Zoek een psychoactieve deeltjesinjector. Neutrale deeltjesbundelinjector op basis van negatieve ionen

Systemen van deze apparaten vereisen de grootste inspanning van hooggekwalificeerde specialisten voor een succesvolle implementatie in metaal. In dit bericht zal ik je meer in detail vertellen over wat een neutrale atoominjector is, waarom deze nodig is, en ik zal proberen de technische nieuwigheid van dit apparaat te onthullen.

Ontwerpafbeelding van de ITER-neutrale straalinjector. Twee van deze apparaten hebben het formaat van een spoorweglocomotief. zal in de jaren twintig bij ITER worden geïnstalleerd.

Dus, zoals we weten, zijn er in een tokamak precies 3 hoofdtaken: het plasma verwarmen, voorkomen dat het zich verspreidt en warmte afvoeren. Na het uiteenvallen van het plasma en het optreden van een ontlading daarin, ontstaat er een ringstroom van enorme kracht - de ohmse verwarmingsmodus begint. Het plasma kan in deze modus echter niet boven een temperatuur van 2 kEv worden verwarmd - de weerstand neemt af, er komt steeds minder warmte vrij en het plasma stoot steeds meer uit. Verdere verwarming kan worden gedaan met behulp van radiofrequentiemethoden - bij bepaalde frequenties absorbeert het plasma actief radiogolven. Er is echter ook hier een vermogenslimiet: radiofrequentieverwarming veroorzaakt collectieve bewegingen en golven, wat op een gegeven moment tot instabiliteiten leidt. Dan komt de derde methode in het spel: de injectie van snelle neutrale deeltjes. De analogie ervan is het verwarmen van de lucht met een brander in telballonnen - bij een plasmatemperatuur van 5-15 keV botst een straal snelle deeltjes met een energie van 1000 keV erin.

De injectorstraal schijnt in de plasmatorus, wordt daar geïoniseerd en afgeremd, waardoor energie en momentum naar het centrale deel worden overgebracht.

NBI bevindt zich in een vacuümbehuizing en bestaat uit meerdere machines, die hieronder worden beschreven.

De mensheid kan deeltjes gemakkelijk en op natuurlijke wijze versnellen tot een energie van 1 MEV. Er is echter één probleem: we kunnen alleen geladen deeltjes versnellen (bijvoorbeeld positieve ionen - atomen met gescheurde elektronen), en zij kunnen op hun beurt niet binnen de magnetische opsluiting komen om precies dezelfde reden waarom plasma daar niet uit kan ontsnappen. De oplossing voor dit conflict was het idee om geladen deeltjes te versnellen en ze vervolgens te neutraliseren. In alle voorgaande generaties tokamaks werd dit gerealiseerd door gewone (positieve, met één elektron verwijderd) ionen te versnellen en ze vervolgens te neutraliseren door door gewoon waterstof of deuterium te vliegen - in dit geval worden elektronen uitgewisseld en worden sommige ionen met succes getransformeerd. in neutrale atomen die met dezelfde snelheid verder vliegen. Het is waar dat het maximale vermogen van dergelijke injectoren niet groter is dan 1 megawatt, met een geïnjecteerde stroomenergie van 40-100 kEv en een stroomsterkte van 10-25 ampère. En voor iter heb je minimaal 40 megawatt nodig. Een directe toename van het vermogen van een enkele injector, bijvoorbeeld door een toename van de energie van 100 keV naar 1000 kEv, is op zo'n moment hardnekkig dat positief geladen ionen niet langer op het gas worden geneutraliseerd, maar worden versneld tot dergelijke energieën. Maar het is onmogelijk om de straalstroom te vergroten - ionen die dichtbij vliegen worden afgestoten door Coulomb-krachten en de straal divergeert.

De oplossing voor de problemen die zich voordeden was de overgang van positief geladen ionen naar negatief geladen ionen. Die. ionen waaraan een extra elektron is blijven plakken. Alleen al de procedure voor het "wegvangen" van overtollige elektronen uit snelvliegende atomen in de versnellertechnologie is goed uitgewerkt en veroorzaakt geen bijzondere problemen, zelfs niet voor ionen die zijn versneld tot 1 mega-elektronvolt en vliegen met een stroom die gek is voor versnellers - 40 ampère. Zo werd het NBI-concept duidelijk voor de ontwikkelaars; het enige dat overbleef was het ontwikkelen van een apparaat dat in staat zou zijn negatieve ionen te produceren.

Uit het onderzoek bleek dat de beste bron van atomen met daaraan ‘extra’ elektronen een inductief gekoppeld plasma van waterstof of deuterium, gedoteerd met cesiumatomen, is. In dit geval betekent ‘inductief gekoppeld’ dat er een spoel om het plasma wordt gewikkeld waardoor een hoogfrequente stroom wordt geleid, en dat het plasma deze energie inductief absorbeert. Vervolgens trekt het elektrostatische potentieel op een speciaal rooster elektronen en negatieve ionen naar voren. Elektronen worden afgebogen door speciale magneten en ionen vliegen naar voren en worden door een elektrostatisch veld versneld tot een energie van 1 MeV. Om te versnellen naar 1 MeV is het noodzakelijk om op de netten een potentieel van +1 Megavolt te creëren. 1 miljoen volt is een zeer serieuze waarde, die het leven bemoeilijkt bij de ontwikkeling van veel elementen van deze versneller, en praktisch de limiet is voor de huidige stand van de technologie. In dit geval is de geplande ionenstroom 47 ampère, d.w.z. Het vermogen van het “ionenzoeklicht” zal bijna 47 megawatt bedragen.

De ontwikkeling van een negatieve ionenbron op basis van inductief gekoppeld plasma heeft verschillende fasen doorlopen.

Dus de ionen, langwerpig en versneld op 5 roosters met een potentiaalverschil van 200 kilovolt tot 1 mega-elektronvolt, komen de neutralisator binnen - een volume waarin gas wordt gepompt met een druk die honderd keer hoger is dan in het ionisatiegebied (maar toch is dit een vrij diep vacuüm). Hier botsen H- of D-ionen met H2- of D2-moleculen door de reactie H- + H2 = H + H*. De neutralisatie-efficiëntie is echter verre van 100% (maar eerder 50%). Nu moet de straal worden vrijgemaakt van de resterende geladen deeltjes, die nog steeds niet in het plasma kunnen doordringen. Verderop op het pad bevindt zich een restionenabsorber - een koperen watergekoeld doel waarop alles dat een lading vasthoudt, opnieuw elektrostatisch wordt afgebogen. Tegelijkertijd is de energie die de absorber moet absorberen iets meer dan 20 megawatt.

Uiterlijk van de neutralisator en zijn kenmerken.

Na het blussen doet zich een ander probleem voor: de "extra" ionen, die zijn geneutraliseerd, veranderen in gas, behoorlijk veel gas, dat uit de NBI-holte moet worden gepompt. Het lijkt erop dat we het net hebben opgepompt, maar voor en na de neutralisator hebben we integendeel een beter vacuüm nodig. De intermitterende cryotherapiepompen aan de zijkanten komen in beeld. Over het algemeen zijn cryotherapiepompen een van de onderwerpen die enorm vooruit zijn gegaan in het kader van de CTS-ontwikkelingen. Feit is dat elke thermonucleaire plasmaval een mengsel van helium, deuterium en tritium in grote volumes moet wegpompen. Een dergelijk mengsel kan echter niet mechanisch worden weggepompt (bijvoorbeeld met turbomoleculaire pompen), omdat tritium door roterende afdichtingen gaat. Een alternatieve technologie, cryocondensatiepompen, werkt niet zo goed vanwege helium, dat gasvormig blijft bij lage drukken tot de minimaal redelijke temperaturen waartoe de condensor van een dergelijke pomp kan worden gekoeld. Er was nog maar één technologie over: het gasmengsel afzetten op tot 4,7 K afgekoelde houtskool. In dit geval vindt er gassorptie plaats aan het oppervlak. Vervolgens kan het oppervlak worden verwarmd en kunnen de gedesorbeerde gassen naar een scheidingssysteem worden geleid, dat het gevaarlijke tritium naar opslag stuurt.

Voor de ITER NBI wordt een van 's werelds grootste pompen van dit type ontwikkeld, die zich aan weerszijden van het ionendovingssysteem bevindt. Het bestaat uit vele bloembladen, die periodiek van configuratie veranderen, opwarmen tot 80 K en het opgehoopte gas in de ontvanger afvoeren, vervolgens weer afkoelen en opengaan voor verdere sorptie.

Crissorptiepompen van de neutralisator.

Overigens moet worden opgemerkt dat de werking volgens hetzelfde periodieke principe zal worden geïnstalleerd in de ITER-tokamak zelf langs de onderste band rond de divertor. Hun periodieke begraven en openen van gigantische schotelkleppen (een meter in diameter) voor verwarming, desorptie en omgekeerde koeling doet me op de een of andere manier denken aan steampunkmachines in de geest van de 19e eeuw :)

Een van de cryosorptiekamers van het hoofdvolume van ITER

Ondertussen passeert bij NBI een praktisch gevormde straal van neutrale waterstof- of deuteriumatomen, met een vermogen van zo'n twintig megawatt, het laatste apparaat: een calorimeter/straalreiniger. Dit apparaat voert de taken uit van het absorberen van neutrale atomen die te veel zijn afgeweken van de as van de tunnel (“straalreiniging”) waardoor ze het plasma binnendringen en het nauwkeurig meten van de energie van neutrale atomen om de bijdrage van NBI aan plasmaverwarming te begrijpen. Op dit punt kan de taak van het NBI als voltooid worden beschouwd!

Het zou voor ITER echter te gemakkelijk zijn om een ​​machine twintig keer krachtiger te maken dan zijn tegenhangers, met behulp van technologieën die nog niet bestonden op het moment van ontwikkeling. Zoals gewoonlijk legt de tokamak-omgeving zijn eigen zware omstandigheden op.

Ten eerste is dit hele elektrostatische versnellings-/afbuigings-/dempingssysteem zeer gevoelig voor magnetische velden. Die. het naast de grootste magneten ter wereld plaatsen is een vreselijk slecht idee. Om deze velden te onderdrukken zal een combinatie van actieve antimagnetische velden worden gebruikt, gecreëerd door “warme” spoelen van 400 kilowatt en permalloy-schermen. Niettemin zijn reststoringen een van de onderwerpen waar intensief aan projecten wordt gewerkt.

NBI-cel in het ITER tokamak-gebouw. De gemiddelde NBI toont gele magnetische afschermblokken en grijze frames van externe veldneutralisatiespoelen.

Het tweede probleem is tritium, dat onvermijdelijk door de straaltoevoertunnel zal vliegen en zich in het NBI zal nestelen. Waardoor het automatisch onbruikbaar wordt voor mensen. Daarom zal een van de ITER-robotonderhoudssystemen zich in de NBI-kamer bevinden en twee energiebundelversnellers van elk 17 megawatt bedienen (ja, wanneer het meer dan 50 megawatt uit de uitlaat verbruikt, levert het systeem slechts 17 megawatt aan het plasma - zo'n een slechte efficiëntie) en één diagnose (de interactie van zo'n straal met plasma levert veel informatie op om de situatie daarin te begrijpen) bij 100 kilowatt.

Energiebalans van neutrale injector.

Het derde probleem is het niveau van 1 megavolt. Het NBI zelf wordt geleverd met stroomleidingen voor plasmabronnen, verschillende extractie- en afschermingsroosters, 5 versnellingspotentialen (elk verschilt 200 kilovolt van zijn buurman, er stroomt een stroom van ongeveer 45 ampère ertussen), gas- en watertoevoerleidingen. Al deze systemen moeten in het apparaat worden geïnstalleerd en isoleren ten opzichte van de grond met 1 megavolt. Tegelijkertijd betekent een isolatie van 1 megavolt in lucht een doorslagbeveiligingsradius van ~1 meter, wat nauwelijks realistisch is als er ~20 leidingen zijn die elektrisch van elkaar gescheiden moeten worden in één ingang. Deze taak werd uitgevoerd door de distributie van hoogspanningsbronnen over een groot gebied en invoer via een tunnel gevuld met SF6 onder druk. Nu worden de lucht-SF6/SF6-doorvoeren – vacuüm in deze tunnel – echter van cruciaal belang – kortom, een heleboel taken voor hoogspanningsingenieurs met parameters die commercieel niet in deze industrie te vinden zijn.

NBI Hoogspanningsgebouw. Rechts zijn hulpbronnen, links zijn 2 groepen van 5 hoogspanningsversnellerbronnen, in het gebouw geïsoleerd 1 MV-bronnen. Links bevindt zich een cel in het tokamakgebouw waar 3 NBI+ diagnosebalken zich bevinden.

NBI-sectie in ITER. Links van de NBI bevindt zich een groene, snelle vacuümsluiter die indien nodig de NBI van de tokamak afsnijdt. De cilindrische bus van 1 megavolt en de afmetingen ervan zijn duidelijk zichtbaar.

In de NBI-kamer is nog ruimte over voor een derde energiemodule, voor een mogelijke energie-upgrade van ITER. Nu is het de bedoeling dat het plasmaverwarmingssysteem een ​​capaciteit heeft van 74 megawatt - 34 NBI, 20 MW hoogfrequente radioverwarming en 20 MW laagfrequent, en in de toekomst - tot 120 megawatt, wat de duur van de plasmaverbranding zal verlengen. tot een uur met een vermogen van 750 megawatt.

Standcomplex MITICA + SPIDER

Energie NBI Europe produceert, contracten zijn al verspreid. Een deel van de zullen in Japan worden vervaardigd. Omdat het NBI-apparaat qua complexiteit en werkomvang kan concurreren met alle tokamaks uit de jaren 80, zal in Europa in Padua één NBI-module worden gereproduceerd en eerst een afzonderlijke negatieve ionenbron SPIDER op volledige grootte (daarvoor , de helft ervan was in 2010 operationeel op een andere stand bij het Duitse Instituut IPP). Dit complex wordt nu in gebruik genomen en eind volgend jaar zullen de eerste experimenten ermee beginnen, en tegen 2020 hopen ze alle aspecten van het NBI-systeem uit te werken.

ZIJ QUEST “DANIELLA SHAW”

Waar te verkrijgen: de zoektocht wordt uitgevoerd in het fitnesscentrum. Ga naar het gemarkeerde raam in de biljartkamer en klop erop om met Danielle Shaw te praten. Ze zal je vragen de zogenaamde kok te vermoorden.

Ontmoeting met Danielle Shaw in het fitnesscentrum van de woonwijk.

De volgende keer dat u een bericht van haar ontvangt, is wanneer u in de gegevensopslag bent en de tekening van Morgan's activatorsleutel van de computer downloadt.

Om de zoektocht te voltooien, ga je naar je kantoor in de Talos 1-lobby en bekijk je je e-mail. Er zou een brief moeten zijn: "Morgan, lees het!"

Belangrijke brief.

Hieruit zul je leren dat Will Mitchell een bedrieger is - een van de vrijwilligers. Volg de neuromod-afdeling en ga naar boven. Ga naar de vrijwilligershutten waar voorheen geen licht was. Gebruik de terminal direct tegenover de deur, achter de balie, en selecteer de vrijwilliger met het gewenste trackingnummer. Het nummer is zichtbaar in de beschrijving van de Danielle Shaw-missie als je de brief leest.

Pas nadat je het baken hebt geactiveerd, ga je naar de locatie “Bridge Talos-1”, ga je met de zwaartekrachtlift naar beneden en ga je de capsule uiterst links in. Er zijn twee opties: je ontwapent de granaat en de nep-Will Mitchell zal een natuurlijke dood sterven, of je laat hem ontploffen.

Op heterdaad betrapt!

ZIJ QUEST “ARTS IGWE”

Waar te verkrijgen: wanneer u via de romp van Talos-1 het vrachtruim in moet, zal Dr. Igwe contact met u opnemen.

Dayo Igwe neemt contact met u op bij de ingang van het vrachtruim.

Vlieg naar de container die zich niet ver van de ingang van het vrachtruim bevindt en kijk naar het nummer 2312. Vlieg naar de deur van het vrachtruim waar Sarah Elazar contact met je kan opnemen. Het bedieningspaneel voor vrachtcontainers komt beschikbaar. Vlieg er naartoe, voer nummer 2312 in en selecteer vervolgens het aanmeren van de container. Open het dan. Eenmaal binnen praat je eenvoudig met Igwe om de zoektocht te voltooien en 2 Neuromods te ontvangen.

ZIJ QUEST “MET DEZE RING...”

Waar kun je het krijgen: Praat met Kevin Hag onderaan de vrachtruimte waar het kamp van de overlevenden zich bevindt.

Hij zal je vragen zijn vrouw Nicole te zoeken. Ga naar het woongedeelte en gebruik de terminal om Nicole's locatie te volgen. Ze zal in de logeerkamer van de regisseurssuite zijn. Dood het fantoom en zoek naar een trouwring.

Doorzoeking van het lichaam van Nicole Haag in de lobby van Talos 1.

Omdat ik dit van tevoren deed, heb ik de ring meteen aan Kevin gegeven en de zoektocht voltooid.

ZIJ QUEST “VERDEDIG HET LAADCOMPARTIMENT”

Waar te verkrijgen: automatisch wanneer u Sarah Elazar tegenkomt in het vrachtruim.

Je hebt de optie om deze taak niet te voltooien als je besluit eenvoudigweg de deur te hacken die naar vrachtruimte B leidt. Schakel anders de stroom in bij de aangegeven markering, zoek de blauwdruk buiten Talos 1 en installeer in totaal 3 operationele torentjes in voorkant van de deur naar het volgende deel van de laadruimte. Kevin Haag en Darcy Maddox staan ​​altijd aan de juiste deur.

De eerste toren is er al, repareer hem gewoon. Zoek in de buurt de terminal - de toegangscode voor het lijk van Magill, waarover werd geschreven in het artikel over het verkennen van de vrachtruimte. Open de cellen met behulp van de terminal en zoek het tweede torentje in een ervan. Het derde torentje bevindt zich achter de hoofdpoort van dit deel. Slepen en repareren. Een andere vind je trouwens in een van de containers bij de luchtsluizen van de vrachtruimte (je bent hier via zo'n luchtsluis gekomen). Zodra alle drie de torentjes zich in de blauwe zone bevinden, is de zoektocht voltooid en ontvang je een toegangscode.

ZIJ QUEST “PSYCHOGENISCH WATER”

Waar te verkrijgen: luister naar het transcript van Tobias Frost, dat je kunt vinden in de ventilatie, achter het toilet in het levensondersteunende compartiment.

Het lijk van Tobias Frost.

Volg de markering naar de waterzuiveringsinstallatie en schakel direct rechts de elektriciteit in. Ga links de trap op en ga door de kamer met twee terminals. Volg de trap nog hoger, spring op de apparatuur onder het plafond en gebruik de blauwe pijp aan de andere kant om dichter bij de achterdeur te komen. Spring naar het kapotte platform en ga de gewenste kamer binnen.

Een platform om op te springen.

Laad de capsule in het apparaat. De taak is voltooid. Waarom was dit allemaal? Probeer water uit elke fontein te drinken!

ZIJ QUEST “ONTBREKENDE INGENIEUR”

Waar te verkrijgen: na het lezen van een van de letters op de terminal in het beveiligingskantoor in het levensondersteunende compartiment.

Wacht tot je bij de energiecentrale bent. Ga naar de kamer met de reactor. Hier moet je volgens de plot helemaal naar beneden gaan. Maar zodra je in een grote kamer bent, ga je langs het balkon naar rechts. Je komt een rooster tegen waarachter je een gat in de muur ziet. Ga via het voortstuwingssysteem iets lager naar beneden, waar een blauwe deur is die geopend kan worden.

Nu moet je via deze liftschacht naar boven. Idealiter kun je de vaardigheden van de tyfonen gebruiken, maar als die er niet zijn, gebruik dan het GIPS-kanon om een ​​pad naar de top te creëren. Overigens kunt u het volgen van Jeanne Foret inschakelen in de beveiligingsterminal.

Het lijk van Jeanne Foret.

Wanneer je naar boven gaat en door de ventilatie gaat, dood je het fantoom en boots je na, en doorzoek dan het lijk van Jeanne Foret. U vindt de sleutelkaart voor de controlekamer van de luchtfiltratie.

Ga terug naar het levensondersteunende compartiment en ga naar de gewenste kamer. Open het met de sleutel om de taak te voltooien en de beloning te verzamelen.

ZIJ QUEST “Ontnuchteringscentrum”

Waar te verkrijgen: de zoektocht wordt ondernomen nadat je naar het transcript van Emily Carter hebt geluisterd in de kamer met ontsnappingscapsules in het levensondersteunende compartiment.

Ga naar de waterzuiveringsinstallatie (je kunt optioneel de tracking van Price Broadway activeren) en zet de elektriciteit aan met de afstandsbediening net buiten de voordeur, vlakbij het lijk van Raya Leiruat. Beklim de trap links en ga de kamer linksboven binnen. Er zijn hier twee terminals. Het wachtwoord voor de eerste staat in een notitie verborgen in een container ernaast, aan de linkerkant. Ga naar de terminal (je kunt hem hacken - "Hack-I") en activeer de enige functie die hier beschikbaar is. Dit is heel belangrijk om te doen!

Ga hierna naar de afvalwerkplaats op de zwaartekrachtlift en activeer de “Eel Collection”. Eels en het lijk van Price Broadway zullen uit het apparaat vallen.

Het lijk van Broadway Price.

De zoektocht is voltooid.

ZIJ QUEST “GUSTAV LEITNER”

Waar te verkrijgen: Automatisch, op voorwaarde dat u Dr. Igwe heeft gered.

Nadat Dr. Igwe (als je hem hebt gered) bij Morgan's kantoor is aangekomen, ga je naar het woongedeelte. Als u daar bent, neemt Igwe automatisch contact met u op en vraagt ​​u om een ​​gunst. Dit is hoe de zoektocht begint.

Ga gewoon naar Igwe's hut en benader het schilderij van de pianist. Via de inventaris (Data - audiodagboeken) zet je de muziek van Leitner aan. Aan het einde van het verlies gaat de kluis open. Haal Gustav Leitner eruit met een connectom en breng hem naar Igva, die in je kantoor in de Talos-1 lobby zal zijn. De zoektocht is voltooid.

De juiste foto aan de muur.

ZIJ QUEST “CATHERINE’S VADER”

Waar te verkrijgen: op voorwaarde dat je Ekaterina Ilyishina hebt gered (ze hebben medicijnen meegenomen). Praat met haar zodra ze het kantoor van Morgan Yu bereikt.

Als je Catherine hebt geholpen en haar leven hebt gered door het medicijn te krijgen, zal ze je binnenkort laten weten dat ze het kantoor heeft bereikt. Bezoek haar in je kantoor in de lobby van Talos 1 en praat een paar keer met haar. Uiteindelijk zal ze je over haar vader vertellen en om hulp vragen. Dit is hoe de taak begint.

Volg het datawarehouse door het arboretum (lift) en ga naar de tweede verdieping. Ga de terminalkamer binnen en voer het wachtwoord in. Luister naar de opname. Je hebt twee opties:

– Invoer verwijderen. Catherine zal denken dat je niets hebt gevonden.

– Verplaats het bestand. Het bestand wordt verplaatst naar de terminal in Morgan's kantoor.

De vereiste terminal.

In het tweede geval ga je terug naar je kantoor in de Talos 1-lobby. Praat een paar keer met Catherine totdat ze iets zegt als: "Ik kan niet geloven dat je erin geslaagd bent om..." te vinden. Pas daarna verschijnt er een tweede vermelding op de terminal in de hulpprogramma's. Zet hem aan en luister er samen naar. Catherine zal natuurlijk niet blij zijn. De zoektocht is voltooid.

ZIJ QUEST “DAL THE PURSUIT”

Waar te verkrijgen: automatisch wanneer Dahl verschijnt (na 1-2 minuten).

Wanneer je, volgens de plot, gegevens probeert te downloaden na het verkennen van de Coral-knooppunten naar de computer van Alex, verschijnt Dahl op Talos-1. Om te voorkomen dat hij je volgt, ga je naar het datawarehouse en ga je naar de terminal boven in het kantoor van Danielle Shaw. Voer in de linkerterminal het nummer van uw armband in: 0913. Bevestig dat u deze wilt deactiveren. De zoektocht is voltooid.

ZIJ QUEST “HELP LUTHER GLAS”

Waar kun je het verkrijgen: automatisch nadat Dahl verschijnt, wanneer je de techniek moet vernietigen.

Tegelijkertijd zal Luther Glass contact met u opnemen en om hulp vragen - hij zit opgesloten in de eerste hulp, omringd door buitenaardse wezens. Ga daarheen en dood alle vechtrobots. Als je het niet begrijpt: Luther Glass is al heel lang dood en zijn stem werd nagebootst door een van de robots. Het was een val. Daarom kun je de zoektocht volledig negeren.

ZIJ QUEST “GEHANDICAPTE DAL” (GERELATEERD AAN HET EINDE)

Waar te verkrijgen: automatisch een paar minuten nadat Dal verschijnt (Igwe neemt contact met u op).

Wanneer deze taak verschijnt, en wanneer Dahl verschijnt, zal Dr. Igwe na een tijdje contact met je opnemen en zeggen dat hij geneutraliseerd moet worden. Ga naar de Talos 1-lobby en ga naar Morgan's kantoor. Praat met Igwe. Voltooi nu onderstaande quest, maar dood Dahl niet, maar neutraliseer hem (de methode wordt beschreven in de quest “Dahl’s Ultimatum”).

Wanneer u dit doet, zal Dr. Igwe na enige tijd contact met u opnemen. Ga naar de neuromod-afdeling en volg de marker naar het laboratorium. Bevestig de verwijdering van de Neuromods door een aantal andere noodzakelijke handelingen uit te voeren.

Deze optie opent voor jou de weg naar een ander einde van het spel.

ZIJ QUEST “DAL’S ULTIMATUUM – BAGAGERUIMTE”

Waar te verkrijgen: automatisch nadat de taak met betrekking tot de moord op technicus Dahl is geactiveerd.

Wanneer je uitstapt nadat je de shuttle van Dahl hebt doorzocht, neemt de slechterik contact met je op en stelt je een ultimatum. Binnenkort zullen de mensen in het vrachtruim zonder lucht komen te zitten. Je moet het retourneren. Volg de luchtsluis naar de energiecentrale en ga van daaruit naar het levensondersteunende compartiment. Om Dahl te neutraliseren, kunt u als volgt te werk gaan:

– Wanneer je de grote hal binnenkomt met luchtfiltratiekamers en enorme ventilatoren, ga er dan omheen zodat je aan de tegenoverliggende muur van de voordeur staat. Er ligt hier een vrouwenlijk en er is een terminal. Schakel de ventilatoren uit met behulp van de terminal. Ga naar hen toe en trek de pijp uit een van de ventilatoren. Ga terug naar boven.

– Ga nu niet naar de kamer waar de afstand zich bevindt, maar naar de kamer er tegenover. Er is een terminal bij het raam waardoor je Dahl duidelijk kunt zien. De terminal beschikt over een desinfectiefunctie. Activeer het. Zuurstof zal een tijdje verdwijnen en Dahl zal het bewustzijn verliezen. Missie voltooid zonder Dahl te doden!

Wij neutraliseren Dahl.

Ren naar de kamer waar Dahl is en plaats het onderdeel terug op het dashboard. Repareer deze, of maak een nieuwe bij de fabrikant. Op deze locatie kun je de blauwdruk op het lijk van Max Weigel-Goetz vinden. De zoektocht is voltooid.

Om met Dahl de kamer binnen te komen, kun je op verschillende manieren handelen. De eerste is om het slot te kraken (Hacking-IV), het moeilijkste. De tweede manier is om door de kamer te gaan en beneden, waar de kapotte brug zich bevindt, een beschermend luik aan de muur te vinden. Maar om bij het luik te komen, moet je twee grote ladingen slepen en op elkaar plaatsen - "Lift-II".

Veiligheidsluik dat naar de kamer met Dahl leidt.

De derde optie is om een ​​raam om de hoek van de deur in te breken. Maar de opening is te klein, dus om door het raam naar binnen te komen, kun je niet zonder de vaardigheden van de Typhons.

Printbare versie van de pagina:
Lees en bekijk al het laatste nieuws over games In dit artikel leert u waar u alle bemanningsleden kunt zoeken in de locatie "Life Support Compartment" en hoe u alle deuren kunt openen met behulp van sleutelkaarten (pasjes) en toegangscodes (wachtwoorden). Houd er rekening mee dat sommige combinatiesloten in het spel geen wachtwoord hebben, dus je zult ze moeten kraken.

Op de metalen trap onder de elektriciteit aan de linkerkant vind je Het lijk van Penny Tennyson.

Ga rechts de trap op. Aan de rechterkant bevindt zich een medisch compartiment. Daarin kun je vinden 1 neuromod. Breek het pleisterwerk dat het pad naar het toilet blokkeert en zoek Het lijk van Elton Weber.

Geheim. Op het lijk van Weber zal een briefje staan ​​over een schuilplaats in de hal bij de ontsnappingscapsules. Wanneer je de zwaartekrachtlift naar beneden neemt, ga je de doorgang erachter in, die naar de capsules leidt. In deze doorgang bevindt zich een torentje. Zoek in de hoek een plek waar je onder de metalen vloer naar beneden kunt gaan (daar loopt ook een pijp). Nadat je naar beneden bent gegaan, vind je een nis in de muur met een open cache.

Een schuilplaats in de gang voor het compartiment met ontsnappingscapsules.

Hier vind je een beschermend luik, klim naar binnen en vind het aan de linkerkant Het lijk van Tobias Frost Met actieve deeltjesinjector (zoekopdrachtitem) En transcriptor "Actieve deeltjesinjector".

Ga de nabijgelegen gang in en vind 4 lijken - Ari Lyudnart, Augusto Vera, Carol Sykes, Erica Teague met een briefje ( code voor de kluis in het beveiligingshokje “5298”) En transcriptie “Remmer is zichzelf niet”.

Sleutelkaart van het beveiligingskantoor bevindt zich in de buurt. Tegenover de deur van dit kantoor bevindt zich een luik. Klim erin en vind dezelfde in de verdieping verderop. Spring naar beneden en vind het op de vloer sleutelkaart. Nadat u de deur van het beveiligingskantoor hebt geopend, voert u het wachtwoord in op de kluis en ontvangt u verschillende items. Downloaden sectorkaart vanaf de terminal, en lees ook de laatste brief “The Missing Engineer”.

Ga door de decontaminatieruimte naar de luchtfiltratiecontrolekamer. Ga bovenaan naar de overeenkomstige kamer en pak deze van het paneel Transcriptie: Jeanne Faure “Er is hier iets”. Buiten vind je de terminal tegenover de draaiende ventilatoren en zoek Het lijk van Alan Bianchi.

Transcriptie door Jeanne Foret.

Keer terug naar het begin van de locatie en neem de zwaartekrachtlift naar beneden. Aan de zijkant bevindt zich een berging. Verkrijgen code voor opslagruimte in levensondersteuning moet je naar de Oxygen Flow Control Room gaan. Het is dichtbij. Hoe je daar kunt komen, wordt beschreven in de passage van de zoektocht "Dahl's Ultimatum - Cargo Bay".

Volg de gang achter de lift, waar een kapot torentje staat. Ga naar de capsules en dood het fantoom dat er is Kirk Remmer. Neem zijn bakenarmband en transcript "Escape Pod-fout". Hier ligt Het lijk van Uma Isak. Repareer de afstandsbediening bij de uiterst rechtse ontsnappingscapsule en open deze. Er zal een nabootsing in zitten en Het lijk van Angela Diaz.

Lijken van Anon Lao En Henk Majors vindt u bij de capsules aan de linkerkant. Zoek in de middelste capsule aan de linkerkant Het lijk van Emily Carter Met transcriptor "Nuchter worden". Hiermee begint de extra zoektocht "Ontgiftingscentrum", waardoor je zult vinden Het lijk van Broadway Price(lees het aparte artikel over side-quests).

Ga naar het tegenovergestelde deel van de zwaartekrachtlift en je zult het vinden Het lijk van Raya Leyruat. Sla linksaf de waterzuiveringsinstallatie in en zoek bij de ingang naar lijk van Cynthia Dringas. Links onder de trap ligt Het lijk van Roger May. Het lijk van Caine Rocito bevindt zich aan de rechterkant - tegen de container gedrukt. Het licht op het grondgebied van de waterzuiveringsinstallatie gaat aan op de terminal helemaal aan het begin van de kamer, vlakbij het lijk van Raya Leiruat.

Ga naar boven en ga door de kamer met twee terminals. Ga door de andere deur naar buiten en vind de brug Het lichaam van Pablo Myers.

Binnenin vind je de kamer in de uiterste rechterhoek (bovenaan). Het lijk van Johnny Brangan. Om daar te komen, ga je helemaal bovenaan de trap van het vorige lijk, spring je op de uitrusting en daal je af naar de blauwe pijp. Spring ervan naar de achteringang.

Het lijk van Max Weigel-Goetz niet gemakkelijk te vinden. Ga terug naar de levensondersteunende hal en ga bij de zwaartekrachtliften staan. Spring links langs het hek naar beneden en land op de pijp waar het lijk zich bevindt. Je ontvangt ook tekening luchtmengselregelaar.

Het lijk van Max Weigel-Goetz.

Het zal handig zijn om een ​​luchtmengselregelaar te maken in de side-quest "Dahl's Ultimatum", wanneer je de luchttoevoer in de bagageruimte moet herstellen (maar in het geval dat je de kapotte niet kunt repareren).

Hasj-verslaving

Het narcotische effect treedt zowel op bij inname als bij het roken van cannabis. Er zijn verschillende namen voor het medicijn: hasj, marihuana, shash, bang, haras - gras.

Bij het gebruik van cannabis worden aandachtsstoornissen, “domheid, oprecht gedrag met ongepast, oncontroleerbaar lachen, spraakzaamheid en een verlangen om te bewegen (dansen, springen) waargenomen. Er is lawaai en oorsuizen, en de eetlust neemt toe. Er zijn tendensen tot agressieve acties als gevolg van somatische manifestaties op het gezicht: marmering, bleke nasolabiale driehoek, geïnjecteerd bindvlies. Er worden een verhoogde hartslag (100 slagen/min of meer) en een droge mond opgemerkt. De pupillen zijn verwijd, hun reactie op licht is verzwakt.

Bij gebruik van hoge doses cocaïne treedt een staat van opwinding op, visuele en soms auditieve hallucinaties. Deze aandoening kan lijken op een acute aanval van schizofrenie.

De intoxicatie bij het roken van marihuana duurt 2-4 uur, bij orale inname van hasj 5-12 uur. Tekenen van fysieke afhankelijkheid uiten zich in de vorm van prikkelbaarheid en slaapstoornissen, zweten en misselijkheid.

De mentale afhankelijkheid van het medicijn is behoorlijk sterk.

Bij chronisch gebruik van cannabispreparaten treedt persoonlijkheidsdepressie op met een afname van interesse in de omgeving, initiatief en passiviteit. Intellectuele vermogens nemen af, grove gedragsstoornissen treden op bij frequent antisociaal gedrag. Hoge frequentie van overtredingen onder invloed. Hasjverslaving is de ‘toegangspoort’ tot drugsverslaving. Mensen die cannabis gebruiken, stappen snel over op andere extreem gevaarlijke drugs.

Scheur

Er is ook een derivaat van cocaïne: crack, dat veel sterker is in zijn effecten dan cocaïne. Na een speciale verwerking van cocaïne worden platen verkregen die sterk op bloemblaadjes lijken. Ze worden meestal geplet en gerookt. Wanneer crack wordt gerookt, dringt het zeer snel het lichaam binnen via het bloedvatenstelsel van de longen. Crack komt in de bloedsomloop van de longen en dringt meerdere malen sneller door in het menselijk brein dan cocaïnepoeder, dat via de neus wordt ingeademd. Het scala aan sensaties en het intoxicatiecomplex treedt zelfs sneller op dan bij intraveneuze toediening.

Elk drugsgebruik veroorzaakt onherstelbare schade aan het menselijk lichaam. Ze vernietigen het menselijke zenuwstelsel en veroorzaken symptomen zoals doofheid, delirium en spijsverteringsstoornissen. Bovendien worden drugsverslaafden meestal impotent.

Nasvay

Nasvay (nasybay, us, nat, nose, ice, natsik) is een soort niet-roken tabaksproduct, traditioneel voor Centraal-Azië.

De belangrijkste componenten van nasvay zijn tabak en alkali (gebluste kalk). De samenstelling kan ook omvatten: gebluste kalk (in plaats van kalk kunt u kippenuitwerpselen of kamelenmest gebruiken), componenten van verschillende planten, olie. Om de smaak te verbeteren, worden er soms kruiden aan nasvay toegevoegd. Officieel is "nasvay" tabaksstof vermengd met lijm, limoen, water of plantaardige olie, in balletjes gerold. In Centraal-Azië, waar nasvay erg populair is, zijn de recepten voor de bereiding ervan anders en vaak zit er helemaal geen tabaksstof in het mengsel. Het wordt vervangen door actievere componenten.

Nasvay wordt in de mond geplaatst om te voorkomen dat het op de lippen terechtkomt, die in dit geval bedekt raken met blaren. Het inslikken van speeksel of drankjekorrels kan misselijkheid, braken en diarree veroorzaken, wat ook erg onaangenaam is. En het resulterende plezier - lichte duizeligheid, tintelingen in de armen en benen, wazig zien - duurt niet langer dan 5 minuten. De belangrijkste reden die tieners opgeven voor het nemen van nasvay is dat ze erna niet meer willen roken.

Nasvay, impact: lichte duizeligheid, tintelingen in de armen en benen, wazig zien.

Nasvay, bijwerkingen.

Consumptie van nasvay kan leiden tot verslaving en verdere fysieke afwijkingen in het functioneren van het lichaam en eigenaardige sensaties, zoals: autonome stoornissen, zweten, orthostatische instorting (een aandoening waarbij een plotselinge verandering in de lichaamshouding ervoor zorgt dat iemand last krijgt van duizeligheid, donker zicht ), flauwvallen, verhoogd risico op de ontwikkeling van zeldzame oncologische ziekten, tandziekten, ziekten van het mondslijmvlies, ziekten van het slokdarmslijmvlies.

Nasvay, impact op de korte termijn

Ernstige plaatselijke verbranding van het mondslijmvlies, zwaar gevoel in het hoofd en later in alle delen van het lichaam, apathie, plotselinge speekselvloed, duizeligheid, spierverslapping. Sommigen hebben gesuggereerd dat de effecten van nasvay mogelijk minder ernstig zijn bij mensen met een voorgeschiedenis van het roken van tabak, maar dit is niet het geval. Nasvay zal het roken van sigaretten niet vervangen. Degenen die lange tijd nasvay gebruiken, merken geen manifestaties op als een brandende, onaangename geur en smaak van dit vreemde drankje. Maar dit is waarschijnlijk het moment waarop de geur voor iedereen om je heen duidelijk wordt.

Consumenten waarschuwen beginners ook om nasvay niet te combineren met alcohol vanwege de onvoorspelbaarheid van de effecten. Als u Nasvay gebruikt, is het heel gemakkelijk om een ​​dosis te krijgen waarbij u zich plotseling ongemakkelijk kunt voelen en zelfs het bewustzijn kunt verliezen, omdat het erg moeilijk is om uw dosis te berekenen.

Nasvay langetermijngevolgen van consumptie

1. Volgens Oezbeekse oncologen werd 80% van de gevallen van kanker van de tong, lip en andere organen van de mondholte, evenals het strottenhoofd, in verband gebracht met mensen die nasvay gebruikten. Nasvay betekent 100% kans op kanker.

3. Tuinders weten wat er met een plant zal gebeuren als hij wordt bewaterd met een onverdunde oplossing van kippenmest: hij zal 'verbranden'. Artsen bevestigen dat hetzelfde gebeurt in het lichaam van iemand die nasvay gebruikt; vooral het mondslijmvlies en het maag-darmkanaal worden aangetast. Langdurig gebruik van nasvay kan leiden tot maagzweren.

4. Omdat het belangrijkste actieve ingrediënt van nasvay tabak is, ontwikkelt zich dezelfde nicotineverslaving. Deze vorm van tabak is schadelijker dan het roken van sigaretten, omdat... een persoon krijgt een grote dosis nicotine binnen, vooral vanwege het effect van kalk op het mondslijmvlies. Nasvay veroorzaakt ernstige drugsverslaving.

5. Narcologen zijn van mening dat er naast tabak ook andere verdovende middelen aan sommige porties nasvay kunnen worden toegevoegd. Er ontstaat dus niet alleen een nicotineverslaving, maar ook een verslaving aan andere chemicaliën.

6.Nasvay kan worden geclassificeerd als een psychotrope stof. Het gebruik ervan door tieners heeft invloed op hun mentale ontwikkeling: de perceptie neemt af en het geheugen verslechtert, kinderen raken uit balans. Consumenten melden geheugenproblemen en een constante staat van verwarring. De gevolgen van gebruik zijn een verandering in de persoonlijkheid van de tiener, een schending van zijn psyche en uiteindelijk een achteruitgang van de persoonlijkheid.

7. Bij kinderen wordt het gebruik van nasvay zeer snel een gewoonte en wordt het de norm. Al snel wil de tiener sterkere sensaties. En als een tiener net zo gemakkelijk nasvay voor zichzelf koopt als kauwgom, dan bestaat de kans dat hij in de nabije toekomst harddrugs gaat proberen.

8. Consumenten melden tandbederf.

9. Door het consumeren van nasvay stopt de spermaproductie, wordt de voortplantingsfunctie verstoord en is er vrijwel geen kans op herstel - Instituut voor Medische Problemen van de Academie van Wetenschappen. De schade die nasvay veroorzaakt, is niet afhankelijk van de duur van het gebruik. Nasvay kan onmiddellijk toeslaan, het hangt af van de individuele kenmerken van het lichaam.

Kruid

Spice (“spice”, K2, vertaald uit het Engels “seasoning”, “spice”) is een van de merken synthetische rookmengsels die worden verkocht in de vorm van kruiden met een chemische stof erop. Het heeft psychoactieve effecten die vergelijkbaar zijn met die van marihuana. Kruidenmengsels worden sinds 2006 (volgens sommige bronnen - sinds 2004) in Europese landen verkocht onder het mom van wierook, voornamelijk via online winkels. In 2008 werd ontdekt dat de actieve componenten van de mengsels geen stoffen van plantaardige oorsprong zijn, maar synthetische analogen van tetrahydrocannabinol.

Gevolgen van specerijen:

1. Acute psychische stoornissen - hallucinaties, paniekaanvallen, irritatie, woede, eeuwige depressie;
2. De toestand wordt elke dag erger - het kruid veroorzaakt de grootste schade aan de hersenen;
3. Ernstige stoornissen van de motoriek en het vestibulaire systeem, die tot uiting komen in grimassen op het gezicht, een dansende gang en vervorming van de spraak, alsof de persoon verkrampte jukbeenderen heeft;
4. Er is een volledig gebrek aan eetlust en slaap, de patiënt droogt voor zijn ogen uit.

Als ze lezen over de gevolgen die alle specerijenverslaafden overkomen, denken veel patiënten dat dit hen niet zal overkomen, of zal gebeuren, maar niet onmiddellijk, maar ergens in de verre toekomst. Dit is de meest voorkomende misvatting. Dit alles zal niet alleen zeer binnenkort gebeuren, het gebeurt nu al, vanaf de allereerste dosis en bij elke nieuwe trek verandert een persoon in een groente. Iedereen kiest zijn eigen mate van nauwkeurigheid.

Kruiden schade. Het feit dat specerijen ernstige schade aan de psyche veroorzaken, is niet alleen al bewezen door narcologen, maar ook door populaire video's van specerijenverslaafden die zich verspreiden op sociale netwerken en blogs in Jekaterinenburg. Het zicht is werkelijk verschrikkelijk.

Het hoogste zelfmoordcijfer is geregistreerd onder specerijenverslaafden. Tegelijkertijd waren de tieners duidelijk niet van plan om afscheid te nemen van het leven tot het moment dat ze begonnen met roken. Hoe specerijen iemand deze stap laten zetten, is onbekend. Sommige patiënten geven toe dat ze tijdens het gebruik van specerijen het vermogen voelen om de wereld te beheersen en in hun eigen onsterfelijkheid te geloven.

Narcologen merken een ander destructief kenmerk van nieuwe rookmengsels op. Langdurige onthouding van het roken van kruiden, vergelijkbaar met coderen bij alcoholisme, gaat gepaard met een ernstige inzinking, die zelfs tot een overdosis kan leiden.

Symptomen van een overdosis kunnen 10-15 minuten na het roken optreden; vaker wordt de malaise uitgedrukt door plotselinge misselijkheid, een bleke huid, de persoon voelt een acuut zuurstofgebrek, wat kan resulteren in flauwvallen. Als u vanwege een ademstilstand niet dringend een ambulance belt, is zelfs de dood mogelijk.

Stadia van specerijenverslaving:

Eerste dosis. De eerste fase waarin kennis met het medicijn plaatsvindt. Het nieuwe medicijn, specerij, wordt gezien als een indicator van volwassenheid en kalmte. Tieners vermoeden niet eens wat een dramatisch einde hen te wachten staat.

Experimentele periode. Nadat hij verschillende keren heeft genoten van wat hij geeft, begint de verslaafde te proberen rookmengsels te mengen, waarbij hij tegelijkertijd de dosis verhoogt.

Het roken van kruiden wordt onderdeel van het dagelijks leven. In dit stadium vraagt ​​​​een persoon zich echter nog niet af hoe hij moet stoppen met het roken van kruiden, zolang het hem lijkt dat dit normaal en zelfs gezond is.

Cruciaal moment. Binnenkort zal er zeker een dag komen waarop het onmogelijk is om rookmixen te krijgen. De patiënt heeft verlichting nodig van ontwenningsverschijnselen. Op dit moment realiseert hij zich dat hij vanaf nu zijn verslaving niet meer onder controle kan houden en dat hij hulp nodig heeft bij de behandeling van medicijnen.

Het uur van de afrekening. De eerste ernstige gevolgen van het gebruik van specerijen verschijnen. Het roken van specerijen tast vooral de hersenen en het zenuwstelsel aan. Binnen een paar maanden droogt het eenvoudigweg de hersenen uit, het geheugen verdwijnt, de gedachten zijn verward, de patiënt ervaart een constante terugtrekking, en zelfs als je een arts belt, zal hij de ernstige aandoening niet volledig kunnen stoppen. Behandeling van drugsverslaving in dit stadium van de verslaving kan alleen effectief zijn in een revalidatiecentrum.

Eigenaars van patent RU 2619923:

Gebied van technologie

Het onderwerp van de hierin beschreven uitvinding heeft in het algemeen betrekking op straalinjectoren met neutrale deeltjes, en meer in het bijzonder op een straalinjector met neutrale ionen en neutrale deeltjes.

Voorafgaande kunst

Tot op de dag van vandaag worden neutrale deeltjesbundels die worden gebruikt bij fusieonderzoek, etsen, materiaalverwerking, sterilisatie en andere toepassingen gegenereerd uit positieve ionen. Positieve ionen van de waterstofisotoop worden door middel van elektrostatische velden uit het gasontladingsplasma gehaald en versneld. Onmiddellijk na het grondvlak van de versneller gaan ze een gascel binnen waar ze zowel ladingsuitwisselingsreacties ondergaan om elektronenionisatie te produceren als impactionisatiereacties voor extra insluiting. Omdat de dwarsdoorsnede van de ladingsuitwisseling veel sneller afneemt bij toenemende energie dan de dwarsdoorsnede van de ionisatie, begint de fractie van evenwichtsneutrale deeltjes in een dik gaselement snel te dalen bij energieën boven 60 keV voor waterstofdeeltjes. Voor toepassingen met neutrale deeltjesbundels van waterstofisotoopionen die energieën vereisen die ruim daarboven liggen, is het noodzakelijk om de negatieve ionen te vormen en te versnellen en ze vervolgens om te zetten in neutrale deeltjes in een dun gaselement, wat kan resulteren in een neutrale deeltjesfractie van ongeveer 60% ten opzichte van een breed scala aan energieën tot enkele MeV. Zelfs grotere hoeveelheden neutrale deeltjes kunnen worden verkregen als een plasma- of fotonisch element wordt gebruikt om negatieve ionenbundels met hoge energie om te zetten in neutrale deeltjes. In het geval van een fotonisch element waarbij de fotonenergie groter is dan de elektronenaffiniteit van waterstof, kan het aandeel neutrale deeltjes bijna 100% bedragen. Opgemerkt moet worden dat het idee van het gebruik van negatieve ionen in de versnellerfysica meer dan 50 jaar geleden voor het eerst werd geformuleerd door Alvarez.

Omdat neutrale deeltjesbundels voor excitatie en stroomverwarming in grote fusie-apparaten van de toekomst, evenals sommige toepassingen in moderne apparaten, energieën vereisen die aanzienlijk hoger zijn dan die welke beschikbaar zijn met positieve ionen, zijn er de afgelopen jaren neutrale deeltjesbundels ontwikkeld op basis van negatieve ionen. . De tot nu toe bereikte bundelstromen zijn echter aanzienlijk lager dan de bundelstromen die op volledig conventionele wijze met behulp van positieve ionenbronnen worden gegenereerd. De fysieke reden voor de lagere prestaties van negatieve ionenbronnen in termen van bundelstroom is de lage elektronenaffiniteit van waterstof, die slechts 0,75 eV bedraagt. Bijgevolg is het veel moeilijker om negatieve waterstofionen te vormen dan hun positieve equivalenten. Het is ook vrij moeilijk voor pasgeboren negatieve ionen om het trekgebied te bereiken zonder botsingen met elektronen met hoge energie, wat zeer waarschijnlijk zal resulteren in het verlies van een teveel aan zwak gebonden elektron. Het trekken van H - ionen uit het plasma om een ​​straal te vormen is eveneens moeilijker dan voor H + ionen, aangezien negatieve ionen vergezeld gaan van een veel grotere elektronenstroom, tenzij er inperkingsmaatregelen worden toegepast. Omdat de doorsnede voor het door botsing strippen van een elektron van een H - ion om een ​​atoom te vormen aanzienlijk groter is dan de doorsnede voor H + ionen om een ​​elektron uit een waterstofmolecuul te halen, is de fractie van de ionen die tijdens de versnelling in neutrale deeltjes wordt omgezet. kan aanzienlijk zijn als de dichtheid van de gasleiding in het versnellerpad niet wordt geminimaliseerd door de ionenbron bij lage druk te laten werken. Ionen die voortijdig worden geneutraliseerd tijdens versnelling vormen een residu met lage energie en hebben over het algemeen een grotere divergentie dan ionen die het volledige versnellingspotentieel ervaren.

Neutralisatie van een bundel versnelde negatieve ionen kan worden uitgevoerd in een gasdoel met een rendement van ongeveer 60%. Het gebruik van plasma- en fotondoelen biedt de mogelijkheid om de efficiëntie van de neutralisatie van negatieve ionen verder te vergroten. De algehele energie-efficiëntie van de injector kan worden verbeterd door de energie terug te winnen van de ionensoort die in de straal achterblijft nadat deze door de neutralisator is gegaan.

Een schematisch diagram van een krachtige neutrale deeltjesbundelinjector voor een ITER-tokamak, dat ook typerend is voor andere magnetische plasma-opsluitingssystemen die in een reactor worden overwogen, wordt getoond in figuur 3. De basiscomponenten van de injector zijn een bron met hoge stroomsterkte van negatieve ionen, een ionenversneller, een neutralisator, een magnetische scheider van de geladen component van de opgeladen straal met ionenontvangers/recuperatoren.

Om de vereiste vacuümomstandigheden in de injector te handhaven, wordt doorgaans een hoogvacuümpompsysteem met grote afsluitkleppen gebruikt om de straalstroom van het plasmaapparaat af te sluiten en/of toegang te verschaffen tot de hoofdelementen van de injector. Bundelparameters worden gemeten met behulp van intrekbare calorimetrische doelen, evenals met niet-destructieve optische methoden. De vorming van krachtige bundels neutrale deeltjes vereist het gebruik van een geschikte krachtbron.

Volgens het vormingsprincipe kunnen bronnen van negatieve ionen in de volgende groepen worden verdeeld:

Bronnen van volumetrische vorming (plasma), waarbij ionen worden gevormd in het plasmavolume;

Oppervlaktevormende bronnen, waarbij ionen worden gevormd op het oppervlak van elektroden of speciale doelen;

Oppervlakteplasmabronnen, waarbij ionen worden gevormd op de oppervlakken van elektroden die interageren met plasmadeeltjes, ontwikkeld door de Novosibirsk-groep; En

Ladingsuitwisselingsbronnen waarin negatieve ionen worden gevormd als gevolg van de ladingsuitwisseling van bundels versnelde positieve ionen op verschillende doelen.

Om plasma te vormen in moderne volumetrische bronnen van H-ionen, vergelijkbaar met een bron van positieve ionen, worden boogontladingen met thermionische filamenten of holle kathoden gebruikt, evenals radiofrequentie-ontladingen in waterstof. Om de elektronenretentie tijdens de ontlading te verbeteren en de waterstofdichtheid in de gasontladingskamer te verminderen, wat belangrijk is voor bronnen van negatieve ionen, worden ontladingen in een magnetisch veld gebruikt. Systemen met een extern magnetisch veld (dat wil zeggen met Penning-geometrie of magnetrongeometrie van elektroden, met elektronenoscillatie in het longitudinale magnetische veld van een "reflecterende" ontlading) en systemen met een perifeer magnetisch veld (multipool) worden veel gebruikt. Een dwarsdoorsnede van een ontladingskamer met een perifeer magnetisch veld ontworpen voor een straalinjector met neutrale deeltjesbundel wordt getoond in figuur 4. Het magnetische veld aan de rand van de plasmabox wordt gevormd door permanente magneten die op het buitenoppervlak zijn geïnstalleerd. De magneten zijn gerangschikt in rijen waarin de magnetisatierichting constant is of varieert in een verschoven patroon, zodat de magnetische veldlijnen de geometrie hebben van lineaire of verspringende puntige projecties nabij de muur.

Met name het gebruik van systemen met een meerpolig magnetisch veld aan de periferie van plasmakamers maakt het voor systemen mogelijk om dicht plasma in de bron op een verlaagde werkgasdruk in de kamer te houden tot 1-4 Pa (zonder cesium) en tot 0,3 Pa in systemen met cesium. Deze vermindering van de waterstofdichtheid in de ontladingskamer is vooral belangrijk voor gigantische ionenbronnen met hoge stroomsterkte en meerdere openingen die worden ontwikkeld voor gebruik in fusieonderzoek.

Momenteel worden ionenbronnen op basis van oppervlakteplasmavorming als het meest geschikt beschouwd voor de vorming van bundels van negatieve ionen met hoge stroomsterkte.

In ionenbronnen gebaseerd op oppervlakteplasmavorming worden ionen gevormd in de interactie tussen deeltjes met voldoende energie en een oppervlak met een lage werkfunctie. Dit effect kan worden versterkt door een alkalische coating van het gebombardeerde oppervlak. Er zijn twee hoofdprocessen, namelijk thermodynamisch evenwicht van oppervlakte-ionisatie, waarbij een langzaam atoom of molecuul dat een oppervlak raakt, na een gemiddelde verblijftijd wordt teruggestraald als een positief of negatief ion, en niet-evenwichts (kinetische) atomaire-oppervlakte-interactie, waarbij negatieve ionen gevormd door sputteren, impactdesorptie (in tegenstelling tot thermische desorptie, die thermische deeltjes desorbeert), of reflectie wanneer bedekt met alkalimetalen. Tijdens het proces van thermodynamisch evenwichtionisatie worden geadsorbeerde deeltjes losgemaakt van het oppervlak onder omstandigheden van thermisch evenwicht. De ionisatiecoëfficiënt van deeltjes die het oppervlak verlaten, wordt bepaald met behulp van de formule van Saha en wordt verondersteld zeer klein te zijn (~0,02%).

Niet-evenwichtskinetische oppervlakte-ionisatieprocessen zijn vermoedelijk veel efficiënter aan het oppervlak en hebben een vrij lage werkfunctie die vergelijkbaar is met de elektronenaffiniteit van het negatieve ion. Tijdens dit proces wordt een negatief ion losgemaakt van het oppervlak, waardoor de ondergrondse barrière wordt doorbroken met behulp van kinetische energie afkomstig van het primaire deeltje. Dichtbij het oppervlak ligt het energieniveau van het extra elektron onder het bovenste Fermi-niveau van elektronen in het metaal, en dit niveau kan heel gemakkelijk worden ingenomen door elektronentunneling uit het metaal. Tijdens ionenmigratie vanaf het oppervlak overwint het een potentiële barrière gevormd door een spiegellading. Het veld van het ladingsverdelingspatroon verhoogt het energieniveau van het extra elektron ten opzichte van de energieniveaus van elektronen in het metaal. Vanaf een bepaalde kritische afstand wordt het niveau van het extra elektron hoger dan het bovenste energieniveau van elektronen in het metaal, en resonante tunneling retourneert het elektron van het uitgaande ion terug in het metaal. Als het deeltje snel genoeg loskomt, wordt verwacht dat de negatieve ionisatiesnelheid behoorlijk hoog zal zijn voor een oppervlak met een lage werkfunctie, dat kan worden geleverd door een alkalimetaalcoating, met name cesium.

Experimenteel is aangetoond dat de mate van negatieve ionisatie van waterstofdeeltjes die van dit oppervlak loskomen met een verminderde werkfunctie kan oplopen tot =0,67. Opgemerkt moet worden dat de werkfunctie op wolfraamoppervlakken een minimumwaarde heeft bij een Cs-coating van 0,6 monolagen (op het oppervlak van een 110 wolfraamkristal).

Om bronnen van negatieve waterstofionen te ontwikkelen is het belangrijk dat de integrale opbrengst aan negatieve ionen hoog genoeg is, K - = 9-25%, voor botsingen van waterstofatomen en positieve ionen met energieën van 3-25 eV met oppervlakken met lage arbeid functie, zoals Mo+Cs, W+Cs. In het bijzonder (zie figuur 5) kan bij het bombarderen van een stilstaand molybdeenoppervlak met Franck-Condon-atomen met een energie groter dan 2 eV de integrale efficiëntie van de omzetting in H-ionen K - ~8% bereiken.

Bij oppervlakteplasmabronnen (SPS) wordt de vorming van negatieve ionen gerealiseerd als gevolg van kinetische oppervlakte-ionisatie, namelijk de processen van sputteren, desorptie of reflectie op elektroden die in contact staan ​​met het gasontladingsplasma. Bij SPS worden speciale emitterelektroden met verminderde werkfunctie gebruikt om de vorming van negatieve ionen te verbeteren. Door een kleine hoeveelheid cesium aan de ontlading toe te voegen, is het in de regel mogelijk om de helderheid en intensiteit van de Hˉ-bundels in de collector te vergroten. De introductie van cesiumatomen in de ontlading vermindert aanzienlijk de begeleidende stroom van elektronen die met negatieve ionen worden uitgezogen.

Bij SPS vervult gasontladingsplasma verschillende functies: het vormt namelijk intense deeltjesstromen die de elektroden bombarderen; de plasmamantel naast de elektrode zorgt voor de versnelling van de ionen, waardoor de energie van de bombarderende deeltjes toeneemt; Negatieve ionen die zich in de elektroden met een negatieve potentiaal vormen, worden versneld door de plasmamantelpotentiaal en dringen door de plasmaplaat in het trekgebied door zonder noemenswaardige vernietiging. Intensieve vorming van negatieve ionen met een vrij hoog rendement van stroom- en gasgebruik werd verkregen door verschillende modificaties van SPS onder omstandigheden van een "vuile" gasontlading en intens bombardement van de elektroden.

Er zijn verschillende SPS-bronnen ontwikkeld voor grote fusie-apparaten zoals LHD, JT-60U en de International (ITER) tokamak.

Typische kenmerken van deze bronnen kunnen worden begrepen door de LHD stellarator-injector te beschouwen, die wordt weergegeven in figuur 6. Het boogontladingsplasma wordt gevormd in een grote magnetische, meerpolige bladkamer met een volume van ~100 liter. Vierentwintig wolfraamfilamenten ondersteunen een boog van 3 kA, ~80 V bij een waterstofdruk van ongeveer 0,3-0,4 Pa. Een extern magnetisch filter met een maximaal veld in het midden van ~50 Gauss zorgt voor elektronendichtheid en temperatuurverlaging in het extractiegebied nabij de plasma-elektrode. Positieve voorspanning van de plasma-elektrode (~10 V) vermindert de bijbehorende elektronenstroom. Negatieve ionen worden gevormd op de plasma-elektrode bedekt met een optimale laag cesium. Externe cesiumovens (drie voor één bron) uitgerust met pneumatische kleppen zorgen voor een gedistribueerde injectie van cesiumatomen. De vorming van negatieve ionen bereikt een maximum bij de optimale plasma-elektrodetemperatuur van 200-250 o C. De plasma-elektrode is thermisch geïsoleerd en de temperatuur ervan wordt bepaald door de plasma-ontlading van stroombelastingen.

Het optische ionensysteem met vier elektroden en meerdere openingen dat wordt gebruikt in de LHD-ionenbron wordt getoond in figuur 7. Negatieve ionen worden door 770 stralingsopeningen met een diameter van 1,4 cm gezogen, die een oppervlakte van 25⋅125 cm2 op de plasma-elektrode innemen. Kleine permanente magneten zijn ingebed in het extractierooster tussen de openingen om gecoëxtraheerde elektronen uit de straal naar de wand van de extractie-elektrode af te buigen. Een extra elektronisch arrestatierooster dat achter het extractierooster is gemonteerd, onderschept secundaire elektronen die worden terugverstrooid of geëmitteerd door de wanden van de extractie-elektroden. In de ionenbron wordt gebruik gemaakt van geaard gaas met meerdere spleten en hoge transparantie. Dit verkleint het gebied waar de bundel elkaar kruist, waardoor het vermogen om de spanning vast te houden toeneemt en de gasdruk in de openingen met een factor 2,5 wordt verlaagd, met een overeenkomstige vermindering van de verliezen door het strippen van de bundel. Zowel de extractie-elektrode als de aardelektrode zijn watergekoeld.

De introductie van cesiumatomen in een meerpuntsbron zorgt voor een vijfvoudige toename van de stroom van geëxtraheerde negatieve ionen en een lineaire toename van de opbrengst aan H-ionen - over een breed scala aan ontladingsvermogens en drukken wanneer gevuld met waterstof. Andere belangrijke voordelen van het introduceren van cesiumatomen zijn een ~10-voudige reductie van de gecoëxtraheerde elektronenstroom en een significante reductie van de waterstofdruk tijdens ontlading tot 0,3 Pa.

Multitip-bronnen in LHD leveren doorgaans een ionenstroom van ongeveer 30 A met een stroomdichtheid van 30 mA/cm2 in pulsen van 2 seconden. De belangrijkste problemen voor LHD-ionenbronnen zijn het blokkeren van cesium, dat in de boogkamer wordt geïntroduceerd, door wolfraam dat uit de gloeidraden wordt gesputterd, en een afname van het vermogen om hoge spanningen vast te houden bij gebruik in de lange pulsmodus bij hoge vermogensniveaus.

De LHD-neutrale deeltjesbundelinjector met negatieve ionen heeft twee ionenbronnen die interageren met waterstof bij een nominale bundelenergie van 180 keV. Elke injector bereikt een nominaal injectievermogen van 5 MW over een puls van 128 seconden, dus elke ionenbron levert een neutrale deeltjesbundel van 2,5 MW. Figuren 8A en B tonen een LHD neutrale deeltjesbundelinjector. De brandpuntsafstand van de ionenbron is 13 m en het keerpunt van de twee bronnen ligt 15,4 m lager. De injectiepoort is ongeveer 3 meter lang, waarbij het smalste deel een diameter heeft van 52 cm en een lengte van 68 cm.

Bij IPP Garching worden ionenbronnen met radiofrequente plasmavormers en de vorming van negatieve ionen op een met cesium beklede plasma-elektrode ontwikkeld. RF-drivers produceren schoner plasma, zodat er in deze bronnen geen blokkering van cesium door wolfraam plaatsvindt. Steady-state pulsextractie van een negatieve ionenbundel met een straalstroom van 1 A, een energie van ~ 20 kV en een duur van 3600 seconden werd in 2011 door IPP gedemonstreerd.

Momenteel vertonen hoogenergetische neutrale deeltjesbundelinjectoren die worden ontwikkeld voor fusie-apparaten in de volgende fase, zoals de ITER Tokamak, geen robuuste werking bij de vereiste energie van 1 MeV en werking in stabiele of continue golfmodi (CW). bij een voldoende hoge stroom. Daarom is er behoefte aan het ontwikkelen van haalbare oplossingen als het mogelijk is problemen op te lossen die het bereiken van doelbundelparameters verhinderen, zoals bijvoorbeeld bundelenergie in het bereik van 500-1000 keV, effectieve stroomdichtheid in neutrale deeltjes van de hoofdpoort van het reservoir in 100-200 A/m3, het vermogen per neutrale deeltjesbundelinjector is ongeveer 5-20 MW, de pulsduur is 1000 seconden en de gasbelastingen die via de bundelinjector worden geïntroduceerd zijn minder dan 1-2 % van de straalstroom. Opgemerkt moet worden dat het bereiken van dit doel veel goedkoper wordt als de negatieve ionenstroom in de injectormodule wordt teruggebracht tot een ionenextractiestroom van 8-10 A vergeleken met de ionenextractiestroom van 40 A voor de ITER-bundel. Stapsgewijze reducties in de extractiestroom en het bundelvermogen zouden moeten resulteren in dramatische veranderingen in het ontwerp van de belangrijkste elementen van de ionenbron in de vorm van de injector en de hoogenergetische versneller, zodat veel geavanceerdere technologieën en benaderingen toepasbaar worden, waardoor de kans op betrouwbaarheid van de injector. Daarom wordt in de huidige situatie een extractiestroom van 8-10 A per module voorgesteld, met de veronderstelling dat het vereiste injectie-uitgangsvermogen kan worden verkregen met behulp van meerdere injectormodules die bundels met lage divergentie en hoge stroomdichtheid produceren.

De prestaties van oppervlakteplasmabronnen zijn redelijk goed gedocumenteerd, en verschillende ionenbronnen die tegenwoordig actief zijn, produceren continue, schaalbare ionenbundels van meer dan 1 A of hoger. Tot nu toe liggen de belangrijkste parameters van neutrale deeltjesbundelinjectoren, zoals bundelvermogen en pulsduur, vrij ver verwijderd van de parameters die vereist zijn voor de injector in kwestie. De huidige stand van de ontwikkeling van deze injectoren kan worden afgeleid uit Tabel 1.

tafel 1
T.A.E.	ITER	JT-60U	LHD	IPP	CEA-JAERI
Stroomdichtheid (A/m2)	200 D- 280 uur -	100 D -	350 uur -	230 D- 330 uur -	216 D- 195 U -
Straalenergie (keV)	1000 uur -	1000 D- 100 uur -	365	186	9	25
Pulsduur (sec)	≥1000	3600 D- 3H-	19	10	<6	5 1000
Verhouding tussen het aantal elektronen en het aantal ionen	1	~0,25	<1	<1	<1
Druk (pa)	0,3	0,3	0,26	0,3	0,3	0,35
Opmerkingen	Combinatienummers zijn nog niet bereikt, er worden experimenten op volledige schaal uitgevoerd bij IPP Garching - lange pulsbron (MANITU) levert momenteel 1 A/20 kV gedurende 3600 sec bij D -	Gloeidraadbron	Gloeidraadbron	RF-bron, gedeeltelijke trekkracht, testbank bekend als BATMAN, werkt op 2 A/20 kV gedurende ~6 sec	Bron KamabokoIII (JAERI) op MANTIS (CEA)

Daarom is het wenselijk om te voorzien in een verbeterde straalinjector voor neutrale deeltjes.

Korte samenvatting van de uitvinding

Uitvoeringsvormen die hierin worden gegeven zijn gericht op systemen en werkwijzen voor een straalinjector met neutrale ionen en neutrale deeltjes. De negatieve ionenneutrale deeltjesbundelinjector bevat een ionenbron, een versneller en een neutralisator om een ​​neutrale deeltjesbundel van ongeveer 5 MW te produceren met een energie van ongeveer 0,50-1,0 MeV. De ionenbron bevindt zich in een vacuümtank en produceert een negatieve ionenbundel van 9 A. De door de ionenbron gegenereerde ionen worden vooraf versneld tot 120 kV voordat ze in de hoogenergetische versneller worden geïnjecteerd door middel van een elektrostatisch rooster met meerdere openingen. -versneller in de ionenbron, die wordt gebruikt om ionenbundels uit het plasma te halen en deze te versnellen tot een bepaalde fractie van de benodigde bundelenergie. De straal van 120 keV van de ionenbron gaat door een paar deflectormagneten, waardoor de straal axiaal kan worden verplaatst voordat deze de hoogenergetische versneller binnengaat. Na versnelling tot volledige energie komt de straal de neutralisator binnen, waar deze gedeeltelijk wordt omgezet in een straal neutrale deeltjes. De overige soorten ionen worden gescheiden door een magneet en naar elektrostatische energieomzetters gestuurd. Een straal neutrale deeltjes passeert een afsluitklep en komt de plasmakamer binnen.

Een verhoogde temperatuur van de plasmavormers en de binnenwanden van de plasmakast van de ionenbron (150-200°C) wordt gehandhaafd om de ophoping van cesium op hun oppervlakken te voorkomen. Er is voorzien in een distributiespruitstuk om cesium rechtstreeks op het oppervlak van de plasmareeksen af ​​te leveren in plaats van in het plasma. Dit vertegenwoordigt een verandering ten opzichte van bestaande ionenbronnen, die cesium rechtstreeks in de plasma-ontladingskamer voeden.

Het magnetische veld dat wordt gebruikt om gecoëxtraheerde elektronen in de ionenextrusie- en pre-versnellingsgebieden af ​​te buigen, wordt gegenereerd door externe magneten in plaats van door magneten die in het roosterlichaam zijn ingebouwd, zoals bij eerdere ontwerpen. Door het ontbreken van ingebouwde “lage-temperatuur”-magneten in de roosters is het mogelijk deze tot verhoogde temperaturen te verwarmen. Eerdere ontwerpen maken vaak gebruik van magneten die in de roosterbehuizing zijn ingebouwd, wat vaak resulteert in een aanzienlijke vermindering van de bundeltrekstroom en een werking bij hoge temperaturen en goede verwarmings-/koelprestaties verhindert.

De hoogspanningsversneller is niet direct gekoppeld aan de ionenbron, maar is gescheiden van de ionenbron door een overgangszone (low energy beam transport line - LEBT) met afbuigmagneten, vacuümpompen en cesiumvangers. De overgangszone onderschept en verwijdert de meeste meestromende deeltjes, inclusief elektronen, fotonen en neutrale deeltjes, uit de straal, pompt het gas dat vrijkomt uit de ionenbron naar buiten en voorkomt dat dit de hoogspanningsversneller bereikt, voorkomt dat cesium uit de straal lekt. de ionenbron en het binnendringen van de hoogspanningsversneller, voorkomt dat elektronen en neutrale deeltjes die worden geproduceerd door het strippen van negatieve ionen de hoogspanningsversneller binnendringen. Bij eerdere ontwerpen is de ionenbron direct gekoppeld aan de hoogspanningsversneller, waardoor de hoogspanningsversneller vaak wordt blootgesteld aan gas, geladen deeltjes en cesium dat van en in de ionenbron stroomt.

De afbuigmagneten in de LEBT buigen en focusseren de straal langs de as van de versneller en compenseren daarmee alle verplaatsingen en afbuigingen van de straal tijdens transport door het magnetische veld van de ionenbron. De verschuiving tussen de assen van de voorversneller en de hoogspanningsversneller vermindert de stroom van meestromende deeltjes in de hoogspanningsversneller en voorkomt dat sterk versnelde deeltjes (positieve ionen en neutrale deeltjes) terugstromen in de voorversneller en ionenbron. De bundelfocussering bevordert ook de homogeniteit van de bundel die de versneller binnenkomt, vergeleken met systemen die zijn gebaseerd op een raster met meerdere openingen.

De neutralisator omvat een plasmaneutralisator en een fotoneutralisator. De plasmaneutralisator is gebaseerd op een meerpunts plasma-opsluitingssysteem met permanente magneten met sterke magnetische velden op de wanden. De fotonische neutralisator is een fotonische val gebaseerd op een cilindrische resonator met sterk reflecterende wanden en weggepompt met hoogefficiënte lasers. Deze neutralisatietechnologieën zijn nooit in aanmerking gekomen voor gebruik in commerciële neutrale deeltjesbundelinjectoren.

Andere systemen, werkwijzen, kenmerken en voordelen van de voorbeelduitvoeringsvormen zullen duidelijk worden voor deskundigen op dit gebied na bestudering van de bijgevoegde tekeningen en gedetailleerde beschrijving.

Korte beschrijving van tekeningen

Details van de voorbeelduitvoeringen, inclusief structuur en werkingswijze, kunnen gedeeltelijk worden geleerd door de bijgevoegde tekeningen te onderzoeken, waarin dezelfde verwijzingscijfers naar dezelfde onderdelen verwijzen. Componenten in de tekeningen zijn niet noodzakelijkerwijs op schaal getekend, maar in plaats daarvan wordt de nadruk gelegd op het illustreren van de principes van de uitvinding. Bovendien zijn alle illustraties bedoeld om algemene ideeën over te brengen, en relatieve afmetingen, vormen en andere gedetailleerde attributen kunnen schematisch worden geïllustreerd in plaats van letterlijk of nauwkeurig.

Figuur 1 is een bovenaanzicht van een schematische weergave van een straalinjector met neutrale ionen en neutrale deeltjes.

Figuur 2 is een isometrische dwarsdoorsnede van de straalinjector met neutrale ionen en neutrale deeltjes, getoond in figuur 1.

Figuur 3 is een bovenaanzicht van een neutrale deeltjesinjector met hoog vermogen voor een ITER-tokamak.

Figuur 4 is een isometrische dwarsdoorsnede van een ontladingskamer met een perifeer meerpolig magnetisch veld voor een straalinjector met neutrale deeltjesbundel.

Figuur 5 is een grafiek die de integrale opbrengst toont van negatieve ionen geproduceerd door het bombarderen van een Mo+Cs-oppervlak met neutrale H-atomen en positieve moleculaire H als een functie van invallende fluxenergie. De opbrengst wordt verbeterd door DC-caesing te gebruiken in vergelijking met alleen pre-caesing aan het oppervlak.

Figuur 6 is een bovenaanzicht van een negatieve ionenbron voor LHD.

Figuur 7 is een schematisch aanzicht van een optisch ionensysteem met meerdere openingen voor een LHD-bron.

8A en B zijn boven- en zijaanzichten van de LHD-neutrale deeltjesbundelinjector.

Figuur 9 is een dwarsdoorsnede van de ionenbron.

Figuur 10 is een dwarsdoorsnede van een waterstofatoombron met lage energie.

Figuur 11 is een grafiek die de trajecten toont van H-ionen in het lage-energiepad.

Figuur 12 is een isometrisch aanzicht van de versneller.

Figuur 13 is een diagram dat ionenbanen in een versnellingsbuis toont.

Figuur 14 is een isometrisch aanzicht van een quadrupoollenstriplet.

Figuur 15 is een diagram dat een bovenaanzicht (a) en een zijaanzicht (b) toont van ionenbanen in een transportlijnversneller met een hoge energiebundel.

Figuur 16 is een isometrisch aanzicht van de opstelling van plasmadoelen.

Figuur 17 is een diagram dat de resultaten toont van tweedimensionale berekeningen van de ionenbundelvertraging in de recuperator.

Opgemerkt dient te worden dat elementen van soortgelijke structuren of functies in het algemeen door dezelfde verwijzingscijfers worden weergegeven ter illustratie in de tekeningen. Er moet ook worden opgemerkt dat de tekeningen alleen bedoeld zijn om de beschrijving van de voorkeursuitvoeringsvormen te vergemakkelijken.

Beschrijving van de voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding

Elk van de aanvullende kenmerken en ideeën die hieronder worden beschreven, kunnen alleen of in combinatie met andere kenmerken en ideeën worden gebruikt om een ​​nieuwe op negatieve ionen gebaseerde straalinjector voor neutrale deeltjes te verschaffen. Representatieve voorbeelden van de hierin beschreven uitvoeringsvormen worden hieronder in meer detail beschreven, waarbij voorbeelden gebruik maken van veel van deze aanvullende kenmerken en concepten, hetzij alleen, hetzij in combinatie, met verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen. Deze gedetailleerde beschrijving is alleen bedoeld om de vakman aanvullende details te verschaffen voor het in de praktijk brengen van de voorkeursaspecten van de leer van de onderhavige uitvinding, en is niet bedoeld om de reikwijdte van de uitvinding te beperken. Dienovereenkomstig zijn de combinaties van kenmerken en stappen die in de volgende gedetailleerde beschrijving worden beschreven misschien niet nodig om de uitvinding in de breedste zin van het woord in de praktijk te brengen, maar worden ze in plaats daarvan louter geleerd om specifiek voorbeeldige voorbeelden van de onderhavige concepten te beschrijven.

Bovendien kunnen verschillende kenmerken van de voorbeeldvoorbeelden en afhankelijke conclusies worden gecombineerd op manieren die niet specifiek en expliciet zijn opgesomd om aanvullende nuttige uitvoeringsvormen van de onderhavige leer te verschaffen. Bovendien moet duidelijk worden opgemerkt dat alle kenmerken die in de beschrijving en/of conclusies worden onthuld, bedoeld zijn om afzonderlijk en onafhankelijk van elkaar openbaar te worden gemaakt, zowel ten behoeve van de oorspronkelijke openbaarmaking als ter beperking van het geclaimde onderwerp, ongeacht van de rangschikking van kenmerken in de implementatie van uitvoeringsvormen en/of in de conclusies. Er moet ook worden opgemerkt dat alle waardebereiken of objectgroepindicatoren elke mogelijke tussenwaarde of tussenobject onthullen, zowel met het oog op de oorspronkelijke openbaarmaking als met het oog op het beperken van het geclaimde onderwerp.

De hierin verschafte uitvoeringsvormen zijn gericht op een nieuwe op negatieve ionen gebaseerde straalinjector van neutrale deeltjes met een energie van bij voorkeur ongeveer 500-1000 keV en een hoge algehele energie-efficiëntie. Een voorkeursopstelling van een uitvoeringsvorm van een straalinjector 100 met neutrale ionen wordt geïllustreerd in de figuren 1 en 2. Zoals geïllustreerd omvat de injector 100 een ionenbron 110, een terugslagklep 120, afbuigmagneten 130 voor het afbuigen van de straal met lage energie. lijn, een steunisolator 140, hoogenergetische versneller 150, afsluitklep 160, neutralisatiebuis (schematisch weergegeven) 170, scheidingsmagneet (schematisch weergegeven) 180, afsluitklep 190, evacuatiepanelen 200 en 202, vacuümtank 210 (die deel uitmaakt van de vacuümtank 250 die hieronder wordt uitgelegd), cryosorptiepompen 220 en een triplet quadrupoollenzen 230. De injector 100 bevat, zoals hierboven opgemerkt, een ionenbron 110, een versneller 150 en een neutralisator 170 om een ​​bundel neutrale deeltjes van ongeveer 5 deeltjes te genereren. MW met een energie van ongeveer 0,50-1,0 MeV. De ionenbron 110 bevindt zich in de vacuümtank 210 en produceert een negatieve ionenbundel van 9 A. De vacuümtank 210 is ingesteld op -880 kV, d.w.z. ten opzichte van de grond, en is gemonteerd op isolerende steunen 140 in een tank 240 met een grotere diameter, gevuld met SF6-gas. De door de ionenbron gegenereerde ionen worden vooraf versneld tot 120 kV voordat ze worden geïnjecteerd in de hoogenergetische versneller 150 door een elektrostatische voorversneller met meerdere openingen 111 (zie figuur 9) in de ionenbron 110, die wordt gebruikt om ionen aan te zuigen. bundels uit het plasma en versnellen tot een bepaalde fractie van de vereiste bundelenergie. De 120 keV-bundel van de ionenbron 110 gaat door een paar deflectormagneten 130, waardoor de bundel buiten de as kan komen voordat hij de hoogenergetische versneller 150 binnengaat. De evacuatiepanelen 202, weergegeven tussen de afbuigmagneten 130, omvatten een schot en een cesiumvanger.

Aangenomen wordt dat de gasgebruiksefficiëntie van de ionenbron 110 ongeveer 30% bedraagt. De geplande negatieve ionenbundelstroom van 9-10 A komt overeen met een gasinlaat van 6-7 l⋅Torr/s in een bron van 110 ionen. Het neutrale gas dat uit de ionenbron 110 stroomt, verhoogt de gemiddelde druk ervan in de voorversneller 111 tot ongeveer 2x10-4 Torr. Bij deze druk resulteert neutraal gas in -10% stripverliezen van de ionenbundel in de voorversneller 111. Tussen de afbuigmagneten 130 bevinden zich ventilatieopeningen (niet getoond) voor neutrale deeltjes die een gevolg zijn van de primaire negatieve ionenbundel. Er zijn ook ventilatieopeningen voorzien (niet weergegeven) voor positieve ionen die terugstromen uit de hoogenergetische versneller 150. Pompbundeltransportlijngebied 205 met laag energieverschil vanaf pomppanelen 200 wordt onmiddellijk na de voorversnelling gebruikt om de gasdruk te verlagen tot ~10-6 Torr voordat deze hoogenergetische versneller 150 bereikt. Dit introduceert een extra bundelverlies van ~5%, maar aangezien dit optreedt bij een lage pre-acceleratie-energie, is het vermogensverlies relatief klein. Ladingsuitwisselingsverliezen in de hoogenergetische versneller 150 zijn minder dan 1% bij een achtergronddruk van 10-6 Torr.

Na versnelling tot een totale energie van 1 MeV komt de straal neutralisator 170 binnen, waar hij gedeeltelijk wordt omgezet in een straal neutrale deeltjes. De resterende ionensoorten worden gescheiden door magneet 180 en naar elektrostatische energieomzetters gestuurd (niet getoond). De bundel neutrale deeltjes gaat door de afsluitklep 190 en komt de plasmakamer 270 binnen.

De vacuümtank 250 is verdeeld in twee secties. Eén sectie herbergt de voorversneller 111 en bundellijn 205 met lage energie in de eerste vacuümtank 210. Een andere sectie herbergt bundellijn 265 met hoge energie, neutralisator 170 en energieomzetters/recuperatoren voor geladen deeltjes in de tweede vacuümtank 255. Secties van vacuümtank 250 zijn verbonden via kamer 260 tot 150 hoogenergetische versnellerbuis binnenin.

De eerste vacuümtank 210 is de vacuümgrens van de voorversneller 111 en de straallijn 205 met lage energie, en de tank of het buitenste reservoir 240 met grotere diameter wordt onder druk gezet met SF 6 om de hoge spanning te isoleren. Vacuümtanks 210 en 255 fungeren als ondersteuningsstructuur voor interne apparatuur zoals magneten 130, cryosorptiepompen 220, enz. Warmteafvoer uit interne warmteoverdrachtscomponenten moet worden bewerkstelligd door koelbuizen, die isolatieonderbrekingen moeten hebben in het geval van de eerste vacuümtank 210, die is ingesteld op -880 kV.

Ionenbron

Een schematisch diagram van de ionenbron 110 wordt getoond in figuur 9. De ionenbron omvat: elektrostatische voorversnellingsroosters met meerdere openingen 111, keramische isolatoren 112, radiofrequentie-plasmavormers 113, permanente magneten 114, plasmabox 115, koelwaterkanalen en verdeelstukken 116 en gaskleppen 117. De ionenbron 110 bevat een cesium-molybdeen plasma-oppervlak De voorversnellende roosters 111 worden gebruikt om de positieve ionen en neutrale atomen, geproduceerd door de plasmavormers 113, om te zetten in negatieve ionen in het plasma-expansievolume (het volume tussen de vormers 113 en de roosters 111, aangegeven door de beugel met het label "PE" in figuur 9) met retentie in de vorm van een magnetisch meerpolig mes, zoals geleverd door permanente magneten 114.

Een positieve voorspanning om elektronen in de plasmavoorversnellingsroosters 111 te accepteren wordt toegepast op geoptimaliseerde omstandigheden voor de vorming van negatieve ionen. Het vormgeven van de openingen 111B in de plasmavoorversnellingsroosters 111 wordt gebruikt om H-ionen in de trekroosteropeningen 111B te focusseren. Een klein transversaal magnetisch filter gevormd door de externe permanente magneten 114 wordt gebruikt om de temperatuur te verlagen van elektronen die worden verstrooid vanuit het aandrijfgebied of het plasma-emittergebied PE van de plasmabox 115 naar het trekgebied ER van de plasmabox 115. De elektronen in het plasma wordt gereflecteerd vanuit het trekgebied ER door velden van een klein transversaal magnetisch filter gevormd door externe permanente magneten 114. De ionen worden versneld tot 120 kV voordat ze worden geïnjecteerd in de hoogenergetische versneller 150 via de elektrostatische preaccelerator-plasmaroosters met meerdere openingen 111 in de ionenbron 110. Vóór versnelling naar hoge energie heeft de ionenbundel een diameter van ongeveer 35 cm. De ionenbron 110 zou daarom 26 mA/cm2 moeten produceren in de openingen 111B, uitgaande van een transparantie van 33% in de plasmaroosters 111 van de preversneller. Vergeleken met eerder verkregen waarden vertegenwoordigt dit een redelijk redelijke projectie voor een 110-ionenbron.

Het plasma dat de plasmabox 115 binnengaat, wordt gevormd door een reeks plasmavormers 113 gemonteerd op de achterflens 115A van de plasmabox, die bij voorkeur een cilindrische, watergekoelde koperen kamer is (700 mm in diameter bij 170 mm in lengte). Het open uiteinde van de plasmakast 115 wordt begrensd door de plasmaroosters 111 van de voorversneller van het versnellings- en reksysteem.

Aangenomen wordt dat zich negatieve ionen zouden moeten vormen op het oppervlak van de plasmaroosters 111, die zijn bedekt met een dunne laag cesium. Cesium wordt in de plasmabox 115 geïntroduceerd door middel van een cesiumtoevoersysteem (niet weergegeven in figuur 9).

De ionenbron 110 is omgeven door permanente magneten 114, zodat deze een lijnpuntconfiguratie vormt om het plasma en de primaire elektronen op te sluiten. Kolommen 114A van magneten op de cilindrische wand van de plasmakast 115 zijn bij de achterflens 115A verbonden door rijen magneten 114B, die ook een lineair-puntige configuratie hebben. Een magnetisch filter nabij het vlak van de plasmaroosters 111 scheidt de plasmabox 115 in een plasma-emitter PE en een extractiegebied ER. Filtermagneten 114C gemonteerd in flens 111A grenzend aan plasmaroosters 111 verschaffen een transversaal magnetisch veld (B=107 Gaus in het midden) dat dient om te voorkomen dat primaire elektronen met hoge energie die afkomstig zijn van ionenvormers 113 het trekgebied ER bereiken. Positieve ionen en elektronen met lage energie kunnen echter door het filter in het ER-trekgebied worden verstrooid.

Het op elektroden gebaseerde trek- en voorversnellingssysteem 111 omvat vijf elektroden 111C, 111D, 111E, 111F en 111G, die elk 142 gaten of openingen 111B hebben die orthogonaal daarin zijn gevormd en worden gebruikt om een ​​bundel negatieve ionen te verschaffen. De extractieopeningen 111B hebben een diameter van 18 mm, zodat het totale ionenextractieoppervlak van de 142 extractieopeningen ongeveer 361 cm2 bedraagt. De negatieve ionenstroomdichtheid is 25 mA/cm 2 en er is een ionenbundel van 9 A vereist. Het magnetische veld van de magneten 114C in het filter dringt de openingen tussen de elektrostatische extractie- en pre-versnellingsroosters 111 binnen om de co-extracterende elektronen af ​​te buigen. in speciale sleuven in het binnenoppervlak van de openingen 111B in trekelektroden 111C, 111D en 111E. Het magnetische veld van de magneten in het magnetische filter 114C, samen met het magnetische veld van aanvullende magneten 114D, zorgt voor afbuiging en onderschepping van elektronen die samen met de negatieve ionen worden getrokken. De aanvullende magneten 114D omvatten een reeks magneten die zijn gemonteerd tussen de versnellingsroosters 111F en 111G van de versnellingselektroden, die zich onder het trekrooster bevinden dat de trekelektroden 111C, 111D en 111E bevat. De derde roosterelektrode 111E, die negatieve ionen versnelt tot 120 keV, wordt positief beïnvloed door de geaarde roosterelektrode 111D om terugstromende positieve ionen te reflecteren die het pre-versnellingsrooster binnenkomen.

Plasmaaandrijvers 113 omvatten twee alternatieven, namelijk een hoogfrequente plasmaaandrijver en een atoomboogaandrijver. In de atomic shaper wordt gebruik gemaakt van de door BINP ontwikkelde plasmabooggenerator op basis van boogontlading. Een bijzonder kenmerk van een plasmagenerator op basis van een boogontlading is de vorming van een gerichte plasmastraal. De ionen in de uitdijende straal bewegen zonder botsingen en ontvangen, als gevolg van versnelling door een daling van de ambipolaire plasmapotentiaal, een energie van ~5-20 eV. De plasmastraal kan worden gericht op een hellend molybdeen- of tantaaloppervlak van de convertor (zie 320 in figuur 10), waarop als resultaat van neutralisatie en reflectie van de straal een stroom waterstofatomen wordt gevormd. De energie van waterstofatomen kan worden verhoogd tot voorbij de aanvankelijke 5-20 eV door de omzetter negatief te beïnvloeden ten opzichte van de plasmabox 115. Experimenten om intense atomaire fluxen te verkrijgen met een dergelijke omzetter werden uitgevoerd bij het Budker Instituut in 1982-1984.

In figuur 10 wordt getoond dat de ontworpen laagenergetische atomaire bron 300 een gasklep 310, kathode-inzetstuk 312, elektrische leiding naar verwarmer 314, koelwatercollectoren 316, LaB6-elektronenemitter 318 en ion-atoomomzetter 320 omvat. experimenten wordt een stroom waterstofatomen gegenereerd met een equivalente stroom van 20-25 A en energie variërend in het bereik van 20 eV tot 80 eV, met een efficiëntie van meer dan 50%.

Een dergelijke bron kan worden gebruikt in een negatieve ionenbron om de atomen te voorzien van energie die is geoptimaliseerd voor efficiënte vorming van negatieve ionen op het cesiumoppervlak van plasmaroosters 111.

Low Energy Beam-transportlijn

De H-ionen, gevormd en voorversneld tot een energie van 120 keV door de ionenbron 110 terwijl ze langs de straaltransportlijn 205 met lage energie lopen, worden loodrecht op hun bewegingsrichting met 440 mm verplaatst onder afbuiging door het perifere magnetische veld van de ionenbron 110 en door het magnetische veld van twee speciale wigvormige afbuigmagneten 130. Deze verplaatsing van de negatieve ionenbundel in de bundeltransportlijn 205 met lage energie (zoals geïllustreerd in figuur 11) is bedoeld om de gebieden van de bundel te scheiden. de ionenbron 110 en de hoogenergetische versneller 150. Deze bias wordt gebruikt om de penetratie van snelle atomen te voorkomen als gevolg van het strippen van de H-bundel op de resterende waterstof in de versnellende buis 150, om de stroom van cesium en waterstof uit de ionenbron 110 naar de versnellende buis 150 te verminderen, en ook om vertragen de stroom van secundaire ionen van de versnellingsbuis 150 naar de ionenbron 110. Figuur 11 toont de berekende trajecten van H-ionen in de transportlijn met lage energiebundels.

Straalpad met hoge energie

De lage energiebundel die uitgaat van de lage energiebundellijn komt de conventionele elektrostatische versneller 150 met meerdere openingen binnen, weergegeven in figuur 12.

De resultaten van het berekenen van de versnelling van een negatieve ionenbundel bij 9 A, rekening houdend met de fractie van de ruimtelading, worden getoond in figuur 13. De ionen worden versneld van een energie van 120 keV naar 1 MeV. De versnellingspotentiaal bij buis 150 bedraagt ​​880 kV, en de potentiaalstap tussen de elektroden bedraagt ​​110 kV.

Uit berekeningen blijkt dat de veldsterkte in de geoptimaliseerde versnellingsbuis 150 op de elektroden niet groter is dan 50 kV/cm in gebieden waar een elektronenontlading kan optreden.

Eenmaal versneld gaat de bundel door een triplet 230 van industriële conventionele quadrupoollenzen 231, 232 en 233 (FIG. 14), die worden gebruikt om te compenseren voor kleine bundeldefocussering bij de uitgang van de versnellingsbuis 150 en een voorkeursbundelgrootte te produceren bij de uitgangspoort. Het triplet 230 is geïnstalleerd in de vacuümtank 255 van de transportlijn 265 met hoge energiebundels. Elk van de quadrupoollenzen 231, 232 en 233 omvat een conventionele reeks quadrupool-elektromagneten die de conventionele magnetische focusseringsvelden genereren die in alle huidige conventionele deeltjesversnellers aanwezig zijn.

De berekende trajecten van een negatieve ionenbundel van 9 A met een transversale temperatuur van 12 eV in de versnellingsbuis 150, quadrupoollenzen 230 en bundeltransportlijn 265 met hoge energie worden getoond in FIG. De berekening komt overeen met de straal voorbij het focuspunt.

De berekende diameter van een bundel neutrale deeltjes met een equivalente stroom van 6 A na de neutralisator op een afstand van 12,5 m op halve hoogte van het radiale profiel is 140 mm, en 95% van de bundelstroom bevindt zich in een cirkel met een diameter van 180mm.

Neutralisatie

De voor het bundelsysteem geselecteerde foto-eliminatieneutralisator 170 bereikt een stripping van meer dan 95% van de ionenbundel. Neutralisator 170 omvat een reeks xenonlampen en een cilindrische lichtvanger met sterk reflecterende wanden om de vereiste fotonendichtheid te verschaffen. Gekoelde spiegels met een reflectievermogen groter dan 0,99 worden gebruikt om een ​​wandvermogensstroom van ongeveer 70 kW/cm2 te verschaffen. Als alternatief kan in plaats daarvan een plasmaneutralisator worden gebruikt met behulp van traditionele technologie, maar dit gaat ten koste van een lichte vermindering van de efficiëntie. Een neutralisatie-efficiëntie van ~85% van het plasma-element is echter ruim voldoende als het energieterugwinningssysteem een ​​efficiëntie van >95% heeft, zoals voorspeld.

Het plasma in de plasmaneutralisator wordt vastgehouden in een cilindrische kamer 175 met een meerpolig magnetisch veld op de wanden, dat wordt gevormd door een reeks permanente magneten 172. Een algemeen aanzicht van de vasthoudinrichting wordt getoond in figuur 16. De omzetter 170 omvat koelwatercollectoren 171, permanente magneten 172, kathodesamenstellen 173 en LaB6-kathoden 174.

De cilindrische kamer 175 heeft een lengte van 1,5-2 m en heeft aan de uiteinden gaten voor de doorgang van de balk. Het plasma wordt gevormd door het gebruik van meerdere kathodesamenstellen 173 die in het midden van de opsluitingskamer 175 zijn gemonteerd. Het werkgas wordt nabij het midden van het apparaat 170 toegevoerd. In experimenten met een prototype van een dergelijke plasmaneutralisator 170 zou dit zo moeten zijn merkte op dat de opsluiting van elektronen door middel van meerpolige magnetische velden 172 op de wanden vrij goed is en een aanzienlijk betere plasma-ionenretentie. Om het verlies aan ionen en elektronen te compenseren, ontwikkelt zich een aanzienlijk negatief potentiaal in het plasma, zodat de ionen effectief worden opgesloten door het elektrische veld.

Voldoende lange plasma-opsluiting resulteert in een relatief laag niveau van ontladingsvermogen dat nodig is om een ​​plasmadichtheid van ongeveer 10-13 cm-3 in neutralisator 170 te handhaven.

Energieterugwinning

Er zijn objectieve redenen om onder onze omstandigheden een hoge energie-efficiëntie te bereiken. Allereerst zijn dit de volgende: relatief kleine ionenbundelstroom en lage energieverstrooiing. In het beschouwde schema kan men, bij gebruik van plasma- of dampvormige metaaldoelen, verwachten dat de resterende ionenstroom ~3 A na de neutralisator zou moeten zijn. Deze stromen van omgeleide positieve of negatieve ionen moeten via deflectormagneet 180 worden afgebogen naar twee energierecuperatoren, respectievelijk één voor positieve en negatieve ionen. Er werden numerieke simulaties uitgevoerd van de vertraging van deze resterende afgebogen ionenbundels van typisch 1 MeV en 3A energie in directe omzetters in recuperatoren zonder ruimteladingscompensatie. De directe converter zet een aanzienlijk deel van de energie in de resterende ionenbundel direct om in elektriciteit en levert de resterende energie als hoogwaardige warmte voor opname in de thermische cyclus. Directe omzetters komen overeen met het ontwerp van een elektrostatische moderator met meerdere openingen, waardoor opeenvolgende secties van geladen elektroden longitudinale doorslagvelden vormen en de kinetische energie van ionen absorberen.

Figuur 17 toont de resultaten van tweedimensionale berekeningen van de ionenbundelvertraging in de omzetter. Uit de gepresenteerde berekeningen volgt dat het vertragen van een ionenbundel met een energie van 1 MeV naar een energie van 30 keV heel goed mogelijk is, zodat een herstelcoëfficiënt van 96-97% kan worden verkregen.

Eerdere pogingen om krachtige neutrale deeltjesbundelinjectoren te ontwikkelen op basis van negatieve ionen worden beoordeeld om de kritische uitdagingen aan het licht te brengen die tot nu toe de verwezenlijking van injectoren met een stabiele, stabiele werking van ~1 MeV en multi-MW-vermogen hebben verhinderd. Van de belangrijkste benadrukken we het volgende:

Controle van de cesiumlaag en verlies en herafzetting (temperatuurregeling, enz.)

Optimalisatie van de oppervlaktevorming van negatieve ionen voor trekken

Scheiding van meestromende elektronen

Inhomogeniteit van het ionenstroomprofiel in het plasmarooster als gevolg van interne magnetische velden

Lage ionenstroomdichtheid

Versnellers worden steeds complexer en er worden nog steeds veel nieuwe technologieën ontwikkeld (capaciteiten voor het vasthouden van lage spanning, grote isolatoren, enz.)

Omgekeerde stroom van positieve ionen

Geavanceerde neutralisatietechnologieën (plasma, fotonen) niet gedemonstreerd onder relevante omstandigheden

Energieconversie is nog niet voldoende ontwikkeld

Blokkeert de straal in het pad

De innovatieve oplossingen voor de problemen die in dit document worden gegeven, kunnen worden gegroepeerd volgens het systeem waarmee ze verbonden zijn, namelijk negatieve ionenbron, trekkracht/versnelling, neutralisator, energieomzetters, enz.

1,0 110 negatieve ionenbron:

1.1. De binnenwanden van de plasmabox 115 en plasmavormers 113 worden op een verhoogde temperatuur (150-200°C) gehouden om de ophoping van cesium op hun oppervlakken te voorkomen.

Koorts:

Voorkomt ongecontroleerde vrijgave van cesium als gevolg van desorptie/sputteren en vermindert de penetratie ervan in het ionenoptische systeem (111 roosters),

Vermindert de absorptie en recombinatie van waterstofatomen in de cesiumlaag op de wanden,

Vermindert de consumptie en vergiftiging van cesium.

Om dit te bereiken wordt een vloeistof met een hoge temperatuur door alle componenten gecirculeerd. De temperatuur van de oppervlakken wordt verder gestabiliseerd door middel van actieve feedbackregeling, d.w.z.: er wordt warmte verwijderd of toegevoegd tijdens CW- en transiëntbedrijf. In tegenstelling tot deze aanpak gebruiken alle andere bestaande en geplande straalinjectoren passieve watergekoelde systemen met thermische uitlopers tussen de koelbuizen en de behuizingen van de hete elektrodes.

1.2. Cesium wordt via het distributiespruitstuk rechtstreeks naar het oppervlak van de plasmaroosters 111 gevoerd, in plaats van naar het plasma. Cesiumtoevoer via distributiespruitstuk:

Zorgt voor een gecontroleerde en gedistribueerde toevoer van cesium gedurende de gehele activeringstijd van de straal,

Voorkomt cesiumtekort, meestal als gevolg van blokkering door plasma,

Vermindert de afgifte van cesium uit plasma na accumulatie en afgifte tijdens lange pulsen.

Daarentegen leveren bestaande ionenbronnen cesium rechtstreeks in de ontladingskamer.

2.0 Voorversneller 111 (100 keV):

2.1. Het magnetische veld dat wordt gebruikt om gecoëxtraheerde elektronen in de ionenextractie- en pre-versnellingsgebieden af ​​te buigen, wordt gegenereerd door externe magneten in plaats van door magneten die in het roosterlichaam zijn ingebouwd, zoals bij eerdere ontwerpen:

De magnetische veldlijnen in de hoogspanningsspleten tussen de roosters zijn volledig concaaf in de richting van de negatief voorgespannen roosters, d.w.z. in de richting van het plasmarooster in de trekspleet en in de richting van het trekrooster in de voorversnellingsspleet. De concaafheid van de magnetische veldlijnen in de richting van de negatief voorgespannen roosters voorkomt het optreden van lokale Penning-traps in hoogspanningsspleten en het vangen/vermenigvuldigen van gecoëxtraheerde elektronen, wat kan optreden in configuraties met ingebedde magneten.

Ion Optical System (IOS) elektroden (111 roosters) zonder ingebouwde "lage temperatuur" NIB-magneten kunnen worden verwarmd tot verhoogde temperaturen (150-200°C) en bieden de mogelijkheid om warmte te verwijderen tijdens lange pulsen door gebruik te maken van hete (100-200°C). 150°C) ) vloeistoffen.

De afwezigheid van ingebouwde magneten laat vrije ruimte tussen de stralingsopeningen van de roosters en maakt de introductie van kanalen mogelijk voor een efficiëntere verwarming/koeling van de elektroden.

Bij eerdere ontwerpen werd daarentegen gebruik gemaakt van magneten die in het gaaslichaam waren ingebouwd. Dit resulteert in het creëren van statische magneto-elektrische vallen in de hoogspanningsspleten, die de meegetrokken elektronen opvangen en versterken. Dit kan leiden tot een aanzienlijke vermindering van de stroom van de geëxtraheerde straal. Dit voorkomt ook werking bij hoge temperaturen en goede verwarmings-/koelprestaties, wat van cruciaal belang is voor werking met lange pulsen.

2.2. De temperatuur van alle elektroden van het ionenoptische systeem (raster 111) wordt altijd op een verhoogde temperatuur gehouden (150-200°C) om de accumulatie van cesium op hun oppervlakken te voorkomen en om de intensiteit van de hoge spanning van de extractie en de extractie te verhogen. gaten vóór de acceleratie. Bij traditionele ontwerpen worden de elektroden daarentegen gekoeld door water. Elektroden hebben verhoogde temperaturen omdat er thermische storingen optreden tussen de koelbuizen en de elektrodelichamen, en er geen actieve feedback is.

2.3. De initiële verwarming van de roosters 111 bij het opstarten en de warmteafvoer tijdens de fase van activering van de straal wordt bewerkstelligd door hete, temperatuurgecontroleerde vloeistof door interne kanalen in de roosters 111 te leiden.

2.4. Gas wordt verder vanuit de voorversnellende spleet door de ruimte aan de zijkant en grote gaten in de roosterhouders gepompt om de gasdruk langs de bundellijn te verminderen en het strippen van negatieve ionen en de vorming/vermenigvuldiging van secundaire deeltjes in de spleten te vertragen .

2.5. De opname van positief voorgespannen roosters 111 wordt gebruikt om terugstromende positieve ionen af ​​te weren.

3.0 Hoogspanningsversneller 150 (1 MeV):

3.1. De hoogspanningsversneller 150 is niet direct gekoppeld aan de ionenbron, maar is gescheiden van de ionenbron door een overgangszone (transportlijn met lage energiebundel - LEBT 205) met afbuigmagneten 130, vacuümpompen en cesiumvangers. Overgangszone:

Onderschept en verwijdert de meeste meestromende deeltjes, inclusief elektronen, fotonen en neutrale deeltjes uit de straal,

Pompt het gas weg dat vrijkomt uit de ionenbron 110 en voorkomt dat dit de hoogspanningsversneller 150 bereikt,

Voorkomt dat cesium uit de ionenbron 110 lekt en de hoogspanningsversneller 150 binnendringt,

Voorkomt dat elektronen en neutrale deeltjes, gevormd door het strippen van negatieve ionen, de hoogspanningsversneller 150 binnendringen.

In eerdere ontwerpen was de ionenbron rechtstreeks verbonden met de hoogspanningsversneller. Hierdoor wordt de hoogspanningsversneller blootgesteld aan gas, geladen deeltjes en cesium dat uit en in de ionenbron stroomt. Deze sterke interferentie vermindert het vermogen om de spanning vast te houden van de hoogspanningsversneller.

3.2. Afbuigmagneten 130 in de LEBT 205 buigen de straal af en focusseren deze langs de as van de versneller. Afbuigmagneten 130:

Compenseert alle verplaatsingen en afbuigingen van de straal tijdens transport door het magnetische veld van de bron van 110 ionen,

De verplaatsing tussen de assen van de voorversneller en de hoogspanningsversneller 111 en 150 vermindert de stroom van meestromende deeltjes in de hoogspanningsversneller 150 en voorkomt dat sterk versnelde deeltjes (positieve ionen en neutrale deeltjes) terugstromen in de voorversneller 111 en de ionenbron 110.

Daarentegen hebben eerdere systemen geen fysieke scheiding tussen versnellingstrappen en bieden ze als gevolg daarvan niet de mogelijkheid voor axiale verplaatsingen, zoals weergegeven in dit artikel.

3.3. Straallijnmagneten 205 met lage energie focusseren de straal bij de ingang van versneller 150 met enkele opening:

Bundelfocussering bevordert de homogeniteit van de bundel die de versneller 150 binnenkomt, vergeleken met roostersystemen met meerdere openingen.

3.4. Toepassing van versneller met enkele opening:

Vereenvoudigt de systeemuitlijning en straalfocussering

Helpt gas te pompen en secundaire deeltjes uit de hoogenergetische versneller 150 te verwijderen

Vermindert straalverliezen bij hoogenergetische versneller 150 elektroden.

3.5. Magnetische lenzen 230 worden na versnelling gebruikt om de herfocussering in de versneller 150 te compenseren en een quasi-parallelle bundel te produceren.

In traditionele ontwerpen is er geen ander middel voor bundelfocussering en afbuiging dan de versneller zelf.

4.0. Neutralisator 170:

4.1. Plasmaneutralisator op basis van een meerpunts plasma-opsluitingssysteem met permanente sterke veldmagneten op de wanden;

Verhoogt de neutralisatie-efficiëntie,

Minimaliseert de totale verliezen van de neutrale deeltjesbundelinjector.

4.2. Fotonische neutralisator is een fotonenval gebaseerd op een cilindrische resonator met wanden met een hoge mate van reflectie en pompen met behulp van lasers met hoog rendement:

Verhoogt bovendien de neutralisatie-efficiëntie,

Minimaliseert bovendien de algehele verliezen van de neutrale deeltjesbundelinjector.

Deze technologieën zijn nooit in aanmerking gekomen voor gebruik in commerciële neutrale deeltjesbundelinjectoren.

5,0. Recuperatoren:

5.1. Toepassing van recuperator(en) voor restionenenergie:

Verbetert de algehele injectorefficiëntie.

In traditionele ontwerpen wordt daarentegen helemaal geen herstel voorzien.

Bibliografie

LW Alvarez, ds. Wetenschap Instrument. 22, 705 (1951).

R. Hemsworth et al., ds. Sc. Instrum., deel 67, blz. 1120 (1996).

Capitelli M. en Gorse C., IEEE Trans on Plasma Sci, 33, nummer 6, blz. 1832-1844 (2005).

Hemsworth RS, Inoue T., IEEE Trans on Plasma Sci, 33, nummer 6, blz. 1799-1813 (2005).

B. Rasser, J. van Wunnik en J. Los, Surf. Wetenschap 118 (1982), blz. 697 (1982).

Y. Okumura, H. Hanada, T. Inoue et al. AIP-conf. Proceedings #210, New York, blz. 169-183 (1990).

O. Kaneko, Y. Takeiri, K. Tsumori, Y. Oka en M. Osakabe et al., "Technische vooruitzichten van op negatieve ionen gebaseerd neutraal straalinjectiesysteem bij werking met hoog vermogen voor het grote spiraalvormige apparaat", Nucl. Fus., deel 43, blz. 692-699, 2003.

Hoewel de uitvinding vatbaar is voor verschillende wijzigingen en alternatieve vormen, worden specifieke voorbeelden daarvan in de tekeningen getoond en hierin in detail beschreven. Alle verwijzingen zijn uitdrukkelijk in hun geheel in dit document opgenomen. Het moet echter duidelijk zijn dat de uitvinding niet beperkt is tot de specifieke beschreven vormen of werkwijzen, maar dat de uitvinding eerder bedoeld is om alle modificaties, equivalenten en alternatieven te dekken die binnen de geest en reikwijdte van de bijgevoegde conclusies vallen.

1. Een neutrale deeltjesbundelinjector op basis van negatieve ionen, met daarin:

een versneller met een voorversneller en een hoogenergetische versneller, waarbij de voorversneller een elektrostatische voorversneller met meerdere openingen in de ionenbron is, en de hoogenergetische versneller ruimtelijk gescheiden is van de ionenbron, en

neutralisator, waarbij de ionenbron, versneller en neutralisator zijn geconfigureerd om een ​​bundel neutrale deeltjes te vormen met een vermogen van 5 MW.

2. Injector volgens conclusie 1, waarbij de ionenbron, versneller en neutralisator zijn geconfigureerd om een ​​bundel neutrale deeltjes te vormen met een energie in het bereik van 0,50-1,0 MeV.

3. Injector volgens conclusie 1, waarbij de ionenbron is geconfigureerd om een ​​bundel negatieve deeltjes te vormen bij 9 A.

4. Injector volgens conclusie 1, waarbij de ionen uit de ionenbron vooraf worden versneld door een voorversneller tot 120 kV voordat ze in de hoogenergetische versneller worden geïnjecteerd.

5. Injector volgens conclusie 1, bovendien voorzien van een paar afbuigmagneten geplaatst tussen de voorversneller en de hoogenergetische versneller, waarbij het paar afbuigmagneten het mogelijk maakt dat de straal van de voorversneller uit de as beweegt voordat deze de as binnentreedt. de hoogenergetische versneller.

6. Injector volgens conclusie 5, waarbij de ionenbron een plasmabox en plasmavormers omvat.

7. Injector volgens conclusie 6, waarbij de binnenwanden van de plasmabox en plasmavormers op een verhoogde temperatuur van 150-200°C worden gehouden om de ophoping van cesium op hun oppervlakken te voorkomen.

8. Injector volgens conclusie 7, waarbij de plasmabox en -vormers spruitstukken en vloeistofdoorgangen omvatten voor het laten circuleren van de vloeistof met hoge temperatuur.

9. Injector volgens conclusie 1, bovendien voorzien van een distributiespruitstuk voor directe toevoer van cesium naar de plasmaroosters van de versneller.

10. Injector volgens conclusie 1, waarbij de voorversneller externe magneten omvat om gecoëxtraheerde elektronen in de ionenextractie- en pre-versnellingsgebieden af ​​te buigen.

11. Injector volgens conclusie 1, verder omvattende een pompsysteem om gas uit de pre-acceleratieopening te pompen.

12. Injector volgens conclusie 9, waarbij de plasmaroosters positief zijn voorgespannen om terugstromende positieve ionen af ​​te stoten.

13. Injector volgens conclusie 1, waarbij de hoogenergetische versneller ruimtelijk gescheiden is van de ionenbron door middel van een overgangszone die een bundeltransportlijn met lage energie bevat.

14. Injector volgens conclusie 13, waarbij de overgangszone afbuigmagneten, vacuümpompen en cesiumvangers omvat.

15. Injector volgens conclusie 14, waarbij de afbuigmagneten de bundel afbuigen en focusseren langs de as van de hoogenergetische versneller.

16. Injector volgens conclusie 1, bovendien voorzien van magnetische lenzen na de versneller om te compenseren voor herfocussering in de versneller en om een ​​evenwijdige straal te vormen.

17. Injector volgens conclusie 1, waarbij de neutralisator een plasmaneutralisator omvat, gebaseerd op een plasma-opsluitingssysteem met meerdere vinnen en permanente sterke veldmagneten op de wanden.

18. Injector volgens conclusie 4, waarbij de neutralisator een fotonische neutralisator omvat die is gebaseerd op een cilindrische resonator met sterk reflecterende wanden en die wordt weggepompt met behulp van lasers met hoog rendement.

19. Injector volgens conclusie 1, waarbij de neutralisator een fotonische neutralisator omvat op basis van een cilindrische resonator met wanden met een hoge mate van reflectie en pompen met behulp van lasers met hoog rendement.

20. Injector volgens conclusie 1, bovendien bevattende een recuperator van resterende ionenenergie.

21. Injector volgens conclusie 4, bovendien bevattende een recuperator van resterende ionenenergie.

22. Een neutrale deeltjesbundelinjector op basis van negatieve ionen, bevattende:

een ionenbron die is geconfigureerd om een ​​bundel negatieve ionen te genereren,

een versneller met een voorversneller en een hoogenergetische versneller, waarbij de voorversneller in de energiebron is ondergebracht en de hoogenergetische versneller ruimtelijk gescheiden is van de ionenbron, en

neutralisator geassocieerd met de ionenbron.

23. Een neutrale deeltjesbundelinjector op basis van negatieve ionen, die bevat:

een ionenbron die is geconfigureerd om een ​​bundel negatieve ionen te vormen en die een plasmabox en plasmavormers bevat, terwijl de binnenwanden van de plasmabox en plasmavormers op een verhoogde temperatuur van 150-200 °C worden gehouden om de ophoping van cesium op het oppervlak te voorkomen hun oppervlakken,

een versneller die werkzaam is gekoppeld aan de ionenbron, en

een neutralisator die operationeel verbonden is met de ionenbron.

Vergelijkbare patenten:

De uitvinding heeft betrekking op het gebied van de kwantumelektronica en kan worden gebruikt in atomaire bundelfrequentiestandaarden op bundels van rubidium- of cesiumatomen. De Zeeman atomaire bundelmoderator bevat een atomaire bundelbron, een solenoïde die is ontworpen om een ​​niet-uniform magnetisch veld te vormen dat inwerkt op een atomaire bundel die er doorheen gaat, evenals een optisch gekoppelde bron van tegengesteld voortplantende optische straling en een akoestisch-optische modulator ontworpen om directe en verschoven stralen te vormen die inwerken op een atomaire straal die er doorheen gaat. // 2515523

De uitvinding heeft betrekking op nucleaire technologieën, in het bijzonder op de productie van mono-energetische neutronen met lage energie. De geclaimde werkwijze omvat het bestralen van een neutronengenererend doel met een bundel protonen met een energie groter dan 1,920 MeV, terwijl een bundel mono-energetische neutronen wordt gevormd uit neutronen die zich voortplanten in de richting tegengesteld aan de voortplantingsrichting van de protonenbundel.

De uitvinding heeft betrekking op middelen voor het afgeven van bulkmateriaal in de vorm van vaste kogels, in het bijzonder kogels van bevroren aromatische koolwaterstoffen, en is bedoeld voor het in een pneumatisch traject aanvoeren van een werksubstantie (kogels) met koud heliumgas voor daaropvolgende levering aan de koude fastfoodketen. neutronenmoderatorkamer van een intense bron (kernreactor of neutronenproducerende versneller).

De groep uitvindingen heeft betrekking op medische apparatuur, namelijk op röntgenfasecontrastbeeldvormingsapparaten. Het systeem bevat een röntgenbron, een detectiecircuit en een roostercircuit. Het detectiecircuit bevat ten minste acht lineair parallelle blokken die zich in de eerste richting bevinden en zich lineair in de loodrechte richting uitstrekken. De röntgenbron, het detectiecircuit en het roostercircuit zijn geconfigureerd om relatief ten opzichte van het object in de scanrichting te bewegen, waarbij de scanrichting evenwijdig is aan de eerste richting. Het rastercircuit omvat een faserasterstructuur die is geïnstalleerd tussen de bron en de detector, en een analysatorrasterstructuur die is geïnstalleerd tussen de faserasterstructuur en het detectiecircuit. De faserooster- en analysatorroosterontwerpen hebben veel overeenkomstige lineaire roosters. De eerste delen van de faseroosters en analysatorroosters hebben sleuven in een eerste richting, de tweede delen van de faseroosters en analysatorroosters hebben sleuven in een tweede richting die verschilt van de eerste. In dit geval zijn ten minste vier aangrenzende lijnen van lineaire detectorblokken verbonden met de eerste faseroosters en analysatorroosters, en zijn ten minste vier aangrenzende lijnen van lineaire detectorblokken verbonden met de tweede faseroosters en analysatorroosters, en om beweging uit te voeren blijven de roosters gefixeerd ten opzichte van elkaar en ten opzichte van detectiecircuits. De werkwijze wordt uitgevoerd via een systeem. Het door een computer leesbare medium slaat instructies op voor het besturen van het systeem volgens de werkwijze. Het gebruik van uitvindingen maakt het mogelijk om het arsenaal aan technische middelen voor röntgenfasecontrastvisualisatie van een object uit te breiden. 3 n. en 9 salaris f-ly, 13 ziek.

De uitvinding heeft betrekking op een bundelvormer met polarisatormogelijkheid voor het aanbrengen van kleine-hoekverstrooiing van een neutronenbundel. De geclaimde installatie voorziet in een compact ontwerp van de polarisator vanwege het feit dat de platen van een materiaal dat neutronen zwak absorbeert, zijn gemaakt in de vorm van gebroken asymmetrische kanalen die een stapel "N" kanalen vormen. Het technische resultaat garandeert de compactheid van de installatie, waardoor de werking ervan wordt vereenvoudigd voor zowel de studie van niet-magnetische als magnetische monsters, met hoge straalpolarisatie en hoge neutronentransmissiecoëfficiënt van de hoofdspincomponent, die het golflengtebereik λ=4,5 ÷ 20 bestrijkt. A. 15 ziek.

De uitvinding heeft betrekking op het gebied van het vormen van een bundel neutrale deeltjes, gebruikt bij onderzoek op het gebied van thermonucleaire fusie en materiaalverwerking. Een negatieve ionenneutrale deeltjesbundelinjector omvattende een ionenbron, een versneller en een neutralisator om een ​​neutrale deeltjesbundel van ongeveer 5 MW te produceren met een energie van ongeveer 0,50-1,0 MeV. De door de ionenbron gegenereerde ionen worden vooraf versneld voordat ze in de hoogenergetische versneller worden geïnjecteerd door middel van een elektrostatische voorversneller met meerdere openingen, die wordt gebruikt om ionenbundels uit het plasma te trekken en te versnellen tot een fractie van de vereiste bundel. energie. De straal van de ionenbron gaat door een paar deflectormagneten, waardoor de straal axiaal kan worden verplaatst voordat deze de hoogenergetische versneller binnengaat. Na versnelling tot volledige energie komt de straal de neutralisator binnen, waar deze gedeeltelijk wordt omgezet in een straal neutrale deeltjes. De overige soorten ionen worden gescheiden door een magneet en naar elektrostatische energieomzetters gestuurd. Een straal neutrale deeltjes passeert een afsluitklep en komt de plasmakamer binnen. Het technische resultaat is een toename van de productiviteit bij het vormen van een bundel neutrale deeltjes. 3 n. en 20 salaris dossiers, 18 ill., 1 tabel.