專利名稱:磁約束裝置的制作方法
磁約束裝置
致謝
本發(fā)明得到美國政府支持，在由美國能源局提供的資助編號DE-FG02-04ER54742 和DE-FG02-04ER547M下完成。政府在本發(fā)明中享有某些權(quán)利。
背景
核聚變是從輕元素核組合為重元素導(dǎo)致能量釋放獲得的能源。在聚變中，兩個(gè)輕核(例如氘和氚)組合為一個(gè)新核(例如氦)并且在該過程中釋放大量能量和另一粒子 (例如在氘和氚的聚變的情況下為中子)。盡管聚變對于太陽和恒星是壯觀的成功能源，但是在地球上控制聚變的實(shí)踐在技術(shù)上是有挑戰(zhàn)的，原因是為了維持聚變，等離子體(由帶電離子和電子組成的氣體)或電離氣體必須在聚變反應(yīng)堆中被約束和加熱到數(shù)百萬攝氏度且持續(xù)足夠的時(shí)間以使聚變反應(yīng)能夠發(fā)生。在聚變背后的科學(xué)研究發(fā)展完善，有100年以上的核物理以及電磁和分子運(yùn)動理論作為基礎(chǔ)，但是目前的工程技術(shù)限制使核聚變的實(shí)際使用很有挑戰(zhàn)。聚變反應(yīng)堆的一種方法使用強(qiáng)大的磁場來約束等離子體，由此以受控方式釋放聚變能量。迄今為止，獲得受控聚變的最成功方法是使用被稱為托卡馬克的圓環(huán)形或環(huán)形磁構(gòu)造。
約束等離子體以產(chǎn)生核聚變反應(yīng)可以用在聚變反應(yīng)堆的真空室內(nèi)部產(chǎn)生的磁場 (即，磁瓶)實(shí)現(xiàn)。由于等離子體被電離，因此等離子體粒子傾向于在圍繞磁場線的小軌道中回轉(zhuǎn)，即，它們基本附著到磁場線，同時(shí)沿著磁場線很自由地流動。這可以用于使用適當(dāng)設(shè)計(jì)的磁場構(gòu)造(有時(shí)被稱為磁瓶)在真空室中“懸浮”大量等離子體。通過驅(qū)動等離子體中的電流產(chǎn)生一組嵌套環(huán)形磁面并通過鄰近等離子體放置載流線圈或?qū)w，等離子體可以磁包含在室內(nèi)。由于這些磁面上的磁場線并不接觸任何實(shí)物，例如真空室的壁，因此很熱的等離子體可以長時(shí)間理想地保持懸浮在磁瓶中(即，包含閉合磁面的體積中)，并且粒子不與壁接觸。然而實(shí)際上，由于粒子彼此碰撞或等離子體中的湍流，粒子和能量沿垂直于磁面的方向很慢地脫離磁約束。減小該緩慢等離子體損失使得等離子體的粒子和能量更好地被約束是等離子體約束研究的主要焦點(diǎn)。
包含閉合磁面的瓷瓶的邊界(即，“堆芯等離子體”)由被稱為限制器(例如參考圖4的410)的實(shí)體或由被稱為分界面(例如參考圖4的430)的環(huán)形磁面限定，在其外部磁場線是“開放的”，即，它們終止于被稱為偏濾器靶板(參考圖4的420)的實(shí)體。緩慢脫離堆芯等離子體的粒子和能量主要落在限制器或偏濾器靶板的小區(qū)域上并且生成雜質(zhì)。由于限制器正好在等離子體邊界上，而偏濾器靶板可以放置得更遠(yuǎn)，因此通過使用偏濾器，堆芯等離子體可以更好地與這樣的雜質(zhì)隔離。由于偏濾器的發(fā)明，因此等離子體操作的優(yōu)選模式是具有分界面和偏濾器，原因是發(fā)現(xiàn)這樣的操作允許被稱為H模式的操作模式，在該模式中堆芯中的等離子體粒子和能量更好地被約束。
由于粒子沿著磁線很快地流動但是橫穿磁線很慢，因此橫穿分界面脫離的任何粒子和能量在橫穿它們移動很遠(yuǎn)之前沿著開放場線快速到達(dá)偏濾器靶板。這必然產(chǎn)生落在偏濾器板的窄區(qū)域上的帶有高“刪削通量”的粒子和能量的窄“刪削層”。偏濾器可以處理的最大“刪削通量”限制可以在瓷瓶中維持的最高功率密度。[0008]高“刪削通量”產(chǎn)生許多挑戰(zhàn)。除了熱和粒子通量以外，偏濾器板也必須耐受在聚變中產(chǎn)生的大通量的中子。這些中子導(dǎo)致許多重要材料性質(zhì)的退化，使偏濾器板極難處理高熱通量和中子通量而不必經(jīng)常更換。定期更換損壞部件是很耗時(shí)的并且需要停止聚變反應(yīng)。此外，通過在它到達(dá)偏濾器板之前注射雜質(zhì)以輻射能量來減小“刪削通量”的嘗試是不可行的，原因是 來自等離子體的功率密度變得太高使得它嚴(yán)重降低等離子體約束，這導(dǎo)致堆芯等離子體中的聚變反應(yīng)速率的嚴(yán)重減小。
為了降低聚變反應(yīng)堆內(nèi)的中子和熱通量并且因此減輕對偏濾器部件的損害，反應(yīng)堆可以簡單地被制造得較大以減小裝置內(nèi)的功率密度。然而，該方法將反應(yīng)堆成本和因此用它產(chǎn)生的任何能量的成本顯著增加到與用于發(fā)電或生成中子的其他方法相比不合算的水平。
核聚變長期以來被認(rèn)為是未來的能源，原因是燃料供應(yīng)與部分海水一樣充裕并且每單位發(fā)電的二氧化碳產(chǎn)量可以很小。除了發(fā)電以外，在理論上提出了許多其他聚變應(yīng)用。 然而，高“刪削通量”是這些聚變應(yīng)用的主要障礙。例如，對于其尺寸可以使它們與其他發(fā)電方法相比合算的反應(yīng)堆，基于目前的技術(shù)高“刪削通量”對于偏濾器設(shè)計(jì)是不能忍受的。 所以，需要克服本領(lǐng)域中的挑戰(zhàn)的方法和裝置，例如一類新的“刪削層”磁幾何結(jié)構(gòu)，其允許顯著提高偏濾器的“刪削通量”限制，因此提供克服目前聚變技術(shù)中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)所需的新方法。

發(fā)明內(nèi)容
本文公開了用于容納等離子體或聚變等離子體的裝置、小型聚變中子源和可選地包括磁約束等離子體的托卡馬克的實(shí)施例。也公開了從所公開實(shí)施例排熱的方法。本文中描述的各種實(shí)施例可以有用于需要核聚變、中子源和/或從其產(chǎn)生的產(chǎn)品的應(yīng)用中。
在一個(gè)方面中，公開了一種聚變中子源，其包括圍繞中心軸線的環(huán)形室，其中環(huán)形堆芯等離子體由基本位于閉合環(huán)形磁面上的閉合磁場線基本上約束在所述環(huán)形室內(nèi)；所述閉合磁場線由堆芯等離子體中和大體鄰近所述環(huán)形室的載流導(dǎo)體中的電流產(chǎn)生，并且所述環(huán)形堆芯等離子體基本上由與一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板交叉的開放磁場線的區(qū)域封閉；所述偏濾器板具有大于等離子體短半徑和最靠近相應(yīng)偏濾器板的峰值點(diǎn)的長半徑的總和的外側(cè)偏濾器長半徑。
在另一個(gè)方面中，公開了一種環(huán)形等離子體裝置。所述環(huán)形等離子體裝置包括圍繞中心軸線的環(huán)形室。環(huán)形堆芯等離子體由大體位于閉合環(huán)形磁面上的磁場線基本上約束在所述環(huán)形室內(nèi)。所述磁場線由堆芯等離子體中和大體鄰近所述環(huán)形室的載流導(dǎo)體中的電流產(chǎn)生。環(huán)形堆芯等離子體基本上由與一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板交叉的開放磁場線的區(qū)域封閉。所述環(huán)形等離子體裝置還包括分界面。所述分界面由分離堆芯等離子體和所述開放磁場線區(qū)域的磁面組成。所述分界面與所述偏濾器板交叉，使得從堆芯等離子體橫穿所述分界面流動到所述開放磁場線區(qū)域中的粒子和能量沿著所述開放磁場線被引導(dǎo)到所述偏濾器板。所述分界面包含離赤道面垂直距離非零的至少一個(gè)滯點(diǎn)，所述赤道面垂直于所述中心軸線并且穿過堆芯等離子體中的最大長半徑的點(diǎn)。所述滯點(diǎn)離所述赤道面的垂直距離大于等離子體短半徑，并且所述偏濾器板具有大于等離子體短半徑和最靠近相應(yīng)偏濾器板的峰值點(diǎn)的長半徑的總和的外側(cè)偏濾器長半徑。[0014]在一個(gè)方面中，公開了一種從環(huán)形等離子體裝置排熱的方法。所述方法包括圍繞中心軸線在環(huán)形室中產(chǎn)生堆芯等離子體的步驟。環(huán)形堆芯等離子體基本上由大體位于閉合環(huán)形磁面上的磁場線約束在所述環(huán)形室內(nèi)。所述磁場線由堆芯等離子體中和大體鄰近所述環(huán)形室的載流導(dǎo)體中的電流產(chǎn)生。環(huán)形堆芯等離子體基本上由與一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板交叉的開放磁場線區(qū)域封閉。來自環(huán)形堆芯等離子體、橫穿所述閉合磁場線的粒子被引導(dǎo)到所述開放磁場線到達(dá)一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板。所述一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板中的至少一個(gè)被放置在外側(cè)偏濾器長半徑處，所述外側(cè)偏濾器長半徑大于或等于等離子體短半徑和最靠近相應(yīng)偏濾器板的峰值點(diǎn)的長半徑的總和。
本文中還描述了一種裝置，所述裝置包括圍繞中心軸線由多個(gè)壁封閉的室。所述室具有相對于所述中心軸線的內(nèi)半徑和外半徑并且被構(gòu)造為磁包容堆芯等離子體。所述裝置還包括被構(gòu)造成用于接收廢熱的偏濾器板。所述偏濾器板具有相對于所述中心軸線的偏濾器半徑。所述偏濾器半徑大于或等于等離子體短半徑與最靠近相應(yīng)偏濾器板的峰值點(diǎn)的長半徑的總和。所述裝置可以用于包容聚變等離子體或作為小型聚變中子源以及作為托卡馬克。也描述了當(dāng)?shù)入x子體存在于其中時(shí)從這樣的裝置排熱的方法。
附加優(yōu)點(diǎn)將部分地在下面的描述中闡述，并且部分地將從描述中顯而易見，或者可以通過實(shí)踐領(lǐng)會。其他優(yōu)點(diǎn)將借助于在附帶權(quán)利要求
中特別指出的要素和組合實(shí)現(xiàn)和獲得。應(yīng)當(dāng)理解前面的概述和下面的詳述僅僅是示例性的和解釋性的，而不是對本發(fā)明的權(quán)利要求
的限制。


包含在本說明書中并且構(gòu)成其一部分的不一定按比例繪制的附圖示出了若干實(shí)施例并且與文字描述一起用于解釋本發(fā)明的原理，并且其中
圖1顯示了由CORSICA TM生成的本公開實(shí)施例的上部區(qū)域橫截面圖；
圖2顯示了圍繞中心軸線的容器；
圖3AJB和3C顯示了用于從本公開實(shí)施例排熱的方法的流程圖；
圖4顯示了包括限制器和偏濾器的現(xiàn)有技術(shù)的磁約束構(gòu)造；
圖5顯示了包括X偏濾器的(如Kotschenreuther等人在《物理等離子學(xué)》2006 年第14卷72502/1-25中題為“有關(guān)熱負(fù)荷、新型偏濾器和聚變反應(yīng)堆的研究”所述)現(xiàn)有技術(shù)的磁約束構(gòu)造的下部區(qū)域；
圖6顯示了包括本公開偏濾器的一個(gè)實(shí)施例的托卡馬克的改進(jìn)示意圖；
圖7A顯示了用于示例性實(shí)施例的CORSICA TM平衡的上部區(qū)域；
圖7B顯示了用于示例性實(shí)施例的CORSICA TM平衡的上部區(qū)域，其中偏濾器線圈被分為兩個(gè)不同的偏濾器線圈；
圖7C顯示了用于示例性實(shí)施例的CORSICA TM平衡的上部區(qū)域，其中偏濾器線圈被分為四個(gè)不同的偏濾器線圈；
圖8顯示了用于所公開的聚變開發(fā)設(shè)施(FDF)基反應(yīng)堆的一個(gè)FDF基實(shí)施例的示例性圖示；
圖9顯示了用于帶有Cu線圈的部件試驗(yàn)設(shè)施(CTF)的一個(gè)示例性實(shí)施例的 CORSICA TM平衡的上部區(qū)域；[0029]圖10顯示了用于帶有超導(dǎo)線圈的Slim-CS、減小尺寸中心螺線管(CS)基反應(yīng)堆的一個(gè)示例性實(shí)施例的CORSICA TM平衡的上部區(qū)域；
圖11顯示了用于ARIES (先進(jìn)反應(yīng)堆創(chuàng)新和評價(jià)研究)基反應(yīng)堆(使用安裝在由虛線包圍的可提取段內(nèi)部的模塊化線圈)的一個(gè)示例性實(shí)施例的CORSICA TM平衡的上部區(qū)域；
圖12a和12b顯示了(a)國家高功率先進(jìn)環(huán)面實(shí)驗(yàn)(NHTX)基實(shí)施例的圖示和(b) 用于所公開的NHTX基反應(yīng)堆的CORSICA TM平衡；
圖13A顯示了標(biāo)準(zhǔn)NHTX構(gòu)造(現(xiàn)有技術(shù))；
圖1 顯示了用于包括所公開的偏濾器構(gòu)造的一個(gè)實(shí)施例的NHTX基反應(yīng)堆的 SOLPS (刪削層等離子體模擬)計(jì)算；
圖13C顯示了用于所公開的NHTX基實(shí)施例的CORSICA TM平衡的上部區(qū)域；
圖14顯示了 ITER(國際熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆)等離子體尺寸與使用本文所述的實(shí)施例可獲得的高功率密度等離子體尺寸的比較的橫截面圖；以及
圖15是顯示等離子體運(yùn)動對所公開的偏濾器的偏濾器撞擊點(diǎn)位置的減小影響與相同等離子體運(yùn)動對等離子體X點(diǎn)的更大影響的比較的圖形。
具體實(shí)施方式
可以通過參考以下詳細(xì)描述和包括在其中的例子以及參考附圖和它們的先前和以下描述更容易地理解本文中所述的裝置、系統(tǒng)和方法。
在公開和描述本系統(tǒng)、物品、裝置和/或方法之前，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并不限于特定系統(tǒng)、特定裝置或特定方法，因而當(dāng)然可以變化。也應(yīng)當(dāng)理解本文中使用的術(shù)語僅僅是為了描述特定實(shí)施例的目的而不是旨在限制。
本發(fā)明的以下描述在其最佳的、當(dāng)前已知的實(shí)施例中作為本發(fā)明的啟發(fā)教導(dǎo)。為此，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到和理解可以對本文中所述的發(fā)明的各個(gè)方面進(jìn)行許多變化，同時(shí)仍然獲得本發(fā)明的有益結(jié)果。也將顯而易見可以通過選擇本發(fā)明的實(shí)施例的一些特征而不利用其他特征獲得本發(fā)明的一些預(yù)期益處。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到對本發(fā)明的許多修改和調(diào)整是可能的，甚至在某些情況下是期望的，并且是本發(fā)明的一部分。 因此，提供以下描述作為本發(fā)明的原理的示例而不是它的限制。
盡管與本文中所述的那些類似或等效的任何方法和材料可以用于本發(fā)明的實(shí)踐或試驗(yàn)中，但是現(xiàn)在描述示例性的方法和材料。
在整個(gè)本申請中參考各種出版物。除非另外指出，這些出版物的公開通過引用整體合并于本申請中以便更完整地描述本發(fā)明所屬領(lǐng)域的狀態(tài)。所公開的參考文獻(xiàn)也通過引用單獨(dú)地和具體地被合并在本文中以獲得包含在這些文獻(xiàn)中的在所引用的句子中論述的材料。在本文中沒有任何內(nèi)容應(yīng)當(dāng)被理解為承認(rèn)本發(fā)明沒有資格依靠現(xiàn)有發(fā)明早于這樣的出版物。此外，本文中提供的出版日期可能不同于實(shí)際出版日期，這可能需要單獨(dú)確認(rèn)。
當(dāng)在說明書和附帶權(quán)利要求
中使用時(shí)，單數(shù)形式“一 (a和an) ”和“所述(the) ”包括多個(gè)指代物，除非上下文清楚地另外指出。因此，例如“一偏濾器板”，“一反應(yīng)堆”或“一粒子”的提及包括兩個(gè)或以上這樣的偏濾器板、反應(yīng)堆或粒子的組合等。
范圍在本文中可以被表達(dá)為從“大約”一個(gè)特定值和/或到“大約”另一個(gè)特定值。當(dāng)表達(dá)這樣的范圍時(shí)，另一個(gè)實(shí)施例包括從一個(gè)特定值和/或到另一個(gè)特定值。類似地，當(dāng)通過使用在前面的“大約”將值表達(dá)為近似值時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解特定值形成另一個(gè)實(shí)施例。還應(yīng)當(dāng)理解每個(gè)范圍的端點(diǎn)關(guān)于另一個(gè)端點(diǎn)并且獨(dú)立于另一個(gè)端點(diǎn)都是有意義的。也應(yīng)當(dāng)理解在本文中公開了許多值，并且每個(gè)值在本文中也作為除了該值本身以外的“大約”該特定值被公開。例如，如果值“10”被公開，則“大約10”也被公開。也應(yīng)當(dāng)理解當(dāng)值被公開時(shí)“小于或等于”該值、“大于或等于”該值和在值之間的可能范圍也被公開，這是熟練技術(shù)人員能夠適當(dāng)理解的。例如，如果值“10”被公開，則“小于或等于10”以及“大于或等于10”也被公開。也應(yīng)當(dāng)理解在整個(gè)申請中，以許多不同的格式提供數(shù)據(jù)并且該數(shù)據(jù)表示端點(diǎn)和起點(diǎn)以及用于數(shù)據(jù)點(diǎn)的任何組合的范圍。例如，如果特定數(shù)據(jù)點(diǎn)“10”和特定數(shù)據(jù)點(diǎn)15被公開， 則應(yīng)當(dāng)理解大于、大于或等于、小于、小于或等于和等于10和15以及在10和15之間被視為公開。也應(yīng)當(dāng)理解在兩個(gè)特定整數(shù)之間的每個(gè)整數(shù)也被公開。例如，如果10和15被公開，則11、12、13和14也被公開。
當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語“可選的”或“可選地”表示隨后描述的方面可以存在或不存在或者隨后描述的事件或情況可以發(fā)生或不發(fā)生，并且描述包括所述事件或情況發(fā)生的實(shí)例和它不發(fā)生的實(shí)例。例如，所公開實(shí)施例可以可選地包括聚變等離子體，即，聚變等離子體可以存在或不存在。
當(dāng)在本文中使用時(shí)，“示例性的”表示“……的例子”并且并非旨在表達(dá)優(yōu)選的或理想的實(shí)施例。此外，當(dāng)在本文中使用時(shí)短語“例如”并非旨在表示任何限制意義，而是僅僅是解釋性的，并且用于指示所列舉的項(xiàng)目僅僅是由這種提供涵蓋的例子。
公開了將用于制備組成物的組分以及將用于本文中公開的方法中的組成物本身。 這些和其他材料在本文中被公開，并且應(yīng)當(dāng)理解當(dāng)這些材料的組合、子集、相互作用、群組等被公開時(shí)，盡管這些化合物的各種單獨(dú)和總體組合和排列的每一個(gè)的具體提及可能未明確被公開，但是每一個(gè)在本文中具體地被預(yù)料和描述。例如，如果特定化合物被公開和論述并且論述了可以對包括該化合物的許多分子進(jìn)行的許多修改，則可以具體地預(yù)料化合物和修改的每一個(gè)可能的組合和排列，除非具體地相反指出。因此，如果一類分子A、B和C以及一類分子D、E和F被公開并且組合分子A-D的一個(gè)例子被公開，則即使未單獨(dú)地?cái)⑹鲱A(yù)料到的單獨(dú)和總體有意義組合的每一個(gè)，也認(rèn)為A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E和C-F被公開。類似地，這些的任何子集或組合也被公開。因此，例如A-E、B-F和C-E的子組可以被認(rèn)為公開。該概念適用于本申請的所有方面，包括但不限于制造和使用組成物的方法中的步驟。因此，如果有可以被執(zhí)行的各種附加步驟，則應(yīng)當(dāng)理解這些附加步驟的每一個(gè)可以在方法的特定實(shí)施例或?qū)嵤├慕M合中被執(zhí)行。
應(yīng)當(dāng)理解本文中公開的組成物具有某些功能。在本文中公開了用于執(zhí)行所公開功能的某些結(jié)構(gòu)要求，并且應(yīng)當(dāng)理解有與所公開結(jié)構(gòu)相關(guān)的各種結(jié)構(gòu)可以執(zhí)行相同功能，并且這些結(jié)構(gòu)將示例性地獲得相同結(jié)果。
公開了用于包含等離子體或聚變等離子體的容器、聚變中子源和托卡馬克，其中反應(yīng)等離子體可以可選地存在于其中。也公開了從所公開實(shí)施例排熱的方法，其中存在反應(yīng)等離子體。
作為一個(gè)例子，所公開實(shí)施例可以具有如圖1中所示的磁幾何形狀以及線圈和偏濾器構(gòu)造，圖1是由CORSICA TM計(jì)算機(jī)程序生成的環(huán)形反應(yīng)堆的一段的橫截面圖。CORSICATM是由加利福尼亞州利沃莫爾市的Lawrence Livermore國家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)用于模擬磁聚變反應(yīng)堆中的物理學(xué)過程的軟件。在該實(shí)施例中，堆芯等離子體110可以主要由閉合磁面140 約束，其中刪削層(SOL) 100存在于所述閉合磁面之外。堆芯等離子體110中的閉合磁面 140由在堆芯等離子體110中、在極向場(PF)線圈120中、在導(dǎo)體(未顯示)中和在環(huán)形場(TF)線圈(未顯示)中被驅(qū)動的電流導(dǎo)致，這在本領(lǐng)域中是已知的。SOL 100可以包括開放磁場線(相對于堆芯等離子體的閉合磁面140上的線)。真空室可以基本由壁150封閉。附加磁場線170可以存在于所述真空室外部。在壁150中或附近的PF線圈120或載流導(dǎo)體(未顯示)可以用于產(chǎn)生成形開放磁場線的磁場(即，極向場(PF))。如果需要成形和/或控制磁場線，所述線圈120或載流導(dǎo)體可以成形和/或控制所述線，并且產(chǎn)生開放磁場線以用于偏轉(zhuǎn)交叉場通量(或刪削通量)，即，從堆芯等離子體110橫穿閉合面140遷移到SOL 100中的開放磁場線的粒子。刪削通量可以由開放磁場線偏轉(zhuǎn)到偏濾器板130，所述偏濾器板可以可選地相對于從聚變等離子體110發(fā)射的中子被屏蔽。由于偏濾器板130離堆芯等離子體110的距離(直線距離)和磁距離(沿著磁場線從堆芯等離子體到偏濾器板的距離)大于在本領(lǐng)域中發(fā)現(xiàn)的類似尺寸的其他聚變反應(yīng)堆，因此開放磁場線可以在偏濾器板處進(jìn)一步擴(kuò)展，由此減小偏濾器板130上的熱集中，并且允許粒子從它離開堆芯等離子體時(shí)直到它到達(dá)偏濾器板130的輻射冷卻。從本公開將顯而易見，可以對該實(shí)施例進(jìn)行各種修改。
當(dāng)在本文中使用時(shí)，“用于包含等離子體的容器”可以是與聚變兼容的任何容器， 并且不一定限于已知的容器設(shè)計(jì)。如果存在反應(yīng)等離子體，用于包含等離子體的容器可以是聚變中子源。用于包含等離子體的容器也可以是托卡馬克。應(yīng)當(dāng)理解任何所公開部件或?qū)嵤├梢杂糜谌魏斡糜诎入x子體、聚變等離子體的所公開容器、聚變中子源或托卡馬克或從其排熱的方法，除非上下文另外清楚地指出。
在一個(gè)方面中，所公開實(shí)施例可以包括圍繞中心軸線由壁封閉的環(huán)形室，其中所述環(huán)形室具有相對于所述中心軸線的內(nèi)半徑和外半徑；用于接收來自基本上由磁場包含在所述環(huán)形室內(nèi)的聚變等離子體的廢熱的偏濾器板，所述偏濾器板具有相對于所述中心軸線的偏濾器半徑，并且所述偏濾器半徑至少大于或等于等離子體短半徑與最靠近相應(yīng)偏濾器板的峰值點(diǎn)的長半徑的總和。
當(dāng)在本文中使用時(shí)，“中心軸線”指的是穿過本公開實(shí)施例的形心的軸線。在圖2 中顯示了例如圍繞中心軸線220的容器210的一部分。向外并且基本垂直于所述中心軸線延伸的空間中的點(diǎn)具有相對于所述中心軸線的半徑。例如，所述容器可以具有最靠近所述中心軸線220的內(nèi)半徑230和最遠(yuǎn)離所述中心軸線220的外半徑M0。在一個(gè)方面中，所述內(nèi)或外半徑可以被定義為從基本垂直于所述中心軸線220的假想線延伸的點(diǎn)。
所公開的室可以是適于約束聚變等離子體的任何形狀。在一些方面中，所公開的室的至少一部分可以為環(huán)形，即，圓環(huán)形?！碍h(huán)形”表示圍繞中心軸線的旋轉(zhuǎn)將是環(huán)形旋轉(zhuǎn)并且所公開的室的至少一部分將在環(huán)形旋轉(zhuǎn)下保持不變。因此，在一個(gè)方面中，當(dāng)附圖(例如圖1和4-1 顯示包含中心軸線的平面中的二維橫截面時(shí)，可以通過圍繞所述中心軸線進(jìn)行360度環(huán)形旋轉(zhuǎn)重建相應(yīng)的三維環(huán)形實(shí)施例。
在一個(gè)方面中，所公開的容器可以包括已知與聚變反應(yīng)堆兼容的任何材料。非限定性例子包括金屬(例如鎢和鋼)、金屬合金、(包括碳復(fù)合材料)復(fù)合材料、它們的組合寸。
在一個(gè)方面中，所公開的實(shí)施例包括改進(jìn)的偏濾器。當(dāng)在本文中使用時(shí)，“偏濾器” 意味著指的是實(shí)施例中將來自堆芯等離子體的熱、能量和/或粒子偏轉(zhuǎn)到遠(yuǎn)離堆芯等離子體的期望位置的所有方面。偏濾器的各方面的例子包括但不限于刪削層、分界面、在其中包含刪削通量的開放磁場線和一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板(或偏濾器靶板)。
在一個(gè)方面中，所述偏濾器板可以包括適合用于聚變反應(yīng)堆的任何材料?？梢允褂靡阎默F(xiàn)有偏濾器組成物，例如在銅或碳復(fù)合材料上的鎢或鎢復(fù)合材料?？梢允褂玫钠渌牧习ㄔ诟邿釋?dǎo)襯底上的鋼合金。
在另一個(gè)方面中，偏濾器板可以具有相對于中心軸線的偏濾器半徑并且所述偏濾器半徑可以相對于所公開的實(shí)施例中的另一個(gè)部件或點(diǎn)位于一個(gè)位置。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，偏濾器半徑相對于其他部件(例如等離子體或室壁等)的比率應(yīng)當(dāng)包含任何合適的單個(gè)半徑，并且因此所公開的任何實(shí)際偏濾器半徑僅僅表示是示例性的并且因而是非限定的。
當(dāng)在本文中使用并且由Iidiv表示時(shí)，術(shù)語“偏濾器半徑”意味著指的是偏濾器板離中心軸線的平均半徑距離。
在一個(gè)方面中，偏濾器板可以具有大于或等于大約環(huán)形室的外半徑的偏濾器半徑。在另一個(gè)方面中，偏濾器板可以具有小于或等于大約環(huán)形室的外半徑的偏濾器半徑。在又一個(gè)方面中，偏濾器板可以具有大于或等于大約環(huán)形室的內(nèi)半徑的偏濾器半徑。
在一個(gè)方面中，偏濾器半徑Iidiv與環(huán)形室的外半徑I 。的比率可以從大約0. 2到大約10，或者從大約0. 5到大約8，或者從大約1到大約6，或者從大約1到大約5，或者從大約1到大約3，或者從大約1到大約2，或者從大約1到大約1. 5。
一般而言，可以預(yù)見可以使用任何尺寸的實(shí)施例。但是，例如所述偏濾器板可以具有大約 0. 2m、0. 5m、lm、l. 5m、2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m、9m 或大約 IOm 的半徑。在另一個(gè)方面中，偏濾器半徑可以為大約1. 9mm,3. 3mm、4m、7. 3mm或7. 5mm。
在一個(gè)方面中，偏濾器板可以具有相對于分界面上的X點(diǎn)的偏濾器半徑。當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語“分界面”指的是開放磁場線和閉合磁場線之間的邊界，并且X點(diǎn)指的是分界面上極向磁場為零的點(diǎn)。在一個(gè)方面中，多個(gè)X點(diǎn)存在于所公開的實(shí)施例中，并且主等離子體X點(diǎn)指的是鄰近所述堆芯等離子體的X點(diǎn)。例如，返回參考圖1，主X點(diǎn)被顯示為 160。主X點(diǎn)的半徑通常取決于磁場線的構(gòu)造。在一個(gè)方面中，偏濾器板可以具有大于或等于主X點(diǎn)的半徑的長半徑。
在一個(gè)方面中，偏濾器板半徑與X點(diǎn)半徑的比率Rdiv/I x可以從大約1到大約5，或者從大約1到大約4，或者從大約1到大約3. 5，或者從大約1. 5到大約3. 5。例如，所公開的偏濾器板和所公開的分界面可以具有如表1中列出的半徑以及相應(yīng)比率。
表1 Iidiv和&的例子
權(quán)利要求
1.一種環(huán)形等離子體裝置，包括圍繞中心軸線的環(huán)形室，其中一環(huán)形堆芯等離子體基本上由大體位于閉合環(huán)形磁面上的閉合磁場線約束在所述環(huán)形室內(nèi)，所述閉合磁場線由堆芯等離子體中的電流以及大體鄰近所述環(huán)形室的載流導(dǎo)體中的電流產(chǎn)生，并且所述環(huán)形堆芯等離子體基本上由與一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板交叉的開放磁場線的區(qū)域封閉；和分界面，其包括分離所述堆芯等離子體和開放磁場線的所述區(qū)域的磁面，其中所述分界面與所述偏濾器板交叉，使得從堆芯等離子體橫穿所述分界面流動到開放磁場線的所述區(qū)域中的粒子和能量沿著所述開放磁場線被引導(dǎo)到所述偏濾器板，并且其中所述分界面包含離赤道面的垂直距離非零的至少一個(gè)滯點(diǎn)，所述赤道面垂直于所述中心軸線并且經(jīng)過堆芯等離子體中的最大長半徑的點(diǎn)，所述垂直距離大于等離子體短半徑，并且所述偏濾器板具有外側(cè)偏濾器長半徑，所述外側(cè)偏濾器長半徑大于等離子體短半徑與最靠近相應(yīng)偏濾器板的峰值點(diǎn)的長半徑的總和。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的環(huán)形等離子體裝置，其中任何點(diǎn)的長半徑是該點(diǎn)離所述中心軸線的垂直距離，并且垂直于所述中心軸線并且經(jīng)過堆芯等離子體中的最大長半徑的點(diǎn)的所述赤道面將所述環(huán)形室分為上部區(qū)域和下部區(qū)域，其中堆芯等離子體具有外等離子體長半徑和內(nèi)等離子體長半徑，所述外等離子體長半徑是堆芯等離子體中最遠(yuǎn)離所述中心軸線的點(diǎn)的長半徑，并且所述內(nèi)等離子體長半徑是堆芯等離子體中最靠近所述中心軸線的點(diǎn)的長半徑，其中所述外等離子體長半徑和內(nèi)等離子體長半徑的總和的一半是等離子體長半徑，并且所述外等離子體長半徑和內(nèi)等離子體長半徑之間的差值的一半是等離子體短半徑，其中堆芯等離子體的上部區(qū)域中最遠(yuǎn)離所述赤道面的點(diǎn)是上峰值點(diǎn)并且堆芯等離子體的下部區(qū)域中最遠(yuǎn)離所述赤道面的點(diǎn)是下峰值點(diǎn)，其中所述分界面和所述偏濾器板之間的交叉點(diǎn)的最大長半徑是外側(cè)偏濾器長半徑，并且其中所述分界面具有一個(gè)或更多個(gè)滯點(diǎn)，每個(gè)所述滯點(diǎn)是這樣的點(diǎn)，在所述點(diǎn)處，包括所述磁面的磁場的極向分量大約為零并且在包含所述中心軸線的任何平面中的方向是極向。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的環(huán)形等離子體裝置，其中大體鄰近所述環(huán)形室的所述載流導(dǎo)體中的電流在與所述一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板交叉的開放磁場線的所述區(qū)域中產(chǎn)生磁通量膨脹。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的環(huán)形等離子體裝置，其中在與所述一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板交叉的開放磁場線的所述區(qū)域中的所述磁通量膨脹將轉(zhuǎn)移到所述偏濾器板的能量和粒子分布在所述偏濾器板的擴(kuò)大區(qū)域上，由此減小入射在所述一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板上的能量和粒子的平均通量和峰值通量。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的環(huán)形等離子體裝置，其中大體鄰近所述環(huán)形室的所述載流導(dǎo)體中的電流增加在所述赤道面中到所述外側(cè)偏濾器板的磁連接長度。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的環(huán)形等離子體裝置，其中磁連接長度的增加導(dǎo)致在能量入射到所述外側(cè)偏濾器板上之前能量的擴(kuò)散或消耗提升。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的環(huán)形等離子體裝置，其中來自堆芯等離子體的粒子在到達(dá)所述一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板之前冷卻到小于大約40電子伏特的溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的環(huán)形等離子體裝置，其中所述一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板附近區(qū)域的低溫允許來自所述一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板附近的粒子的能量輻射增加。
9.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的環(huán)形等離子體裝置，其中所述磁連接長度足夠長以在所述偏濾器板和堆芯等離子體之間維持小于大約5eV的溫度的等離子體穩(wěn)定區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的環(huán)形等離子體裝置，其中所述一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板中的至少一個(gè)相對于從環(huán)形堆芯等離子體發(fā)射的直接中子被基本上屏蔽。
11.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的環(huán)形等離子體裝置，其中所述一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板包括液態(tài)金屬。
12.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的環(huán)形等離子體裝置，其中堆芯等離子體中的總加熱功率與等離子體長半徑的比率為大約5兆瓦/米或更高。
13.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的環(huán)形等離子體裝置，其中從聚變反應(yīng)泵送氦灰，并且其中所述偏濾器板的長半徑比最近峰值點(diǎn)的長半徑大出的量大于等離子體短半徑，使得所述裝置在所述偏濾器板附近的中性壓力增大，從所述偏濾器板到泵的泵送通道長度減小以及泵送管道的最大面積增加。
14.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的環(huán)形等離子體裝置，其中所述環(huán)形等離子體裝置是托卡馬克。
15.一種從環(huán)形等離子體裝置排出熱和粒子的方法，包括圍繞中心軸線在環(huán)形室中產(chǎn)生環(huán)形堆芯等離子體，其中環(huán)形堆芯等離子體基本上由大體位于閉合環(huán)形磁面上的磁場線約束在所述環(huán)形室內(nèi)，閉合的所述磁場線由堆芯等離子體中的電流以及大體鄰近所述環(huán)形室的載流導(dǎo)體中的電流產(chǎn)生，并且所述環(huán)形堆芯等離子體基本上由與一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板交叉的開放磁場線的區(qū)域封閉；和將來自環(huán)形堆芯等離子體的橫穿所述閉合磁場線到達(dá)所述開放磁場線的粒子引導(dǎo)到所述一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板，其中所述一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板中的至少一個(gè)被放置在外側(cè)偏濾器長半徑處，所述外側(cè)偏濾器長半徑大于或等于等離子體短半徑與最靠近相應(yīng)偏濾器板的峰值點(diǎn)的長半徑的總和。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的方法，其中圍繞中心軸線在環(huán)形室中產(chǎn)生環(huán)形堆芯等離子體，其中環(huán)形堆芯等離子體基本上由大體位于閉合環(huán)形磁面上的磁場線約束在所述環(huán)形室內(nèi)的這一步驟包括分界面，所述分界面包括分離堆芯等離子體和開放磁場線的所述區(qū)域的磁面，其中所述分界面與所述偏濾器板交叉，使得從堆芯等離子體橫穿所述分界面流動到開放磁場線的所述區(qū)域中的粒子和能量沿著所述開放磁場線被引導(dǎo)到所述偏濾器板，其中任何點(diǎn)的長半徑是該點(diǎn)離所述中心軸線的垂直距離，并且垂直于所述中心軸線且經(jīng)過堆芯等離子體中的最大長半徑的點(diǎn)的赤道面將所述環(huán)形室分為上部區(qū)域和下部區(qū)域， 并且其中所述分界面包含至少一個(gè)滯點(diǎn)，所述滯點(diǎn)離所述赤道面的垂直距離大于等離子體短半徑。
17.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的方法，其中堆芯等離子體具有外等離子體長半徑和內(nèi)等離子體長半徑，所述外等離子體長半徑是堆芯等離子體中最遠(yuǎn)離所述中心軸線的點(diǎn)的長半徑，并且所述內(nèi)等離子體長半徑是堆芯等離子體中最靠近所述中心軸線的點(diǎn)的長半徑，其中所述外等離子體長半徑和內(nèi)等離子體長半徑的總和的一半是等離子體長半徑，并且所述外等離子體長半徑和內(nèi)等離子體長半徑之間的差值的一半是等離子體短半徑，其中堆芯等離子體的上部區(qū)域中最遠(yuǎn)離所述赤道面的點(diǎn)是上峰值點(diǎn)并且堆芯等離子體的下部區(qū)域中最遠(yuǎn)離所述赤道面的點(diǎn)是下峰值點(diǎn)，其中所述分界面和所述偏濾器板之間的交叉點(diǎn)的最大長半徑是外側(cè)偏濾器長半徑，并且其中所述分界面具有一個(gè)或更多個(gè)滯點(diǎn)，每個(gè)所述滯點(diǎn)是這樣的點(diǎn)，在所述點(diǎn)處，包括所述磁面的磁場的極向分量大約為零并且在包含所述中心軸線的任何平面中的方向是極向。
18.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的方法，其中大體鄰近所述環(huán)形室的所述載流導(dǎo)體中的電流在與所述一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板交叉的開放磁場線的所述區(qū)域中產(chǎn)生磁通量膨脹。
19.根據(jù)權(quán)利要求
18所述的方法，其中在與所述一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板交叉的開放磁場線的所述區(qū)域中的所述磁通量膨脹將轉(zhuǎn)移到所述偏濾器板的能量和粒子分布在所述偏濾器板的擴(kuò)大區(qū)域上，由此減小入射在所述一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板上的能量和粒子的平均通量和峰值通量。
20.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的方法，其中大體鄰近所述環(huán)形室的所述載流導(dǎo)體中的電流增加在所述赤道面中到所述外側(cè)偏濾器板的磁連接長度。
21.根據(jù)權(quán)利要求
20所述的方法，其中磁連接長度的增加導(dǎo)致在能量入射到所述外側(cè)偏濾器板上之前能量的擴(kuò)散或消耗提升。
22.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的方法，其中來自堆芯等離子體的粒子在到達(dá)所述一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板之前冷卻到小于大約40電子伏特的溫度。
23.根據(jù)權(quán)利要求
20所述的方法，其中所述一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板附近區(qū)域的低溫允許來自所述一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板附近的粒子的能量輻射增加。
24.根據(jù)權(quán)利要求
20所述的方法，其中所述磁連接長度足夠長以在所述偏濾器板和堆芯等離子體之間維持小于大約5eV的溫度的等離子體穩(wěn)定區(qū)域。
25.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的方法，其中所述一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板中的至少一個(gè)相對于從環(huán)形堆芯等離子體發(fā)射的直接中子被基本上屏蔽。
26.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的方法，其中所述一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板包括液態(tài)金屬。
27.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的方法，其中堆芯等離子體中的總加熱功率與等離子體長半徑的比率為大約5兆瓦/米或更高。
28.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的方法，還包括從聚變反應(yīng)泵送氦灰，其中所述偏濾器板的長半徑比最近峰值點(diǎn)的長半徑大出的量大于等離子體短半徑，使得所述裝置在所述偏濾器板附近的中性壓力增大，從所述偏濾器板到泵的泵送通道長度減小以及泵送管道的最大面積增加。
29.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的方法，其中所述環(huán)形等離子體裝置是托卡馬克。
30.一種小型聚變中子源，包括高功率密度環(huán)形等離子體裝置；其中所述環(huán)形等離子體裝置具有堆芯等離子體中的總加熱功率與等離子體長半徑的比率，該比率為大約5兆瓦/米或更高；其中所述環(huán)形等離子體裝置具有橫穿堆芯等離子體表面的中子的總功率，該總功率為大約0. 1兆瓦每平方米每秒或更高；并且其中所述環(huán)形等離子體裝置具有位于外側(cè)偏濾器長半徑處的一個(gè)或更多個(gè)偏濾器板， 所述外側(cè)偏濾器長半徑大于或等于等離子體短半徑與最靠近相應(yīng)偏濾器板的峰值點(diǎn)的長半徑的總和。
31.根據(jù)權(quán)利要求
30所述的小型聚變中子源，其中所述環(huán)形等離子體裝置是托卡馬克。
32.一種裝置，包括圍繞中心軸線由多個(gè)壁封閉的室，其中所述室相對于所述中心軸線具有內(nèi)半徑和外半徑并且被構(gòu)造為通過磁場包含堆芯等離子體；被構(gòu)造用于接收廢熱的偏濾器板，所述偏濾器板相對于所述中心軸線具有偏濾器半徑，所述偏濾器半徑大于或等于等離子體短半徑與最靠近相應(yīng)偏濾器板的峰值點(diǎn)的長半徑的總和。
33.根據(jù)權(quán)利要求
32所述的裝置，其中包含在所述室中的堆芯等離子體具有外等離子體長半徑和內(nèi)等離子體長半徑，所述外等離子體長半徑是堆芯等離子體中最遠(yuǎn)離所述中心軸線的點(diǎn)的長半徑，并且所述內(nèi)等離子體長半徑是堆芯等離子體中最靠近所述中心軸線的點(diǎn)的長半徑，其中所述外等離子體長半徑和內(nèi)等離子體長半徑的總和的一半是等離子體長半徑，并且所述外等離子體長半徑和內(nèi)等離子體長半徑之間的差值的一半是等離子體短半徑，其中堆芯等離子體的上部區(qū)域中最遠(yuǎn)離所述赤道面的點(diǎn)是上峰值點(diǎn)并且堆芯等離子體的下部區(qū)域中最遠(yuǎn)離所述赤道面的點(diǎn)是下峰值點(diǎn)，其中分界面和偏濾器板之間的交叉點(diǎn)的最大長半徑是外側(cè)偏濾器長半徑，并且其中所述分界面具有一個(gè)或更多個(gè)滯點(diǎn)，每個(gè)所述滯點(diǎn)是這樣的點(diǎn)，在所述點(diǎn)處，包括所述磁面的磁場的極向分量大約為零并且在包含所述中心軸線的任何平面中的方向是極向。
34.根據(jù)權(quán)利要求
32所述的裝置，其中堆芯等離子體基本上由大體位于閉合磁面上的閉合磁場線約束在所述室內(nèi)，所述閉合磁場線由堆芯等離子體中的電流以及大體鄰近所述室的載流導(dǎo)體中的電流產(chǎn)生，并且所述堆芯等離子體基本上由與所述偏濾器板交叉的開放磁場線的區(qū)域封閉。
35.根據(jù)權(quán)利要求
34所述的裝置，其中大體鄰近所述室的所述載流導(dǎo)體中的電流在與所述偏濾器板交叉的開放磁場線的所述區(qū)域中產(chǎn)生磁通量膨脹。
36.根據(jù)權(quán)利要求
32所述的裝置，其中在與所述偏濾器板交叉的開放磁場線的所述區(qū)域中的所述磁通量膨脹將轉(zhuǎn)移到所述偏濾器板的能量和粒子分布在所述偏濾器板的擴(kuò)大區(qū)域上，由此減小入射在所述偏濾器板上的能量和粒子的平均通量和峰值通量。
37.根據(jù)權(quán)利要求
33所述的裝置，其中大體鄰近所述室的所述載流導(dǎo)體中的電流增加在所述赤道面中到所述外側(cè)偏濾器板的磁連接長度。
38.根據(jù)權(quán)利要求
37所述的裝置，其中磁連接長度的增加導(dǎo)致在能量入射到所述外側(cè)偏濾器板上之前能量的擴(kuò)散或消耗提升。
39.根據(jù)權(quán)利要求
32所述的裝置，其中來自堆芯等離子體的粒子在到達(dá)所述偏濾器板之前冷卻到小于大約40電子伏特的溫度。
40.根據(jù)權(quán)利要求
32所述的裝置，其中所述偏濾器板附近區(qū)域中的低溫允許來自所述偏濾器板附近的粒子的能量輻射增加。
41.根據(jù)權(quán)利要求
37所述的裝置，其中磁連接長度足夠長以在所述偏濾器板和堆芯等離子體之間維持小于大約5eV的溫度的等離子體穩(wěn)定區(qū)域。
42.根據(jù)權(quán)利要求
32所述的裝置，其中所述偏濾器板相對于從環(huán)形堆芯等離子體發(fā)射的直接中子被基本上屏蔽。
43.根據(jù)權(quán)利要求
32所述的裝置，其中所述偏濾器板包括液態(tài)金屬。
44.根據(jù)權(quán)利要求
32所述的裝置，其中堆芯等離子體中的總加熱功率與等離子體長半徑的比率為大約5兆瓦/米或更高。
45.根據(jù)權(quán)利要求
37所述的裝置，其中從所述室內(nèi)的聚變反應(yīng)泵送氦灰，其中所述偏濾器板的長半徑比最近峰值點(diǎn)的長半徑大出的量大于等離子體短半徑，使得所述裝置在所述偏濾器板附近的中性壓力增大，從所述偏濾器板到泵的泵送通道長度減小以及泵送管道的最大面積增加。
46.根據(jù)權(quán)利要求
32所述的裝置，其中所述裝置是托卡馬克。
專利摘要
公開了一種裝置，所述裝置包括由圍繞中心軸線的壁封閉的室。所述室具有相對于所述中心軸線的內(nèi)半徑和外半徑并且被構(gòu)造為磁包含堆芯等離子體。所述裝置還包括被構(gòu)造用于接收廢熱的偏濾器板。所述偏濾器板具有相對于所述中心軸線的偏濾器半徑。所述偏濾器半徑大于或等于等離子體短半徑與最接近相應(yīng)偏濾器板的峰值點(diǎn)的長半徑的總和。所述裝置可以用于包含聚變等離子體，作為小型聚變中子源，或作為小型聚變能量源。也描述了當(dāng)?shù)入x子體存在于其中時(shí)從這樣的裝置排熱的方法。
文檔編號G21B1/00GKCN102224547SQ200980142268
公開日2011年10月19日 申請日期2009年8月20日
發(fā)明者M·T·科琴羅伊特, P·M·瓦蘭朱, S·M·馬哈詹 申請人:得克薩斯大學(xué)體系董事會導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan