過粒子源110的磁場期間補償任何射束偏移和偏轉(zhuǎn)； -在預(yù)加速器111和高電壓加速器150的軸線之間的偏移減少了共同流動的粒子去往 高電壓加速器150的流入，并且防止高度加速的粒子（正離子和中性物）回流入預(yù)加速器 111和離子源110中。
[0100] 相反地，之前的系統(tǒng)在加速級之間不具有物理分離，并且因而，不允許在本文中作 為特征的軸向偏移。
[0101] 3. 3.低能射束線205的磁體將射束聚焦入單孔加速器150的進口中： _射束聚焦與多孔柵極系統(tǒng)相比促進了進入加速器150的射束的均一性。
[0102] 3. 4.單孔加速器的應(yīng)用： _簡化系統(tǒng)對準和射束聚焦； -促進氣體泵送和從高能加速器150的次級粒子移除； -減少了到高能加速器150的電極上的射束損耗。
[0103] 3. 5.磁性透鏡230在加速后使用，以補償在加速器150中的過度聚焦并且形成準 平行的射束。
[0104] 在常規(guī)設(shè)計中，除了在加速器自身中之外，不存在用于射束聚焦和偏轉(zhuǎn)的機構(gòu)。
[0105] 4.0 中和器 170: 4. 1等離子中和器基于在壁處具有高磁場永磁體的多尖端等離子約束系統(tǒng)； -增加中性化效率； -使整體中性射束注入器損耗最小化。
[0106] 這些技術(shù)從未被考慮應(yīng)用于大規(guī)模中性射束注入器中。
[0107] 4. 2光子中和器-光子阱基于具有高反射壁的圓柱形空腔阱并且利用高效率激 光進行泵送。
[0108]-進一步增大中性化效率； -使整體中性射束注入器損耗最小化。
[0109] 這些技術(shù)從未被考慮應(yīng)用于大規(guī)模中性射束注入器中。
[0110] 5.0恢復(fù)器： 5. 1剩余離子能量恢復(fù)器的應(yīng)用： -增大了注入器的整體效率。
[0111] 相反地，在常規(guī)設(shè)計中完全未預(yù)見到恢復(fù)。
[0112] 參考：
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[0113] 雖然本公開容許各種修改和備選形式，但是已經(jīng)在附圖中顯示了并且在本文中詳 細描述了其具體實例。具體而言，所有的參考整體并入本文中。但是，應(yīng)當理解的是，本發(fā) 明不限于公開的特定形式和方法，而是相反地，本發(fā)明意圖覆蓋落入所附權(quán)利要求的精神 和范圍內(nèi)的所有修改、等同和備選方案。
【主權(quán)項】
1. 一種基于負離子的中性射束注入器，其包括： 離子源，其適于產(chǎn)生負離子射束； 加速器，和 中和器，其中，所述離子源、加速器和中和器適于產(chǎn)生具有大約5麗的功率的中性射 束。2. -種基于負離子的中性射束注入器，其包括： 離子源，其適于產(chǎn)生負離子射束； 加速器，和 中和器，其中，所述離子源、加速器和中和器適于產(chǎn)生帶有大約0. 50至I.OMeV的能量 的中性射束。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的注入，其特征在于，所述離子源、加速器和中和器適于產(chǎn)生 具有大約0. 50至I.OMeV的能量的中性射束。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的注入器，其特征在于，所述離子源、加速器和中和器適于產(chǎn) 生具有大約5MW的功率的中性射束。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的注入器，其特征在于，所述離子源適于產(chǎn)生大約9A的負 離子射束。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的注入器，其特征在于，所述加速器與所述離子源處于間 隔的關(guān)系。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的注入器，其特征在于，所述加速器包括預(yù)加速器和高能加速 器。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的注入器，其特征在于，所述預(yù)加速器是所述離子源中的靜電 多孔柵極。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的注入器，其特征在于，來自所述離子源的離子在注入所述高 能加速器中之前由所述預(yù)加速器預(yù)加速至120kV。10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的注入器，其特征在于，還包括介于所述預(yù)加速器和高能加 速器之間的一對偏轉(zhuǎn)磁體，其中，該對偏轉(zhuǎn)磁體允許來自所述預(yù)加速器的射束在進入所述 高能加速器之前從軸線移開。11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的注入器，其特征在于，所述離子源包括等離子箱和等離子 驅(qū)動器。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的注入器，其特征在于，所述等離子箱和等離子驅(qū)動器的內(nèi) 壁能夠維持在大約150-200°C的升高的溫度下，以防止它們的表面上的銫積聚。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的注入器，其特征在于，所述等離子箱和驅(qū)動器包括流體歧 管和通路，以使高溫流體循環(huán)。14. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的注入器，其特征在于，還包括分配歧管，以用于將銫直接供 應(yīng)在所述加速器的等離子?xùn)艠O上。15. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的注入器，其特征在于，所述預(yù)加速器包括外部磁體，以在離 子提取和預(yù)加速區(qū)域中偏轉(zhuǎn)共同提取的電子。16. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的注入器，其特征在于，還包括泵送系統(tǒng)，以從預(yù)加速間隙泵 出氣體。17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的注入器，其特征在于，所述等離子?xùn)艠O受到正偏壓，以彈 回流動的正離子。18. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的注入器，其特征在于，所述高能加速器通過包括低能射束 傳輸線的過渡區(qū)域與所述離子源間隔開。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的注入器，其特征在于，所述過渡區(qū)域包括彎轉(zhuǎn)磁體、真空 泵和銫阱。20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的注入器，其特征在于，所述彎轉(zhuǎn)磁體將所述射束偏轉(zhuǎn)和聚 焦至所述高能加速器的軸線上。21. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的注入器，其特征在于，還包括磁性透鏡，其跟在所述加速器 后面來補償所述加速器中的過度聚焦，并且來形成準平行射束。22. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的注入器，其特征在于，所述中和器包括等離子中和器，所述 等離子中和器基于在壁處具有高磁場永磁體的多尖端等離子約束系統(tǒng)。23. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的注入器，其特征在于，所述中和器包括光子中和器，所述光 子中和器基于具有高反射壁的圓柱形空腔，并且利用高效率激光進行泵送。24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的注入器，其特征在于，所述中和器包括光子中和器，所述 光子中和器基于具有高反射壁的圓柱形空腔，并且利用高效率激光進行泵送。25. 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的注入器，其特征在于，還包括剩余離子能量恢復(fù)器。26. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的注入器，其特征在于，還包括剩余離子能量恢復(fù)器。27. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的注入器，其特征在于，還包括剩余離子能量恢復(fù)器。
【專利摘要】一種基于負離子的中性射束注入器包括負離子源、加速器和中和器，以產(chǎn)生具有大約0.50至1.0MeV的能量的大約5MW的中性射束。通過離子源產(chǎn)生的離子在注入高能加速器發(fā)射之前由靜電多孔柵極預(yù)加速器預(yù)加速，該預(yù)加速器用來從等離子提取離子射束并且加速至需要的射束能量的一部分。來自離子源的射束行進穿過一對偏轉(zhuǎn)磁體，該對偏轉(zhuǎn)磁體允許射束在進入高能加速器之前從軸線移開。在加速到滿能量之后，射束進入中和器，在此其被部分地轉(zhuǎn)換成中性射束。剩余的離子種類通過磁體分離，并被導(dǎo)入靜電能量轉(zhuǎn)換器中。中性射束行進穿過閘門閥并進入等離子隔室。
【IPC分類】G21B1/15
【公開號】CN104903967
【申請?zhí)枴緾N201380057640
【發(fā)明人】Y.I.貝爾欽科, A.V.伯達科夫, V.I.戴維登科, G.I.迪莫夫, A.A.伊瓦諾夫, V.V.科貝茨, A.N.斯米爾諾夫, M.W.賓德鮑爾, D.L.塞維爾, T.E.理查森
【申請人】Tri 阿爾法能源公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2013年9月4日
【公告號】CA2883669A1, EP2893536A2, WO2014039579A2, WO2014039579A3