[实用新型]一种静电约束聚变装置

说明书

本实用新型实施例提供一种静电约束聚变装置，涉及核聚变技术领域，能够解决现有技术中绝缘筒的表面无法很好的模拟球对称电场分布的问题，以及解决绝缘筒容易发生火花放电的问题。所述静电约束聚变装置包括球状的空心阳极，以及设置在阳极内部的球状的阴极，阴极与阳极同心，阴极上连接有伸出阳极的阴极金属引线，阴极金属引线上套设有绝缘筒；绝缘筒为圆台状或棱台状；阳极上具有开口，绝缘筒的小端穿过阳极开口与阴极接触；绝缘筒的大端与阳极开口的边缘接触；绝缘筒对应的圆锥或棱锥的顶点位于阳极的球心；绝缘筒的筒壁的电阻率为1Ωm～10⁹Ωm。本实用新型用于静电约束聚变装置。

技术领域

本实用新型涉及核聚变技术领域，尤其涉及一种静电约束聚变装置。

背景技术

静电约束聚变是利用阴阳极之间的高压静电场，将氘或氚等阳离子约束在阴极附近并且获得较高的能量，从而离子与离子之间能够发生碰撞引起聚变反应。现有的静电约束聚变装置一般如图1所示，包括球形的阳极01和设置在阳极01内部、且与阳极01同心的球形网状阴极02，阴极金属引线03连接到阴极02上并穿出阳极01，阴极金属引线03用于向中心的阴极02施加高压。

由于阳极01和阴极02是同心球形结构，阴阳极之间加上高压后会形成球对称静电场，然而球对称电场的电势分布是由外至内渐变的，而阴极金属引线03却与阴极02同电势，所以阴极金属引线03会破坏球对称电场。现有技术中一般会给阴极金属引线03上套设一个直筒状的绝缘筒04，利用装置工作时，阴阳极之间的带电粒子与绝缘筒04外表面碰撞来给绝缘筒04外表充电，改变绝缘筒04外表电势分布，使之趋于球对称电场的电势分布。然而由于带电粒子充电的程度并不受控制，在实际应用时，绝缘筒04外表的电势分布一般如图1所示，即绝缘筒04外表的电势分布并不符合球对称电场的电势分布，其中，图1中阴极02与阳极01之间的曲线为等电势线。这样不仅容易造成绝缘筒04火花放电的干扰，还会使得静电约束聚变装置的阴阳极之间的球对称电场分布受到破坏，从而导致阳离子在靠近阴极金属引线03附近受到电场偏转而偏离汇心运动，进而影响整体的反应速率。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种静电约束聚变装置，不仅能够解决现有技术中绝缘筒的表面无法很好的模拟球对称电场分布的问题，还能解决绝缘筒容易发生火花放电的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

本实用新型实施例提供一种静电约束聚变装置，包括球状的空心阳极，以及设置在所述阳极内部的球状的阴极，所述阴极与所述阳极同心，所述阴极上连接有伸出所述阳极的阴极金属引线，

所述阴极金属引线上套设有绝缘筒；所述绝缘筒为圆台状或棱台状；

所述阳极上具有开口，所述绝缘筒的小端穿过所述阳极开口与所述阴极接触；所述绝缘筒的大端与所述阳极开口的边缘接触；

所述绝缘筒对应的圆锥或棱锥的顶点位于所述阳极的球心；

所述绝缘筒的筒壁的电阻率为1Ωm～10⁹Ωm。

可选的，所述绝缘筒为圆台状，所述绝缘筒对应的圆锥的顶角为10°～50°。

可选的，所述绝缘筒小端的端部与所述阴极之间夹设有金属薄片或隔热片。

可选的，所述金属薄片或所述隔热片厚度小于所述绝缘筒小端的端面直径的十分之一。

可选的，所述阴极金属引线与所述绝缘筒的筒壁内表面之间存在间隙；

所述间隙内填充有耐高温的绝缘材料。

可选的，所述绝缘筒的筒壁的电阻率为10³Ωm～10⁸Ωm。

可选的，所述绝缘筒的筒壁耐受的高温区间为800℃～2800℃。