אלומות עם דיברגנציה נמוכה וצפיפות זרם גבוהה.

הביצועים של מקורות פלזמה על פני השטח מתועדים היטב, ומספר מקורות יונים הפועלים כיום מייצרים קרני יונים רציפים וניתנים להרחבה מעבר ל-1 A ומעלה. עד כה, הפרמטרים העיקריים של מזרקי קרן חלקיקים ניטרליים, כגון עוצמת הקרן ומשך הדופק, רחוקים למדי מאלה הנדרשים עבור המזרק הנדון. ניתן להבין את מצב הפיתוח הנוכחי של מזרקים אלה מטבלה 1.

שולחן 1
T.A.E.	ITER	JT-60U	LHD	IPP	CEA-JAERI
צפיפות זרם (A/m2)	200 D - 280 H -	100 D -	350 H -	230 D - 330 H -	216 D - 195 H -
אנרגיית קרן (keV)	1000 H -	1000 D - 100 H -	365	186	9	25
משך דופק (שניות)	≥1000	3600 D - 3H-	19	10	<6	5 1000
יחס בין מספר אלקטרונים למספר יונים	1	~0,25	<1	<1	<1
לחץ (א)	0,3	0,3	0,26	0,3	0,3	0,35
הערות	עדיין לא הושגו מספרי שילוב, ניסויים בקנה מידה מלא מתבצעים ב-IPP Garching - מקור דופק ארוך (MANITU) מספק כרגע 1 A/20 קילו וולט למשך 3600 שניות ב-D -	מקור נימה	מקור נימה	מקור RF, משיכה חלקית, ספסל בדיקה המכונה BATMAN, פועל ב-2 A/20 קילוואט למשך ~6 שניות	מקור KamabokoIII (JAERI) על MANTIS (CEA)

לכן, רצוי לספק מזרק קרן חלקיקים ניטרלי משופר.

סיכום קצר של ההמצאה

התגלמויות המופיעות כאן מכוונות למערכות ושיטות עבור מזרק קרן חלקיקים ניטרלי יון שלילי. מזרק קרן החלקיקים ניטרלי ליונים שליליים מכיל מקור יונים, מאיץ ומנטרל לייצור אלומת חלקיקים ניטרלית של כ-5 MW באנרגיה של כ-0.50-1.0 MeV. מקור היונים ממוקם במיכל ואקום ומייצר אלומת יונים שלילית ב-9 A. היונים שנוצרו על ידי מקור היונים מואצים מראש ל-120 קילוואט לפני הזרקה למאיץ האנרגיה הגבוהה באמצעות רשת אלקטרוסטטית מרובת פתחים. -מאיץ במקור היונים, המשמש לחילוץ אלומות של יונים מהפלזמה ולהאיץ אותן לשבריר מסוים מאנרגיית האלומה הנדרשת. אלומת ה-120 keV ממקור היונים עוברת דרך זוג מגנטים מסיט, המאפשרים עקירה צירית של האלומה לפני הכניסה למאיץ האנרגיה הגבוהה. לאחר האצה לאנרגיה מלאה, הקרן נכנסת למנטרל, בו היא הופכת חלקית לקרן של חלקיקים ניטרליים. סוגי היונים הנותרים מופרדים על ידי מגנט ונשלחים לממירי אנרגיה אלקטרוסטטית. קרן של חלקיקים ניטרליים עוברת דרך שסתום סגירה ונכנסת לתא הפלזמה.

טמפרטורה מוגברת של יוצרי הפלזמה והדפנות הפנימיות של קופסת הפלזמה של מקור היונים (150-200 מעלות צלזיוס) נשמרת כדי למנוע הצטברות של צזיום על פני השטח שלהם. סעפת הפצה מסופקת כדי לספק צזיום ישירות על פני השטח של מערכי הפלזמה ולא לתוך הפלזמה. זה מייצג שינוי ממקורות יונים קיימים, המזינים צזיום ישירות לתוך תא פריקת הפלזמה.

השדה המגנטי המשמש להסטת אלקטרונים שחולצו יחד באזורי שחול היונים וההאצה המוקדמת נוצר על ידי מגנטים חיצוניים ולא על ידי מגנטים המובנים בגוף הרשת כמו בתכנונים קודמים. היעדר מגנטים מובנים "בטמפרטורה נמוכה" ברשתות מאפשר לחמם אותם לטמפרטורות גבוהות. תכנונים קודמים משתמשים לעתים קרובות במגנטים המובנים בתוך בית הרשת, מה שגורם לעתים קרובות להפחתה משמעותית בזרם הגרירה ומונע פעולה בטמפרטורה חמה וביצועי חימום/קירור נאותים.

מאיץ המתח הגבוה אינו מחובר ישירות למקור היונים, אלא מופרד ממקור היונים על ידי אזור מעבר (קו הובלת קרן אנרגיה נמוכה - LEBT) עם מגנטים להטיה, משאבות ואקום ומלכודות צזיום. אזור המעבר מיירט ומסיר את רוב החלקיקים הזורמים יחד, כולל אלקטרונים, פוטונים וחלקיקים ניטרליים מהקרן, שואב החוצה את הגז המשתחרר ממקור היונים ומונע ממנו להגיע למאיץ המתח הגבוה, מונע דליפה של צזיום. מקור היונים וכניסה למאיץ המתח הגבוה, מונעים מאלקטרונים וחלקיקים ניטרליים המיוצרים על ידי הפשטת יונים שליליים להיכנס למאיץ המתח הגבוה. בתכנונים קודמים, מקור היונים מחובר ישירות למאיץ המתח הגבוה, אשר לעתים קרובות חושף את מאיץ המתח הגבוה לגז, חלקיקים טעונים וצסיום הזורמים ממקור היונים ואליו.

מגנטי ההסטה ב-LEBT מסיטים וממקדים את הקרן לאורך ציר המאיץ ועל ידי כך מפצים על כל התזוזות והסטות הקרן במהלך ההובלה דרך השדה המגנטי של מקור היונים. ההיסט בין הצירים של המאיץ המקדים ומאיץ המתח הגבוה מפחית את זרימת החלקיקים הזורמים במשותף לתוך מאיץ המתח הגבוה ומונע מחלקיקים מואצים מאוד (יונים חיוביים וחלקיקים ניטרליים) לזרום חזרה אל המאיץ המקדים ומקור היונים. מיקוד קרן גם מקדם הומוגניות של הקרן הנכנסת למאיץ בהשוואה למערכות המבוססות על רשת מרובה צמצמים.

המנטרל כולל מנטרל פלזמה ומנטרל פוטו. מנטרל הפלזמה מבוסס על מערכת כליאת פלזמה רב נקודתית עם מגנטים קבועים של שדות מגנטיים חזקים על הקירות. המנטרל הפוטוני הוא מלכודת פוטונית המבוססת על מהוד גלילי בעל קירות מחזירי אור מאוד ונשאב החוצה באמצעות לייזרים ביעילות גבוהה. טכנולוגיות מנטרל אלו מעולם לא נחשבו לשימוש במזרקי קרן חלקיקים ניטרליים מסחריים.

מערכות, שיטות, תכונות ויתרונות אחרים של התגלמויות המופת יתגלו לבעלי מקצוע בתחום לאחר בחינת השרטוטים הנלווים והתיאור המפורט.

תיאור קצר של שרטוטים

פרטים על התגלמויות המופת, לרבות מבנה ואופן פעולה, ניתן ללמוד בחלקם על ידי בחינת השרטוטים הנלווים, שבהם מספרי התייחסות דומים מתייחסים לחלקים דומים. רכיבים בשרטוטים אינם בהכרח מצוירים בקנה מידה, אלא מושם דגש על המחשת עקרונות ההמצאה. יתרה מכך, כל האיורים נועדו להעביר רעיונות כלליים, וניתן להמחיש גדלים, צורות ותכונות מפורטות אחרות באופן סכמטי ולא באופן מילולי או מדויק.

איור 1 הוא תצוגה עליונה של סכימה של מזרק קרן חלקיקים ניטרלי יון שלילי.

איור 2 הוא תצוגת חתך איזומטרי של מזרק קרן החלקיקים הנייטרלי יון שלילי המוצג באיור 1.

איור 3 הוא תצוגה עליונה של מזרק חלקיקים ניטרלי בהספק גבוה עבור טוקאמק ITER.

איור 4 הוא תצוגת חתך איזומטרי של תא פריקה עם שדה מגנטי רב-קוטבי היקפי עבור מזרק סילון קרן חלקיקים ניטרלי.

איור 5 הוא גרף המציג את התשואה האינטגרלית של יונים שליליים המיוצרים על ידי הפצצת משטח Mo+Cs עם אטומי H ניטרליים ו-H מולקולרי חיובי כפונקציה של אנרגיית השטף הנכנסת. התשואה משתפרת על ידי שימוש ב-DC caesing בהשוואה ל-pre-caesing משטח בלבד.

איור 6 הוא מבט מלמעלה של מקור יונים שליליים עבור LHD.

איור 7 הוא תצוגה סכמטית של מערכת יון רב-פתחים עבור מקור LHD.

8A ו-B הם תצוגות מלמעלה וצדדיות של מזרק קרן החלקיקים הנייטרלי LHD.

איור 9 הוא תצוגת חתך של מקור היונים.

איור 10 הוא תצוגת חתך של מקור אטום מימן באנרגיה נמוכה.

איור 11 הוא גרף המציג את המסלולים של יוני H - בנתיב האנרגיה הנמוכה.

איור 12 הוא מבט איזומטרי של המאיץ.

איור 13 הוא דיאגרמה המציגה מסלולי יונים בצינור מאיץ.

איור 14 הוא תצוגה איזומטרית של שלישיית עדשה מרובעת.

איור 15 הוא דיאגרמה המציגה מבט מלמעלה (א) ומבט צדדי (ב) של מסלולי יונים במאיץ קו הובלה של קרן אנרגיה גבוהה.

איור 16 הוא תצוגה איזומטרית של סידור מטרות הפלזמה.

איור 17 הוא תרשים המציג את התוצאות של חישובים דו-ממדיים של פיגור קרן יונים במחלמה.

יש לציין כי אלמנטים של מבנים או פונקציות דומות מיוצגים בדרך כלל על ידי מספרי התייחסות דומים למטרות המחשה לאורך כל השרטוטים. כמו כן, יש לציין כי השרטוטים נועדו רק כדי להקל על התיאור של ההתגלמויות המועדפות.

תיאור של התגלמויות המועדפות של ההמצאה

ניתן להשתמש בכל אחד מהתכונות והרעיונות הנוספים המפורטים להלן לבד או בשילוב עם תכונות ורעיונות אחרים כדי לספק מזרק קרן חלקיקים ניטרלי חדש על בסיס יונים שליליים. דוגמאות מייצגות של ההתגלמויות המתוארות כאן מתוארות ביתר פירוט להלן, אילו דוגמאות משתמשות רבות מהתכונות והמושגים הנוספים הללו, לבד או בשילוב, בהתייחס לשרטוטים הנלווים. תיאור מפורט זה נועד רק לספק למיומנים באומנות פרטים נוספים לתרגול ההיבטים המועדפים של תורת ההמצאה הנוכחית, ואינו נועד להגביל את היקף ההמצאה. בהתאם לכך, ייתכן שהשילובים של תכונות ושלבים המתגלים בתיאור המפורט הבא לא יהיו נחוצים כדי לתרגל את ההמצאה במובן הרחב ביותר, אלא נלמדים רק כדי לתאר במפורש דוגמאות מופת של המושגים הנוכחיים.

יתרה מכך, ניתן לשלב מאפיינים שונים של הדוגמאות והטענות התלויות בדרכים שאינן מפורטות במפורש כדי לספק התגלמות שימושיות נוספות של התורות הנוכחיות. בנוסף, יש לציין בבירור כי כל המאפיינים הנחשפים בתיאור ו/או בתביעות נועדו להיחשף בנפרד ובלתי תלוי זה בזה למטרות החשיפה המקורית, כמו גם למטרות הגבלת הנושא הנטען, ללא קשר. של סידור התכונות ביישום ההתגלמויות ו/או בתביעות. כמו כן, יש לציין שכל טווחי הערכים או מחווני קבוצת האובייקטים חושפים כל ערך ביניים אפשרי או אובייקט ביניים למטרות החשיפה המקורית וכן למטרות הגבלת הנושא הנטען.

ההתגלמויות המופיעות כאן מכוונות למזרק קרן חלקיקים ניטרלי חדש על בסיס יונים שליליים עם אנרגיה רצויה של כ-500-1000 keV ויעילות אנרגטית כוללת גבוהה. סידור מועדף של התגלמות של מזרק קרן חלקיקים נייטרלי יונים שליליים 100 מוצג באיורים 1 ו-2. כפי שמוצג, המזרק 100 כולל מקור יונים 110, שסתום סימון 120, מגנטים להסטה 130 להסטת קרן האנרגיה הנמוכה קו, מבודד תמיכה 140, מאיץ אנרגיה גבוהה 150, שסתום סגירה 160, צינור מנטרל (מוצג סכמטי) 170, מגנט הפרדה (מוצג סכמטי) 180, שסתום סגירה 190, לוחות פינוי 200 ו-202, מיכל 210 מיכל הוואקום 250 המוסבר להלן), משאבות ספיגה 220 ושלישיה של עדשות מרובע פול 230. המזרק 100, כפי שצוין לעיל, מכיל מקור יונים 110, מאיץ 150 ומנטרל 170 ליצירת קרן של חלקיקים ניטרליים של כ-5 MW עם אנרגיה של כ-0.50-1 .0 MeV. מקור היונים 110 ממוקם במיכל הוואקום 210 ומייצר אלומת יונים שלילית של 9 A. מיכל הוואקום 210 מוטה ל-880 קילוואט, כלומר. יחסית לקרקע, והוא מותקן על תומכים מבודדים 140 בתוך מיכל בקוטר גדול יותר 240 מלא בגז SF 6. היונים הנוצרים על ידי מקור היונים מואצים מראש ל-120 קילו וולט לפני שהם מוזרקים למאיץ האנרגיה הגבוהה 150 על ידי מאיץ אלקטרוסטטי רב-פתחי רשת 111 (ראה איור 9) במקור היונים 110, המשמש לשאיבת יונים קורות מהפלזמה ומאיצות לשבריר מסוים מאנרגיית האלומה הנדרשת. אלומת ה-120 keV ממקור היונים 110 עוברת דרך זוג מגנטים מסיט 130, המאפשרים לקרן להיות מחוץ לציר לפני הכניסה למאיץ האנרגיה הגבוהה 150. לוחות הפינוי 202, המוצגים בין מגנטי ההטיה 130, כוללים מגן ומלכודת צסיום.

ההנחה היא שיעילות ניצול הגז של מקור היונים 110 היא כ-30%. זרם אלומת היונים השליליים המתוכנן של 9-10 A מתאים לכניסת גז של 6-7 l⋅Torr/s במקור של 110 יונים. הגז הנייטרלי הזורם ממקור היונים 110 מגביר את הלחץ הממוצע שלו במאיץ המקדים 111 לכ-2x10 -4 טור. בלחץ זה, גז נייטרלי גורם לאובדי הפשטה של ​​קרן יונים של ~10% במאיץ המקדים 111. בין מגנטי הסטייה 130 ישנם פתחי אוורור (לא מוצגים) עבור חלקיקים ניטרליים שהם תוצאה של אלומת היונים השליליים העיקרית. מסופקים גם פתחי אוורור (לא מוצגים) ליונים חיוביים הזורמים בחזרה ממאיץ האנרגיה הגבוהה 150. אזור 205 של קו הובלת קרן שאיבה עם הפרשי אנרגיה נמוכה מלוחות שאיבה 200 משמש מיד לאחר האצה מוקדמת כדי להפחית את לחץ הגז ל-~10 -6 טור לפני שהוא מגיע למאיץ אנרגיה גבוהה 150. זה מציג אובדן אלומה נוסף של ~5%, אך מכיוון שזה מתרחש באנרגיית קדם-האצה נמוכה, אובדן הכוח קטן יחסית. הפסדי חילופי מטענים במאיץ האנרגיה הגבוהה 150 הם מתחת ל-1% בלחץ רקע של 10 -6 טור.

לאחר האצה לאנרגיה כוללת של 1 MeV, הקרן נכנסת למנטרל 170, שם היא מומרת חלקית לקרן של חלקיקים ניטרליים. מיני היונים הנותרים מופרדים על ידי מגנט 180 ונשלחים לממירי אנרגיה אלקטרוסטטית (לא מוצג). קרן החלקיקים הניטרליים עוברת דרך שסתום הסגירה 190 ונכנסת לתא הפלזמה 270.

מיכל הוואקום 250 מחולק לשני חלקים. קטע אחד מכיל קדם-מאיץ 111 וקו קרן אנרגיה נמוכה 205 במיכל ואקום ראשון 210. קטע אחר מכיל קו קרן אנרגיה גבוהה 265, מנטרל 170, וממירים/מחזירי אנרגיית חלקיקים טעונים במיכל ואקום שני 255. קטעים של מיכל ואקום 250 מחוברים באמצעות תא 260 עד 150 צינור מאיץ אנרגיה גבוהה בפנים.

מיכל הוואקום הראשון 210 הוא גבול הוואקום של המאיץ המקדים 111 וקו אלומת האנרגיה הנמוכה 205, והמיכל בקוטר הגדול יותר או המאגר החיצוני 240 מופעל בלחץ עם SF 6 כדי לבודד את המתח הגבוה. מיכלי ואקום 210 ו-255 משמשים כמבנה תמיכה לציוד פנימי כגון מגנטים 130, משאבות קריוספציה 220 וכו'. הסרת חום ממרכיבי העברת חום פנימיים חייבת להתבצע על ידי צינורות קירור, שחייבים להיות בעלי הפסקות בידוד במקרה של מיכל הוואקום הראשון 210, המוטה ל-880 קילו וולט.

מקור יונים

תרשים סכמטי של מקור היונים 110 מוצג באיור 9. מקור היונים כולל: רשתות קדם-האצה רב-פתחים אלקטרוסטטיות 111, מבודדים קרמיים 112, יוצרים פלזמה בתדר רדיו 113, מגנטים קבועים 114, קופסת פלזמה 115, תעלות מי קירור וסעפת 116 ושסתומי גז 117. מכיל מקור יונים a 110 משטח פלזמה צזיום מוליבדן רשתות הקדם-האצה 111 משמשות להמרת היונים החיוביים והאטומים הנייטרליים המיוצרים על ידי יוצרי הפלזמה 113 ליונים שליליים בנפח התפשטות הפלזמה (הנפח בין היוצרים 113 לרשתות 111, מסומן על ידי הסוגר שכותרתו "PE" באיור 9) עם החזקה בצורה של להב רב קוטבי מגנטי, כפי שמסופק על ידי מגנטים קבועים 114.

מתח הטיה חיובי לקליטת אלקטרונים ברשתות ההאצה המוקדמות של הפלזמה 111 מופעל על תנאים אופטימליים ליצירת יונים שליליים. עיצוב הפתחים 111B ברשתות קדם האצה פלזמה 111 משמש למיקוד H - יוני לתוך פתחי רשת הציור 111B. מסנן מגנטי רוחבי קטן שנוצר על ידי המגנטים הקבועים החיצוניים 114 משמש להפחתת הטמפרטורה של אלקטרונים המפוזרים מאזור הדרייבר או מאזור פולט הפלזמה PE של קופסת הפלזמה 115 לאזור הציור ER של קופסת הפלזמה 115. האלקטרונים ב הפלזמה מוחזרת מאזור השרטוט ER על ידי שדות של מסנן מגנטי רוחבי קטן שנוצר על ידי מגנטים קבועים חיצוניים 114. היונים מואצים ל-120 קילו-וולט לפני שהם מוזרקים למאיץ האנרגיה הגבוהה 150 דרך רשתות הפלזמה הקדם-מאיץ רב-צמצמים האלקטרוסטטיים 111 במקור היונים 110. לפני האצה לאנרגיה גבוהה, קרן היונים היא בקוטר של כ-35 ס"מ. מקור היונים 110 צריך אפוא לייצר 26 mA/cm 2 בצמצמים 111B, בהנחה של 33% שקיפות ברשתות הפלזמה הקדם-מאיץ 111. בהשוואה לערכים שהושגו בעבר, זה מייצג השלכה סבירה למדי עבור מקור 110 יונים.

הפלזמה שנכנסת לקופסת הפלזמה 115 נוצרת על ידי מערך של יוצרי פלזמה 113 המותקן על האוגן האחורי 115A של קופסת הפלזמה, שהוא רצוי תא נחושת גלילי מקורר מים (קוטר 700 מ"מ על 170 מ"מ אורך). הקצה הפתוח של קופסת הפלזמה 115 מוגבל על ידי רשתות הפלזמה 111 של מאיץ הקדם של מערכת ההאצה והמתיחה.

ההנחה היא שיונים שליליים צריכים להיווצר על פני השטח של רשתות פלזמה 111, המצופות בשכבה דקה של צזיום. צזיום מוכנס לקופסת הפלזמה 115 באמצעות שימוש במערכת אספקת צזיום (לא מוצג באיור 9).

מקור היונים 110 מוקף במגנטים קבועים 114 כך שהוא יוצר תצורת קצה קו כדי להגביל את הפלזמה והאלקטרונים הראשוניים. עמודות 114A של מגנטים על הקיר הגלילי של קופסת הפלזמה 115 מחוברות באוגן האחורי 115A על ידי שורות של מגנטים 114B, שגם להם יש תצורה בעלת חוד ליניארי. מסנן מגנטי ליד המישור של רשתות הפלזמה 111 מפריד את קופסת הפלזמה 115 לפולט פלזמה PE ואזור מיצוי ER. מגנטים מסננים 114C המורכבים באוגן 111A בסמוך לרשתות פלזמה 111 מספקים שדה מגנטי רוחבי (B=107 גאוס במרכז) המשמש למניעת אלקטרונים ראשוניים באנרגיה גבוהה הנובעים מיוצרי יונים 113 מלהגיע לאזור המשיכה ER. עם זאת, יונים חיוביים ואלקטרונים באנרגיה נמוכה יכולים להתפזר דרך המסנן באזור המשיכה ER.

מערכת השרטוט וההאצה המוקדמת מבוססת אלקטרודות 111 כוללת חמש אלקטרודות 111C, 111D, 111E, 111F ו-111G, שלכל אחת מהן 142 חורים או פתחים 111B שנוצרו בה בצורה אורתוגונלית ומשמשות לספק קרן של יונים שליליים. פתחי החילוץ 111B הם בקוטר של 18 מ"מ, כך ששטח חילוץ היונים הכולל של 142 פתחי החילוץ הוא כ-361 ס"מ 2 . צפיפות זרם היונים השליליים היא 25 mA/cm 2 ונדרשת אלומת יונים של 9 A. השדה המגנטי של המגנטים 114C במסנן נכנס למרווחים בין רשתות החילוץ האלקטרוסטטי ורשתות הקדם-האצה 111 כדי להסיט את האלקטרונים החולצים יחד. לתוך חריצים מיוחדים במשטח הפנימי של הפתחים 111B באלקטרודות משיכה 111C, 111D ו-111E. השדה המגנטי של המגנטים במסנן המגנטי 114C, יחד עם השדה המגנטי של מגנטים נוספים 114D, מספקים סטייה ויירוט של אלקטרונים הנמשכים יחד עם היונים השליליים. המגנטים הנוספים 114D כוללים מערך מגנטים המותקן בין מחזיקי האלקטרודות 111F ו-111G של מאיץ רשת המאיץ הממוקמים מתחת לרשת השרטוט המכילה את אלקטרודות הציור 111C, 111D ו-111E. אלקטרודת הרשת השלישית 111E, שמאיצה יונים שליליים ל-120 keV, מוטה באופן חיובי מאלקטרודת הרשת המוארקת 111D כדי לשקף יונים חיוביים חוזרים הנכנסים לרשת הקדם-האצה.

מנהלי הפלזמה 113 כוללים שתי חלופות, כלומר דרייבר פלזמה בתדר רדיו ומנהל קשת אטומי. מחולל קשת הפלזמה שפותח על ידי BINP המבוסס על פריקת קשת משמש במעצב האטום. תכונה מיוחדת של מחולל פלזמה המבוסס על פריקת קשת היא היווצרות של סילון פלזמה מכוון. היונים בסילון המתרחב נעים ללא התנגשויות ובשל האצה באמצעות ירידה בפוטנציאל הפלזמה האמביפולרי, מקבלים אנרגיה של ~5-20 eV. ניתן לכוון את סילון הפלזמה למשטח מוליבדן או טנטלום משופע של הממיר (ראה 320 באיור 10), שעליו נוצר, כתוצאה מנטרול והשתקפות הסילון, זרם של אטומי מימן. ניתן להגדיל את האנרגיה של אטומי מימן מעבר ל-5-20 eV הראשוניים על ידי הטיה שלילית של הממיר ביחס לקופסת פלזמה 115. ניסויים להשגת שטפים אטומיים עזים עם ממיר כזה בוצעו במכון בודקר בשנים 1982-1984.

באיור 10, סידור המקור האטומי 300 המתוכנן באנרגיה נמוכה מוצג וכולל שסתום גז 310, הוספת קתודה 312, מוביל חשמלי למחמם 314, קולטי מי קירור 316, פולט אלקטרונים LaB6 318 וממיר יונים-אטומים 320. בניסויים, נוצר זרם של אטומי מימן עם זרם שווה ערך של 20-25 A ואנרגיה המשתנה בטווח שבין 20 eV ל 80 eV, עם יעילות של יותר מ 50%.

ניתן להשתמש במקור כזה במקור יונים שליליים כדי לספק לאטומים אנרגיה אופטימלית להיווצרות יעילה של יונים שליליים על פני הצזיום של רשתות הפלזמה 111.

קו הובלה של קרן אנרגיה נמוכה

יוני ה-H, שנוצרו ומואצים מראש לאנרגיה של 120 keV על ידי מקור היונים 110 תוך שהם עוברים לאורך קו ההובלה של אלומת האנרגיה הנמוכה 205, מוזזים בניצב לכיוון התנועה שלהם ב-440 מ"מ עם סטייה על ידי השדה המגנטי ההיקפי. של מקור היונים 110 ועל ידי השדה המגנטי של שני מגנטים מיוחדים בצורת טריז 130. תזוזה זו של אלומת היונים השליליים בקו ההובלה של אלומת האנרגיה הנמוכה 205 (כמתואר באיור 11) מסופקת כדי להפריד בין האזורים של מקור היונים 110 ומאיץ האנרגיה הגבוהה 150. הטיה זו משמשת למניעת חדירת אטומים מהירים הנובעים מהפשטת קרן ה-H על המימן השיורי בצינור המאיץ 150, כדי להפחית את זרימת צזיום ומימן ממקור היונים 110 לתוך צינור האצה 150, וכן כדי לעכב את זרימת היונים המשניים מהצינור המאיץ 150 למקור 110 יונים. איור 11 מציג את המסלולים המחושבים של יוני H - בקו ההובלה של אלומת האנרגיה הנמוכה.

נתיב אלומת אנרגיה גבוהה

אלומת האנרגיה הנמוכה הנובעת מקו אלומת האנרגיה הנמוכה נכנסת למאיץ הרב-צמצמים האלקטרוסטטי הקונבנציונלי 150 המוצג באיור 12.

תוצאות חישוב התאוצה של אלומת יונים שלילית ב-9 A תוך התחשבות בשבר מטען החלל מוצגות באיור 13. היונים מואצים מאנרגיה של 120 keV ל-1 MeV. פוטנציאל האצה בצינור 150 הוא 880 קילו וולט, והשלב הפוטנציאלי בין האלקטרודות הוא 110 קילו וולט.

חישובים מראים שעוצמת השדה אינה עולה על 50 קילו-וולט/ס"מ בצינור האצה האופטימלי 150 על האלקטרודות באזורים שבהם עלולה להתרחש פריקת אלקטרונים.

לאחר האצה, הקרן עוברת דרך שלישיה 230 של עדשות מרובע פולות קונבנציונליות תעשייתיות 231, 232 ו-233 (איור 14), המשמשות לפיצוי על אי מיקוד אלומה קטנה ביציאה של צינור האצה 150 ומייצרות גודל אלומה מועדף ב- נמל היציאה. הטריפלט 230 מותקן במיכל הוואקום 255 של קו הובלת אלומת האנרגיה הגבוהה 265. כל אחת מהעדשות המרובע פולות 231, 232 ו-233 כוללת מערך קונבנציונלי של אלקטרומגנטים מרובע פולים המייצרים את שדות המיקוד המגנטיים הקונבנציונליים הניתנים בכל מאיצי החלקיקים הקונבנציונליים הנוכחיים.

המסלולים המחושבים של אלומת יונים שליליים של 9 A עם טמפרטורה רוחבית של 12 eV בצינור האצה 150, עדשות מרובע פול 230 וקו הובלה של אלומת אנרגיה גבוהה 265 מוצגים באיור. החישוב מתאים לקורה שמעבר לנקודת המיקוד שלה.

הקוטר המחושב של קרן של חלקיקים ניטרליים עם זרם שווה ערך של 6 A לאחר המנטרל במרחק של 12.5 מ' בחצי גובה של הפרופיל הרדיאלי הוא 140 מ"מ, ו-95% מזרם האלומה נמצא במעגל עם א. קוטר של 180 מ"מ.

נִטרוּל

מנטרל הפוטו-אלימינציה 170 שנבחר עבור מערכת האלומה משיג יותר מ-95% הפשטה של ​​אלומת היונים. מנטרל 170 כולל מערך מנורות קסנון ומלכודת אור גלילית עם קירות מחזירי אור במיוחד כדי לספק את צפיפות הפוטונים הנדרשת. מראות מקוררות בעלות רפלקנס גבוה מ-0.99 משמשות לספק זרימת כוח בקיר של כ-70 קילוואט/ס"מ 2 . לחלופין, ניתן להשתמש במנטרל פלזמה במקום בטכנולוגיה מסורתית, אך במחיר של הפחתה קלה ביעילות. עם זאת, יעילות ניטרול של ~85% מאלמנט הפלזמה מספיקה בהחלט אם למערכת שחזור האנרגיה יש יעילות של>95%, כפי שצפוי.

הפלזמה במנטרל הפלזמה מוחזקת בתא גלילי 175 עם שדה מגנטי רב קוטבי על הקירות, הנוצר על ידי מערך של מגנטים קבועים 172. מבט כללי של מתקן ההחזקה מוצג באיור 16. הממיר 170 כולל קולטי מי קירור 171, מגנטים קבועים 172, מכלולי קתודה 173 וקתודות LaB6 174.

לתא הגלילי 175 אורך של 1.5-2 מ' ובקצותיו חורים למעבר הקורה. הפלזמה נוצרת באמצעות שימוש במספר מכלולי קתודה 173 המורכבים במרכז תא הכליאה 175. גז העבודה מסופק ליד מרכז המכשיר 170. בניסויים עם אב טיפוס של מנטרל פלזמה כזה 170, זה צריך להיות ציין כי כליאת אלקטרונים דרך שדות מגנטיים רב-קוטביים 172 על הקירות היא די טובה ושימור יונים בפלזמה טובה יותר באופן משמעותי. כדי להשוות את אובדן היונים והאלקטרונים, מתפתח פוטנציאל שלילי משמעותי בפלזמה כך שהיונים מוגבלים למעשה על ידי השדה החשמלי.

כליאת פלזמה ארוכה מספיק גורמת לרמה נמוכה יחסית של כוח פריקה הנדרשת כדי לשמור על צפיפות פלזמה של כ-10 13 ס"מ -3 בנטרול 170.

שחזור אנרגיה

ישנן סיבות אובייקטיביות להשגת יעילות הספק גבוהה בתנאים שלנו. קודם כל, אלה הם הבאים: זרם אלומת יונים קטן יחסית ופיזור אנרגיה נמוך. בתכנית הנבדקת, בעת שימוש במטרות פלזמה או מתכת אדים, ניתן לצפות שזרם היונים השיורי צריך להיות ~3A לאחר המנטרל. יש להסיט את הזרמים הללו של יונים חיוביים או שליליים דרך מגנט מסיט 180 לשני מחזירי אנרגיה, אחד כל אחד ליונים חיוביים ושליליים, בהתאמה. בוצעו סימולציות מספריות של האטה של ​​קרני יונים מוסטות שיוריות אלו באנרגיות 1 MeV ו-3A בדרך כלל בממירים ישירים במחזירים ללא פיצוי מטען חלל. הממיר הישיר ממיר חלק ניכר מהאנרגיה הכלולה בקרן היונים השיורית ישירות לחשמל ומספק את האנרגיה הנותרת כחום איכותי להכללה במחזור התרמי. ממירים ישירים מתאימים לתכנון של מנחה אלקטרוסטטי רב-פתחים, כתוצאה מכך חלקים רצופים של אלקטרודות טעונות יוצרים שדות פירוק אורכיים וסופגים את האנרגיה הקינטית של יונים.

איור 17 מציג את התוצאות של חישובים דו מימדיים של עיכוב קרן יונים בממיר. מהחישובים המוצגים עולה כי האטה של ​​קרן יונים באנרגיה של 1 MeV לאנרגיה של 30 keV היא די ריאלית, כך שניתן לקבל מקדם התאוששות של 96-97%.

מאמצים קודמים לפיתוח מזרקי קרן חלקיקים ניטרליים בהספק גבוה המבוססים על יונים שליליים נסקרים כדי לחשוף את האתגרים הקריטיים שמנעו עד כה את השגת מזרקים עם פעולה יציבה ויציבה של ~1 MeV והספק רב-MW. מהחשובים ביותר, אנו מדגישים את הדברים הבאים:

שליטה על שכבת צזיום ואובדן ומיקום מחדש (בקרת טמפרטורה וכו')

אופטימיזציה של היווצרות פני השטח של יונים שליליים למשיכה

הפרדת אלקטרונים זורמים יחד

חוסר הומוגניות של פרופיל זרם היונים ברשת הפלזמה עקב שדות מגנטיים פנימיים

צפיפות זרם יונים נמוכה

המאיצים הופכים מורכבים יותר וטכנולוגיות חדשות רבות עדיין מפותחות (יכולות החזקת מתח נמוך, מבודדים גדולים וכו').

זרימה הפוכה של יונים חיוביים

טכנולוגיות מנטרל מתקדמות (פלזמה, פוטונים) לא הוכחו בתנאים רלוונטיים

המרת האנרגיה אינה מפותחת דיה

חסימת הקורה בשביל

את הפתרונות החדשניים לבעיות המופיעים במסמך זה ניתן לקבץ לפי המערכת שאליה הם מחוברים, כלומר מקור יונים שליליים, משיכה/האצה, מנטרל, ממירי אנרגיה וכו'.

1.0 110 מקור יונים שליליים:

1.1. הקירות הפנימיים של קופסת הפלזמה 115 ויוצרי הפלזמה 113 נשמרים בטמפרטורה גבוהה (150-200 מעלות צלזיוס) כדי למנוע הצטברות של צזיום על פני השטח שלהם.

חום:

מונע שחרור בלתי מבוקר של צסיום עקב ספיחה/קישוט ומפחית את חדירתו למערכת האופטית היונים (111 רשתות),

מפחית את הספיגה והשילוב מחדש של אטומי מימן בשכבת הצזיום על הקירות,

מפחית צריכת צזיום והרעלה.

כדי להשיג זאת, נוזל בטמפרטורה גבוהה מופץ דרך כל הרכיבים. הטמפרטורה של המשטחים מיוצבת עוד יותר באמצעות בקרת משוב אקטיבית, כלומר: חום מוסר או מתווסף במהלך CW ופעולה חולפת. בניגוד לגישה זו, כל שאר מזרקי האלומה הקיימים והמתוכננים משתמשים במערכות פסיביות מקוררות מים עם מסלולים תרמיים בין צינורות הקירור ובתי האלקטרודות החמות.

1.2. צזיום מסופק דרך סעפת ההפצה ישירות אל פני השטח של רשתות הפלזמה 111, ולא לתוך הפלזמה. אספקת צזיום דרך סעפת הפצה:

מספק אספקה ​​מבוקרת ומפוזרת של צזיום לאורך כל זמן הפעלת האלומה,

מונע מחסור בצזיום בדרך כלל עקב חסימה על ידי פלזמה,

מפחית את שחרור הצזיום מפלזמה לאחר הצטברותו ושחרור במהלך פולסים ארוכים.

לעומת זאת, מקורות יונים קיימים מספקים צזיום ישירות לתא הפריקה.

2.0 Preaccelerator 111 (100 keV):

2.1. השדה המגנטי המשמש להסטת אלקטרונים שחולצו יחד באזורי מיצוי היונים וההאצה המוקדמת נוצר על ידי מגנטים חיצוניים ולא על ידי מגנטים המובנים בגוף הרשת כמו בתכנונים קודמים:

קווי השדה המגנטי במרווחי המתח הגבוה בין הרשתות קעורים לחלוטין לכיוון הרשתות המוטיות לרעה, כלומר. לכיוון רשת הפלזמה במרווח המשיכה ולכיוון רשת המשיכה במרווח הטרום-האצה. הקיעור של קווי השדה המגנטי לכיוון הרשתות המוטיות לרעה מונעת את התרחשותן של מלכודות Penning מקומיות בפערי מתח גבוהים ולכידה/הכפלה של אלקטרונים שחולצו יחד, מה שיכול להתרחש בתצורות עם מגנטים משובצים.

אלקטרודות של מערכת אופטית יון (IOS) (111 רשתות) ללא מגנטים מובנה של NIB "טמפרטורה נמוכה" ניתנות לחימום לטמפרטורות גבוהות (150-200 מעלות צלזיוס) ולספק את היכולת להסיר חום במהלך פולסים ארוכים באמצעות שימוש חם (100- 150 מעלות צלזיוס) ) נוזלים.

היעדר מגנטים מובנים מותיר מקום פנוי בין פתחי הקרינה של הרשתות ומאפשר הכנסת תעלות לחימום/קירור יעיל יותר של האלקטרודות.

לעומת זאת, עיצובים קודמים משתמשים במגנטים המובנים בגוף הרשת. כתוצאה מכך נוצרות מלכודות מגנו-אלקטריות סטטיות בפערי המתח הגבוה, אשר לוכדות ומגבירות את האלקטרונים הנמשכים יחד. זה יכול להוביל להפחתה משמעותית בזרם של הקורה המחולצת. זה גם מונע פעולה בטמפרטורות חמות כמו גם ביצועי חימום/קירור נאותים, שהם קריטיים לפעולה בדופק ארוך.

2.2. הטמפרטורה של כל האלקטרודות של המערכת האופטית היונים (רשת 111) נשמרת תמיד בטמפרטורה מוגברת (150-200 מעלות צלזיוס) כדי למנוע הצטברות של צזיום על פני השטח שלהן ולהגביר את עוצמת המתח הגבוה של המיצוי וה פערי טרום האצה. לעומת זאת, בעיצובים מסורתיים האלקטרודות מקוררות במים. לאלקטרודות יש טמפרטורות גבוהות מכיוון שיש תקלות תרמיות בין צינורות הקירור לגופי האלקטרודות, ואין משוב פעיל.

2.3. חימום ראשוני של הרשתות 111 בעת האתחול והסרת חום במהלך שלב הפעלת האלומה מתבצע על ידי העברת נוזל חם ומבוקר טמפרטורה דרך תעלות פנימיות ברשתות 111.

2.4. גז נשאב עוד מהמרווח המואץ דרך החלל בצד וחורים גדולים במחזיקי הרשת כדי להפחית את לחץ הגז לאורך קו הקורה ולדחות את הפשטת היונים השליליים והיווצרות/הכפלה של חלקיקים משניים במרווחים. .

2.5. ההכללה של רשתות מוטות חיוביות 111 משמשת להרחקת יונים חיוביים הזורמים לאחור.

3.0 מאיץ מתח גבוה 150 (1 MeV):

3.1. מאיץ המתח הגבוה 150 אינו מחובר ישירות למקור היונים, אלא מופרד ממקור היונים על ידי אזור מעבר (קו הובלת אלומת אנרגיה נמוכה - LEBT 205) עם מגנטי סטייה 130, משאבות ואקום ומלכודות צזיום. אזור מעבר:

מיירט ומסיר את רוב החלקיקים הזורמים יחד, כולל אלקטרונים, פוטונים וחלקיקים ניטרליים מהקרן,

שואב את הגז המשתחרר ממקור היונים 110 ומונע ממנו להגיע למאיץ המתח הגבוה 150,

מונע דליפה של צסיום ממקור היונים 110 ולהיכנס למאיץ המתח הגבוה 150,

מונע אלקטרונים וחלקיקים ניטרליים הנוצרים על ידי הפשטת יונים שליליים מלהיכנס למאיץ המתח הגבוה 150.

בתכנונים קודמים, מקור היונים מחובר ישירות למאיץ המתח הגבוה. זה חושף את מאיץ המתח הגבוה לגז, חלקיקים טעונים וצסיום הזורמים אל ואל מקור היונים. הפרעה חזקה זו מפחיתה את יכולת החזקת המתח של מאיץ המתח הגבוה.

3.2. מגנטי הטיה 130 ב-LEBT 205 מסיטים וממקדים את הקרן לאורך ציר המאיץ. מגנטים סטיה 130:

מפצה על כל התזוזות וההסטות של האלומה במהלך הובלה דרך השדה המגנטי של מקור 110 יונים,

התזוזה בין צירי הקדם-מאיץ ומאיץ המתח הגבוה 111 ו-150 מפחיתה את זרימת החלקיקים הזורמים יחד אל מאיץ המתח הגבוה 150 ומונעת מחלקיקים מואצים מאוד (יונים חיוביים וחלקיקים ניטרליים) לזרום חזרה למאיץ הקדם 111 ו מקור היונים 110.

לעומת זאת, למערכות קודמות אין הפרדה פיזית בין שלבי האצה, וכתוצאה מכך, אינן מספקות יכולת לתזוזות ציריות, כפי שמוצג במאמר זה.

3.3. מגנטים בקו אלומת אנרגיה נמוכה 205 ממקדים את האלומה בכניסה של מאיץ צמצם יחיד 150:

מיקוד קרן מקדם הומוגניות של הקרן הנכנסת למאיץ 150 בהשוואה למערכות רשת מרובות פתחים.

3.4. יישום של מאיץ צמצם יחיד:

מפשט את יישור המערכת ומיקוד האלומה

עוזר לשאוב גז ולהסיר חלקיקים משניים ממאיץ אנרגיה גבוהה 150

מפחית את הפסדי האלומה במאיץ אנרגיה גבוהה 150 אלקטרודות.

3.5. עדשות מגנטיות 230 משמשות לאחר האצה כדי לפצות על מיקוד מחדש במאיץ 150 ולייצר אלומה כמעט מקבילה.

בעיצובים מסורתיים, אין אמצעי למיקוד והסטת אלומה מלבד המאיץ עצמו.

4.0. מנטרל 170:

4.1. מנטרל פלזמה המבוסס על מערכת כליאת פלזמה רב-נקודתית עם מגנטים קבועים בשדה חזק על הקירות;

מגביר את יעילות הנטרול,

ממזער את ההפסדים הכוללים של מזרק קרן החלקיקים הנייטרלי.

4.2. מנטרל פוטוני הוא מלכודת פוטונים המבוססת על מהוד גלילי בעל קירות ברמת השתקפות גבוהה ושאיבה באמצעות לייזרים ביעילות גבוהה:

בנוסף מגביר את יעילות הנטרול,

בנוסף ממזער את ההפסדים הכוללים של מזרק קרן החלקיקים הנייטרלי.

טכנולוגיות אלו מעולם לא נחשבו לשימוש במזרקי קרן חלקיקים ניטרליים מסחריים.

5.0. מחלימים:

5.1. יישום של מחזירי אנרגיה שיורית של יונים:

משפר את יעילות המזרק הכוללת.

לעומת זאת, החלמה אינה צפויה כלל בעיצובים מסורתיים.

בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה

L. W. Alvarez, Rev. Sci. מכשיר. 22, 705 (1951).

R. Hemsworth וחב', Rev. Sc. מכשיר, כרך 67, עמ' 1120 (1996).

Capitelli M. and Gorse C., IEEE Trans on Plasma Sci, 33, number 6, pp. 1832-1844 (2005).

Hemsworth R. S., Inoue T., IEEE Trans on Plasma Sci, 33, number 6, pp. 1799-1813 (2005).

B. Rasser, J. Van Wunnik and J. Los, Surf. Sci. 118 (1982), עמ' 697 (1982).

Y. Okumura, H. Hanada, T. Inoue et al. AIP Conf. Proceedings #210, ניו יורק, עמ' 169-183 (1990).

O. Kaneko, Y. Takeiri, K. Tsumori, Y. Oka and M. Osakabe וחב', "סיכויים הנדסיים של מערכת הזרקת קרן נייטרלית מבוססת יון שלילי מפעולת הספק גבוה עבור ההתקן הסליל הגדול", Nucl. פוס., כרך 43, עמ' 692-699, 2003.

למרות שההמצאה רגישה לשינויים שונים ולצורות חלופיות, דוגמאות ספציפיות שלה מוצגות בציורים ומתוארות בפירוט כאן. כל ההפניות נכללות במפורש במסמך זה בשלמותן. עם זאת, יש להבין כי ההמצאה אינה מוגבלת לצורות או לשיטות הספציפיות שנחשפו, אלא, ההמצאה נועדה לכסות את כל השינויים, המקבילות והחלופות הנופלות ברוח ובהיקף של התביעות המצורפות.

1. מזרק קרן חלקיקים ניטרלי המבוסס על יונים שליליים, המכיל:

מאיץ הכולל קדם-מאיץ ומאיץ אנרגיה גבוהה, כאשר הקדם-מאיץ הוא מאיץ אלקטרוסטטי רב-פתחי רשת במקור היונים, ומאיץ האנרגיה הגבוהה מופרד מרחבית ממקור היונים, וכן

מנטרל, שבו מקור היונים, המאיץ והמנטרל מוגדרים ליצירת קרן של חלקיקים ניטרליים בהספק של 5 MW.

2. המזרק לפי תביעה 1, בו מקור היונים, המאיץ והנטרול מוגדרים ליצירת קרן של חלקיקים ניטרליים עם אנרגיה בטווח של 0.50-1.0 MeV.

3. המזרק לפי טענה 1, בו מקור היונים מוגדר ליצירת קרן של חלקיקים שליליים ב-9 A.

4. המזרק לפי תביעה 1, שבו היונים ממקור היונים מואצים מראש על ידי מאיץ מקדים ל-120 קילו וולט לפני הזרקה למאיץ האנרגיה הגבוהה.

5. המזרק לפי תביעה 1, המכיל בנוסף זוג מגנטים מסיטים המוצבים בין הקדם-מאיץ למאיץ בעל האנרגיה הגבוהה, כאשר זוג המגנטים המסיטים מאפשר לנוע מהציר מהציר לפני הכניסה. המאיץ עתיר האנרגיה.

6. המזרק לפי תביעה 5, בו מקור היונים כולל קופסת פלזמה ויוצרי פלזמה.

7. המזרק לפי תביעה 6, בו הקירות הפנימיים של קופסת הפלזמה ויוצרי הפלזמה נשמרים בטמפרטורה מוגברת של 150-200 מעלות צלזיוס כדי למנוע הצטברות צזיום על פני השטח שלהם.

8. המזרק לפי תביעה 7, שבו קופסת הפלזמה והיוצרים כוללים סעפות ומעברי נוזלים להזרמת הנוזל בטמפרטורה גבוהה.

9. המזרק לפי תביעה 1, המכיל בנוסף סעפת חלוקה לאספקה ​​ישירה של צזיום לרשתות הפלזמה המאיץ.

10. מזרק לפי תביעה 1, שבו הקדם-מאיץ כולל מגנטים חיצוניים להסטת אלקטרונים שחולצו יחד באזורי שאיבת היונים וההאצה המוקדמת.

11. המזרק לפי תביעה 1, הכוללת בנוסף מערכת שאיבה לשאיבת גז ממרווח ההאצה מראש.

12. המזרק לפי תביעה 9, שבו רשתות הפלזמה מוטות באופן חיובי כדי להדוף יונים חיוביים הזורמים לאחור.

13. המזרק לפי טענה 1, בו מאיץ האנרגיה הגבוהה מופרד מרחבית ממקור היונים באמצעות אזור מעבר המכיל קו הובלה של אלומת אנרגיה נמוכה.

14. המזרק לפי תביעה 13, כאשר אזור המעבר כולל מגנטים לסטייה, משאבות ואקום ומלכודות צזיום.

15. המזרק לפי תביעה 14, בו מגנטי ההטיה מסיטים וממקדים את הקרן לאורך ציר מאיץ האנרגיה הגבוהה.

16. המזרק לפי תביעה 1, המכיל בנוסף עדשות מגנטיות לאחר המאיץ כדי לפצות על מיקוד מחדש במאיץ ויצירת קרן מקבילה.

17. המזרק לפי תביעה 1, בו המנטרל כולל מנטרל פלזמה המבוסס על מערכת כליאת פלזמה מרובת סנפירים עם מגנטים קבועים של שדה חזק על הקירות.

18. המזרק לפי תביעה 4, כאשר המנטרל כולל מנטרל פוטוני המבוסס על מהוד גלילי בעל קירות מחזירי אור ונשאב החוצה באמצעות לייזרים ביעילות גבוהה.

19. המזרק לפי תביעה 1, כאשר המנטרל כולל מנטרל פוטוני המבוסס על מהוד גלילי בעל קירות ברמת השתקפות גבוהה ושאיבה באמצעות לייזרים ביעילות גבוהה.

20. המזרק לפי תביעה 1, המכיל בנוסף מחזיר אנרגיית יונים שיורית.

21. המזרק לפי תביעה 4, המכיל בנוסף מחזיר אנרגיה שיורית של יונים.

22. מזרק קרן חלקיקים ניטרלי המבוסס על יונים שליליים, המכיל:

מקור יונים המוגדר ליצור קרן של יונים שליליים,

מאיץ הכולל מאיץ קדם ומאיץ אנרגיה גבוהה, שבו מאיץ הקדם נמצא במקור האנרגיה ומאיץ האנרגיה הגבוהה מופרד מרחבית ממקור היונים, וכן

מנטרל הקשור למקור היונים.

23. מזרק קרן חלקיקים ניטרלי המבוסס על יונים שליליים, המכיל:

מקור יונים המוגדר ליצירת קרן של יונים שליליים ומכיל קופסת פלזמה ויוצרי פלזמה, בעוד שהקירות הפנימיים של קופסת הפלזמה ויוצרי הפלזמה נשמרים בטמפרטורה מוגברת של 150-200 מעלות צלזיוס כדי למנוע הצטברות של צזיום על המשטחים שלהם,

מאיץ המחובר באופן תפעולי למקור היונים, ו

מנטרל המחובר באופן מבצעי למקור היונים.

פטנטים דומים:

ההמצאה מתייחסת לתחום האלקטרוניקה הקוונטית וניתנת לשימוש בתקני תדר אלומה אטומית על קורות של אטומי רובידיום או צסיום. מנחה הקרן האטומית של Zeeman מכיל מקור קרן אטומי, סולנואיד שנועד ליצור שדה מגנטי לא אחיד הפועל על קרן אטומית העוברת דרכו, וכן מקור אופטי מקושר של קרינה אופטית מתפשטת נגדית ומאפנן אקוסטו-אופטי. נועד ליצור אלומות ישירות ומוזזות הפועלות על קרן אטומית העוברת דרכה קרן אטומית סולנואידית. // 2515523

ההמצאה מתייחסת לטכנולוגיות גרעיניות, בפרט לייצור נויטרונים מונו-אנרגטיים בעלי אנרגיה נמוכה. השיטה הנטענת כוללת הקרנת מטרה יוצרת נויטרונים עם אלומת פרוטונים עם אנרגיה העולה על 1.920 MeV, בעוד אלומה של נויטרונים מונו-אנרגטיים נוצרת מניוטרונים המתפשטים בכיוון המנוגד לכיוון ההתפשטות של אלומת הפרוטונים.

ההמצאה מתייחסת לאמצעים להוצאת חומר בתפזורת בצורת כדורים מוצקים, בפרט כדורים של פחמימנים ארומטיים קפואים, ומיועדת לאספקת חומר עבודה (כדורים) לנתיב פניאומטי עם גז הליום קר לצורך מסירתם לאחר מכן לקור. תא מנחה נויטרונים מהיר של מקור אינטנסיבי (כור גרעיני או יעד מאיץ מייצר נויטרונים).

קבוצת ההמצאות מתייחסת לציוד רפואי, דהיינו למכשירי הדמיית ניגודיות שלב רנטגן. המערכת מכילה מקור רנטגן, מעגל זיהוי ומעגל סורג. מעגל הזיהוי מכיל לפחות שמונה בלוקים מקבילים ליניאריים הממוקמים בכיוון הראשון, המשתרעים באופן ליניארי בכיוון הניצב. מקור רנטגן, מעגל הזיהוי ומעגל הסורג מוגדרים לנוע ביחס לאובייקט בכיוון הסריקה, כאשר כיוון הסריקה מקביל לכיוון הראשון. מעגל הסורג כולל מבנה סורג פאזה המותקן בין המקור לגלאי, ומבנה סורג מנתח המותקן בין מבנה סורג הפאזה למעגל הזיהוי. לעיצובי סריג הפאזה והאנליזה יש סורגים ליניאריים רבים תואמים. לחלקים הראשונים של רשתות הפאזה וסורגי הנתח יש חריצים בכיוון ראשון, לחלקים השניים של סורגי הפאזה וסורגי הניתוח יש חריצים בכיוון שני שונה מהראשון. במקרה זה, לפחות ארבעה קווים סמוכים של בלוקי גלאים ליניאריים מחוברים לסורגי הפאזה הראשונה ולסרגי הנתח, ולפחות ארבעה קווים סמוכים של בלוקי גלאים ליניאריים מחוברים לסריגי הפאזה השני וסורגי הנתח, וכדי לבצע תנועה , הסורגים נשארים קבועים זה ביחס לזה וביחס למעגלי זיהוי. השיטה מתבצעת באמצעות מערכת. המדיום הקריא במחשב מאחסן הוראות לשליטה במערכת לפי השיטה. השימוש בהמצאות מאפשר להרחיב את ארסנל האמצעים הטכניים להדמיית ניגודיות פאזה בקרני רנטגן של אובייקט. 3 נ. ו-9 משכורת פלילי, 13 חולה.

ההמצאה מתייחסת למעצב קרן עם אפשרות מקטב להתקנת פיזור זווית קטנה של קרן נויטרונים. ההתקנה הנטענת מספקת עיצוב קומפקטי של המקטב בשל העובדה שהלוחות של חומר הסופג נויטרונים חלש עשויים בצורה של ערוצים א-סימטריים שבורים היוצרים ערימה של תעלות "N". התוצאה הטכנית היא הבטחת הקומפקטיות של ההתקנה, מפשטת את פעולתה הן למחקר של דגימות לא מגנטיות והן למגנטיות, עם קיטוב קרן גבוה ומקדם שידור נויטרונים גבוה של רכיב הספין הראשי, המכסה את טווח אורך הגל λ=4.5÷20 א. 15 חולה.

ההמצאה מתייחסת לתחום יצירת קרן של חלקיקים ניטרליים המשמשים במחקר בתחום היתוך תרמו-גרעיני ועיבוד חומרים. מזרק קרן חלקיקים ניטרלי יונים שליליים הכולל מקור יונים, מאיץ ומנטרל להפקת אלומת חלקיקים ניטרלית של כ-5 MW עם אנרגיה של כ-0.50-1.0 MeV. היונים הנוצרים על ידי מקור היונים מואצים מראש לפני ההזרקה למאיץ האנרגיה הגבוהה באמצעות מאיץ קדם אלקטרוסטטי רב-פתחי רשת, המשמש לשאוב קרני יונים מהפלזמה ולהאיץ לשבריר מהקרן הנדרשת. אֵנֶרְגִיָה. האלומה ממקור היונים עוברת דרך זוג מגנטים מסיט, המאפשרים תזוזה צירית של האלומה לפני הכניסה למאיץ האנרגיה הגבוהה. לאחר האצה לאנרגיה מלאה, הקרן נכנסת למנטרל, בו היא הופכת חלקית לקרן של חלקיקים ניטרליים. סוגי היונים הנותרים מופרדים על ידי מגנט ונשלחים לממירי אנרגיה אלקטרוסטטית. קרן של חלקיקים ניטרליים עוברת דרך שסתום סגירה ונכנסת לתא הפלזמה. התוצאה הטכנית היא עלייה בתפוקה של יצירת קרן של חלקיקים ניטרליים. 3 נ. ו-20 משכורת תיקים, 18 תמונות, שולחן אחד.