JPH0467320B2 - - Google Patents
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- JPH0467320B2 JPH0467320B2 JP57038152A JP3815282A JPH0467320B2 JP H0467320 B2 JPH0467320 B2 JP H0467320B2 JP 57038152 A JP57038152 A JP 57038152A JP 3815282 A JP3815282 A JP 3815282A JP H0467320 B2 JPH0467320 B2 JP H0467320B2
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- Plasma Technology (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は開放系磁場による長時間のプラズマの
閉じ込めを可能とするプラズマ装置に関する。 〔従来技術及び其の問題点〕 開放系磁場でプラズマを閉じ込める場合、プラ
ズマの閉じ込め時間を長くすることが核融合炉で
必要なことはよく知られているが、核融合炉以外
の用途に使用されるプラズマ装置に於ても、閉じ
込め時間を長くすればプラズマ発生装置の消費電
力が少くて済み、プラズマの密度を高くすること
ができ、更にプラズマを包囲する固体壁への熱入
力が軽減されるなど、大きな効果が得られる。開
放系磁場によるプラズマ閉じ込めで閉じ込め時間
を長くするためには、開放端におけるプラギング
が必要とされる。このことは、たとえば、C.
Gormezano：Reduction of Losses in Open−
Ended Magnetic Traps；Nuclear Fusion，19
（ 79′），８，1085などの文献に記載されている。 プラギングには高周波によるものと静電場によ
るものがあり、静電場によるものには電極を用い
る電極法と、タンデムミラー形磁場による両極性
電位閉じ込めがあり、これらはいずれも研究途上
にある。該電極法には、カスプ磁場のポイント及
びラインカスプに陽極及び陰極からなる静電プラ
グを用いた電磁トラツプがある。第１図は電磁ト
ラツプの原理図で、文献T.J.Dolan，B.L.
Stansfield and J.M.Larsen：Plasma Potential
in electrostatically plugged cusps and
mirrors：The Phycics of Fluids，18（ ′75），
10，1383に掲載されたものである。 １は２個１組のコイルでＺ軸のまわりに軸対称
に捲かれ、カスプ磁場を形成する。２はポイント
カスプに配設された中空円筒状の陽極、３はポイ
ントカスプに配設された中空円筒状の陰極、４は
ラインカスプに配設された２個１組の環状の陽
極、５はラインカスプに配設された２個１組の環
状の陰極である。２個１組のコイル１に挾まれた
空間及び該コイル１の内部の空間には一つの図示
されない真空容器が配設され、該真空容器にはプ
ラズマとなるべき気体が充填され、陰極３の少な
くとも一方の陽極２の反対の側には図示されない
電子銃が配設され、該電子銃から射出された電子
は該陰極３及び該陽極２を貫通して図示されない
真空容器内部を運動し、充填された気体をイオン
化してプラズマが形成される。点線６は、プラズ
マの存在する空間の境界を示す。陰極３及び５の
電位を零、陽極２及び４の電位をφAとしたとき、
Ｚ軸近傍の空間電位φは第２図に示す様に分布す
る。プラズマの存在する空間の電位はφeで、０
＜φe＜φAである。プラズマの存在する空間の両
側には、該陽極２の内部に電位の山が形成され、
電位の最も高い所で電位はφe＋φiとなる。イオン
の電価をZe、電子の電価を−ｅとおいたとき、
運動エネルギがZeφiより小さいイオン及び運動エ
ネルギがeφeより小さい電子はプラズマの存在す
る空間から磁場方向に脱出できず、イオンは矢印
７に示す様に電子は矢印８に示す様に反射されて
プラズマに戻される。すなわち、プラズマのイオ
ン温度をTi、電子温度をTeとするとき、 φi》kTi／Ze、φe》kTe／ｅ、 …(1) とすることにより、プラズマの開放端におけるプ
ラギングができ、閉じ込め時間を格段に改善でき
ることが、従来の電磁トラツプの効果であつた。 この電磁トラツプにも、次の様な問題点があつ
た。第２図に示す如く、該陽極２の内部に於て、
空間電位は最大φi＋φeとなるが、 △φ＝φA−（φi＋φe） …(2) で与えられる陽極電位と該空間電位の差△φは零
にならず、△φ＞０である。△φが形成される原
因は該陽極の内部に電子が捕獲されて電子群を形
成し、該電子群が作る空間電荷により電場が形成
されることである。△φはＺ軸からの距離ｒの関
数であり、 △φ＝△φ（ｒ） とあらわすことができる。電子群の作る電場の向
きを考慮して、 ∂（△φ）／∂r＜０、ｒ＞０ であることがわかる。Ｚ軸上で電場のｒ成分は０
であるから、△φはｒ＝０で最大値△φnax、 △φnax＝△φ（０） をとる。従つて該陽極内で、Ｚ軸上の電位は(2)よ
り、 φi＋φe＝φA−△φnax となる。φiとφeはプラズマの粒子数平衡等で定ま
るが、概ね同様程度の大きさで、φi〜φeであるか
ら、Ｚ軸上で、 φi〜φe〜２／１（φA−△φnax） となる。電磁トラツプに於ては、△φnaxが非常に
大きくなり、ほとんどφAに等しくなる結果、Ｚ
軸上すなわちｒ＝０で、 φi〜φe〜０、ｒ＝０ …(3) となり、(1)が成立しないことが知られている。し
かし、該陽極内の大部分では(1)が成立し、(3)はｒ
の非常に小さい部分だけで成立するから電磁トラ
ツプでは静電プラグのプラズマ閉じ込め時間を増
加させる効果は大きいが、ｒ〜０で(3)が成立する
結果静電プラグにロスアパーチヤが形成され、こ
れを通してプラズマが漏れるために、プラズマ閉
じ込め時間の増加の効果が制限されていた。 〔発明の目的〕 本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、ロスアパーチヤのない
静電プラグを設けることにより、プラズマ閉じ込
め時間を大幅に増加させることのできる開放系プ
ラズマ装置を提供するにある。 〔発明の概要〕 本発明は、静電プラグを具備する開放系プラズ
マ装置に於て、該静電プラグには、磁場方向に貫
通した中空部を有する陽極と、この陽極の一方の
開口端に対向して配設される板状部およびこの板
状部に固着され陽極の中空部に延在する管状部を
備えた第一陰極と、第一陰極の管状部内を貫通し
て陽極の中空部内まで延在し、この中空部内にて
陽極の半径方向に面状に拡がつた部位を有する第
二陰極と、陽極の他方の開口端に対向して配設さ
れ、磁場方向に貫通した中空部を有するリミタと
を具備させ更に各電極等に、陽極、第一陰極、リ
ミタ、第二陰極の順に高い電位を与える手段を具
備させてなるものである。 〔発明の効果〕 陽極と第一陰極とリミタと、該リミタに包囲さ
れたプラズマにより第二陰極とプラズマの間の空
間にイオンに対するロスアパーチヤのない電位障
壁を形成し、第二陰極は電子に対するロスアパー
チヤのない電位障壁を形成し、もつてプラズマに
対するロスアパーチャのない静電プラグを構成し
たことにより、プラズマ閉じ込め時間を大幅に増
加させることができる効果を奏する。 〔発明の実施例〕 第３図は本発明の一実施例を示すプラズマ装置
の構成図、第４図はその主要部の構成と作用を示
すもので、ａは静電プラグ構成図、ｂは空間電位
のＺ依存を示す線図である。２個１組のコイル１
はＺ軸のまわりに軸対称に捲かれ、図示されない
励磁電源とともに、プラズマを収容する開放系磁
場の一種のカスプ磁場を発生する装置を構成す
る。４はカスプ磁場の開放端のひとつであるライ
ンカスプに配設された２個１組の環状の陽極、５
はラインカスプに配設された２個１組の環状の陰
極で、ラインカスプに於て磁場の方向と平行な零
でない成分を有する電場を形成する静電プラグを
構成し２個１組の該コイル１に挾まれた空間及び
該コイル１の内部の空間には、一つの図示されな
い真空容器が配設され、該真空容器にはプラズマ
境界面６を定める磁場方向に貫通した中空部を有
するリミタ１０が収容されている。プラズマの存
在する空間の電位φpはプラズマを包囲するリミ
タ１０の電位φlで制御される。すなわち、該リミ
タ１０とプラズマの間に存在するシースを介する
プラズマ電子及びイオンの伝導により、プラズマ
と該リミタ１０の電位差すなわちシース電圧φsが
定まるから、 φp＝φl＋φs …(4) により、φpが定まる。 ９は磁場方向に貫通した中空部１９を有する陽
極で、リミタ１０の中空部を貫通した磁力線は全
て該陽極９の中空部１９を貫通する。１１ａは該
陽極９の中空部１９と同軸に配設され、該陽極９
の中空部１９のリミタと反対側の一部に延在する
管状部、１１ｂは該管状部１１ａに陽極９の開口
を覆うごとく陽極９と離間して固着された板状部
で、管状部１１ａと板状部１１ｂは第一陰極１１
を形成する。１２ａは第一陰極の管状部１１ａを
貫通して陽極９の中空部１９に延在する棒状部、
１２ｂは該棒状部１２ａの陽極９の中空部１９内
の先端に固着された板状部で棒状部１２ａと板状
部１２ｂは第二陰極１２を形成する。リミタ１０
は接地されその電位はφl＝０である。１３，１
４，１５は電源で、陽極９に電位φaを、第一陰
極１１に電位φ1を、第二陰極１２に電位φ2を与
える。各電極等の電位の間には、 φ2＜φl＝０＜φ1＜φa …(5) の関係が成立する。リミタ１０、陽極９、第一陰
極１１、第二陰極１２及び電源１３，１４，１５
は静電プラグ１６を構成し、本実施例ではカスプ
磁場の開放端である二つのポイントカスプにそれ
ぞれ該静電プラグ１６が配設され、該静電プラグ
１６は以下に詳述する様に磁場の方向と平行な零
でない成分を有する電場を形成する。リミタ１０
の内部にはシース１７を介してプラズマ１８が接
触している。プラズマの存在する空間の電位φp
は(4)から、φp＝φsである。各電位φ2、φ1、φaの
絶対値は静電プラグが有効に作用するように大き
くとられているから、｜φp｜《｜φ2｜、φ1、φaで
ある。すなわち、(5)を参照して、 φ2＜φp＜φ1＜φa …(6) が成立する。 かくして構成された第４図ａに実施例を示した
静電プラグ１６の作用と効果を第４図ｂを参照し
て再び説明すると、陽極の中空部１９には、電磁
トラツプのポイントカスプにおける静電プラグの
陽極内部と同様、電子が捕獲されて電子群を形成
し、該電子群が作る空間電荷により電場が形成さ
れる。本発明におけるプラズマ装置の静電プラグ
が電磁トラツプのポイントカスプにおける静電プ
ラグと異なるところは、本発明による静電プラグ
においては、陽極の中空部１９に形成される電子
群の密度は第一陰極１１の電位φ1と陽極９の電
位φaによつて制御され、その結果、陽極の中空
部１９のリミタ１０側の開口近傍における空間電
位φ（ｒ、ｚ）が制御されることで、電磁トラツ
プのポイントカスプにおける静電プラグの様に、
(3)式に示される様なｒ〜０における電位障壁の低
下とそれによるロスアパーチヤの形成は、本発明
における静電プラグにおいては容易に回避でき
る。該陽極の中空部１９における電子群の密度は
第一陰極１１の管状部１１ａの周辺部及び第二陰
極１２の板状部１２ｂの外周部の陽極９に近い部
分及び第二陰極１２が延在しないリミタ１０に面
する開口部の近傍とでほぼ等しく、リミタ１０に
包囲されたプラズマ１８に面する陽極の中空部１
９の部分で、電子群の存在する空間の電位は全て
の点でプラズマ電位φpより高くなる。一方第二
陰極１２の表面近傍では、第二陰極に与えられた
負の高電位のために電子群は存在できず、空間電
位はプラズマ電位より低くなる。第４図ａの対称
軸Ｃ−Ｃと、それに平行でプラズマ１８に接する
直線Ｗ−Ｗに沿つた電位分布が、第４図ｂにＣ及
びＷとして示されている。同図に示されるよう
に、この静電プラグにはロスアパーチヤは存在し
ないからプラズマの長い時間の閉じ込めが可能と
なる。 また、本発明に係る第二電極１２によれば、そ
の板状部１２ｂは陽極９の半径方向に拡がつたも
のとなつている。そのため、リミタ１０側から入
射した電子が陽極９の半径方向には反射しにく
く、必然的に電子が陽極９の内部に捕獲されにく
い構造となる。したがつて、電子流出によるプラ
ズマ粒子の減少を抑えることができ、プラズマの
生成を効果的に行うことができる。 〔発明の他の実施例〕 本発明は開放系プラズマ装置に関するものであ
る。実施例ではカスプ磁場を用いたプラズマ装置
について説明したが、磁場はカスプに限定せず、
開放系なら本発明を適用できることに言うまでも
なく、例えば一様磁場、ミラー磁場に適用してよ
い。またプラズマ装置の用途は限定しない。例え
ば核融合炉、表面加工・処理、溶接、イオン源等
のプラズマ装置に適用できる。
閉じ込めを可能とするプラズマ装置に関する。 〔従来技術及び其の問題点〕 開放系磁場でプラズマを閉じ込める場合、プラ
ズマの閉じ込め時間を長くすることが核融合炉で
必要なことはよく知られているが、核融合炉以外
の用途に使用されるプラズマ装置に於ても、閉じ
込め時間を長くすればプラズマ発生装置の消費電
力が少くて済み、プラズマの密度を高くすること
ができ、更にプラズマを包囲する固体壁への熱入
力が軽減されるなど、大きな効果が得られる。開
放系磁場によるプラズマ閉じ込めで閉じ込め時間
を長くするためには、開放端におけるプラギング
が必要とされる。このことは、たとえば、C.
Gormezano：Reduction of Losses in Open−
Ended Magnetic Traps；Nuclear Fusion，19
（ 79′），８，1085などの文献に記載されている。 プラギングには高周波によるものと静電場によ
るものがあり、静電場によるものには電極を用い
る電極法と、タンデムミラー形磁場による両極性
電位閉じ込めがあり、これらはいずれも研究途上
にある。該電極法には、カスプ磁場のポイント及
びラインカスプに陽極及び陰極からなる静電プラ
グを用いた電磁トラツプがある。第１図は電磁ト
ラツプの原理図で、文献T.J.Dolan，B.L.
Stansfield and J.M.Larsen：Plasma Potential
in electrostatically plugged cusps and
mirrors：The Phycics of Fluids，18（ ′75），
10，1383に掲載されたものである。 １は２個１組のコイルでＺ軸のまわりに軸対称
に捲かれ、カスプ磁場を形成する。２はポイント
カスプに配設された中空円筒状の陽極、３はポイ
ントカスプに配設された中空円筒状の陰極、４は
ラインカスプに配設された２個１組の環状の陽
極、５はラインカスプに配設された２個１組の環
状の陰極である。２個１組のコイル１に挾まれた
空間及び該コイル１の内部の空間には一つの図示
されない真空容器が配設され、該真空容器にはプ
ラズマとなるべき気体が充填され、陰極３の少な
くとも一方の陽極２の反対の側には図示されない
電子銃が配設され、該電子銃から射出された電子
は該陰極３及び該陽極２を貫通して図示されない
真空容器内部を運動し、充填された気体をイオン
化してプラズマが形成される。点線６は、プラズ
マの存在する空間の境界を示す。陰極３及び５の
電位を零、陽極２及び４の電位をφAとしたとき、
Ｚ軸近傍の空間電位φは第２図に示す様に分布す
る。プラズマの存在する空間の電位はφeで、０
＜φe＜φAである。プラズマの存在する空間の両
側には、該陽極２の内部に電位の山が形成され、
電位の最も高い所で電位はφe＋φiとなる。イオン
の電価をZe、電子の電価を−ｅとおいたとき、
運動エネルギがZeφiより小さいイオン及び運動エ
ネルギがeφeより小さい電子はプラズマの存在す
る空間から磁場方向に脱出できず、イオンは矢印
７に示す様に電子は矢印８に示す様に反射されて
プラズマに戻される。すなわち、プラズマのイオ
ン温度をTi、電子温度をTeとするとき、 φi》kTi／Ze、φe》kTe／ｅ、 …(1) とすることにより、プラズマの開放端におけるプ
ラギングができ、閉じ込め時間を格段に改善でき
ることが、従来の電磁トラツプの効果であつた。 この電磁トラツプにも、次の様な問題点があつ
た。第２図に示す如く、該陽極２の内部に於て、
空間電位は最大φi＋φeとなるが、 △φ＝φA−（φi＋φe） …(2) で与えられる陽極電位と該空間電位の差△φは零
にならず、△φ＞０である。△φが形成される原
因は該陽極の内部に電子が捕獲されて電子群を形
成し、該電子群が作る空間電荷により電場が形成
されることである。△φはＺ軸からの距離ｒの関
数であり、 △φ＝△φ（ｒ） とあらわすことができる。電子群の作る電場の向
きを考慮して、 ∂（△φ）／∂r＜０、ｒ＞０ であることがわかる。Ｚ軸上で電場のｒ成分は０
であるから、△φはｒ＝０で最大値△φnax、 △φnax＝△φ（０） をとる。従つて該陽極内で、Ｚ軸上の電位は(2)よ
り、 φi＋φe＝φA−△φnax となる。φiとφeはプラズマの粒子数平衡等で定ま
るが、概ね同様程度の大きさで、φi〜φeであるか
ら、Ｚ軸上で、 φi〜φe〜２／１（φA−△φnax） となる。電磁トラツプに於ては、△φnaxが非常に
大きくなり、ほとんどφAに等しくなる結果、Ｚ
軸上すなわちｒ＝０で、 φi〜φe〜０、ｒ＝０ …(3) となり、(1)が成立しないことが知られている。し
かし、該陽極内の大部分では(1)が成立し、(3)はｒ
の非常に小さい部分だけで成立するから電磁トラ
ツプでは静電プラグのプラズマ閉じ込め時間を増
加させる効果は大きいが、ｒ〜０で(3)が成立する
結果静電プラグにロスアパーチヤが形成され、こ
れを通してプラズマが漏れるために、プラズマ閉
じ込め時間の増加の効果が制限されていた。 〔発明の目的〕 本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、ロスアパーチヤのない
静電プラグを設けることにより、プラズマ閉じ込
め時間を大幅に増加させることのできる開放系プ
ラズマ装置を提供するにある。 〔発明の概要〕 本発明は、静電プラグを具備する開放系プラズ
マ装置に於て、該静電プラグには、磁場方向に貫
通した中空部を有する陽極と、この陽極の一方の
開口端に対向して配設される板状部およびこの板
状部に固着され陽極の中空部に延在する管状部を
備えた第一陰極と、第一陰極の管状部内を貫通し
て陽極の中空部内まで延在し、この中空部内にて
陽極の半径方向に面状に拡がつた部位を有する第
二陰極と、陽極の他方の開口端に対向して配設さ
れ、磁場方向に貫通した中空部を有するリミタと
を具備させ更に各電極等に、陽極、第一陰極、リ
ミタ、第二陰極の順に高い電位を与える手段を具
備させてなるものである。 〔発明の効果〕 陽極と第一陰極とリミタと、該リミタに包囲さ
れたプラズマにより第二陰極とプラズマの間の空
間にイオンに対するロスアパーチヤのない電位障
壁を形成し、第二陰極は電子に対するロスアパー
チヤのない電位障壁を形成し、もつてプラズマに
対するロスアパーチャのない静電プラグを構成し
たことにより、プラズマ閉じ込め時間を大幅に増
加させることができる効果を奏する。 〔発明の実施例〕 第３図は本発明の一実施例を示すプラズマ装置
の構成図、第４図はその主要部の構成と作用を示
すもので、ａは静電プラグ構成図、ｂは空間電位
のＺ依存を示す線図である。２個１組のコイル１
はＺ軸のまわりに軸対称に捲かれ、図示されない
励磁電源とともに、プラズマを収容する開放系磁
場の一種のカスプ磁場を発生する装置を構成す
る。４はカスプ磁場の開放端のひとつであるライ
ンカスプに配設された２個１組の環状の陽極、５
はラインカスプに配設された２個１組の環状の陰
極で、ラインカスプに於て磁場の方向と平行な零
でない成分を有する電場を形成する静電プラグを
構成し２個１組の該コイル１に挾まれた空間及び
該コイル１の内部の空間には、一つの図示されな
い真空容器が配設され、該真空容器にはプラズマ
境界面６を定める磁場方向に貫通した中空部を有
するリミタ１０が収容されている。プラズマの存
在する空間の電位φpはプラズマを包囲するリミ
タ１０の電位φlで制御される。すなわち、該リミ
タ１０とプラズマの間に存在するシースを介する
プラズマ電子及びイオンの伝導により、プラズマ
と該リミタ１０の電位差すなわちシース電圧φsが
定まるから、 φp＝φl＋φs …(4) により、φpが定まる。 ９は磁場方向に貫通した中空部１９を有する陽
極で、リミタ１０の中空部を貫通した磁力線は全
て該陽極９の中空部１９を貫通する。１１ａは該
陽極９の中空部１９と同軸に配設され、該陽極９
の中空部１９のリミタと反対側の一部に延在する
管状部、１１ｂは該管状部１１ａに陽極９の開口
を覆うごとく陽極９と離間して固着された板状部
で、管状部１１ａと板状部１１ｂは第一陰極１１
を形成する。１２ａは第一陰極の管状部１１ａを
貫通して陽極９の中空部１９に延在する棒状部、
１２ｂは該棒状部１２ａの陽極９の中空部１９内
の先端に固着された板状部で棒状部１２ａと板状
部１２ｂは第二陰極１２を形成する。リミタ１０
は接地されその電位はφl＝０である。１３，１
４，１５は電源で、陽極９に電位φaを、第一陰
極１１に電位φ1を、第二陰極１２に電位φ2を与
える。各電極等の電位の間には、 φ2＜φl＝０＜φ1＜φa …(5) の関係が成立する。リミタ１０、陽極９、第一陰
極１１、第二陰極１２及び電源１３，１４，１５
は静電プラグ１６を構成し、本実施例ではカスプ
磁場の開放端である二つのポイントカスプにそれ
ぞれ該静電プラグ１６が配設され、該静電プラグ
１６は以下に詳述する様に磁場の方向と平行な零
でない成分を有する電場を形成する。リミタ１０
の内部にはシース１７を介してプラズマ１８が接
触している。プラズマの存在する空間の電位φp
は(4)から、φp＝φsである。各電位φ2、φ1、φaの
絶対値は静電プラグが有効に作用するように大き
くとられているから、｜φp｜《｜φ2｜、φ1、φaで
ある。すなわち、(5)を参照して、 φ2＜φp＜φ1＜φa …(6) が成立する。 かくして構成された第４図ａに実施例を示した
静電プラグ１６の作用と効果を第４図ｂを参照し
て再び説明すると、陽極の中空部１９には、電磁
トラツプのポイントカスプにおける静電プラグの
陽極内部と同様、電子が捕獲されて電子群を形成
し、該電子群が作る空間電荷により電場が形成さ
れる。本発明におけるプラズマ装置の静電プラグ
が電磁トラツプのポイントカスプにおける静電プ
ラグと異なるところは、本発明による静電プラグ
においては、陽極の中空部１９に形成される電子
群の密度は第一陰極１１の電位φ1と陽極９の電
位φaによつて制御され、その結果、陽極の中空
部１９のリミタ１０側の開口近傍における空間電
位φ（ｒ、ｚ）が制御されることで、電磁トラツ
プのポイントカスプにおける静電プラグの様に、
(3)式に示される様なｒ〜０における電位障壁の低
下とそれによるロスアパーチヤの形成は、本発明
における静電プラグにおいては容易に回避でき
る。該陽極の中空部１９における電子群の密度は
第一陰極１１の管状部１１ａの周辺部及び第二陰
極１２の板状部１２ｂの外周部の陽極９に近い部
分及び第二陰極１２が延在しないリミタ１０に面
する開口部の近傍とでほぼ等しく、リミタ１０に
包囲されたプラズマ１８に面する陽極の中空部１
９の部分で、電子群の存在する空間の電位は全て
の点でプラズマ電位φpより高くなる。一方第二
陰極１２の表面近傍では、第二陰極に与えられた
負の高電位のために電子群は存在できず、空間電
位はプラズマ電位より低くなる。第４図ａの対称
軸Ｃ−Ｃと、それに平行でプラズマ１８に接する
直線Ｗ−Ｗに沿つた電位分布が、第４図ｂにＣ及
びＷとして示されている。同図に示されるよう
に、この静電プラグにはロスアパーチヤは存在し
ないからプラズマの長い時間の閉じ込めが可能と
なる。 また、本発明に係る第二電極１２によれば、そ
の板状部１２ｂは陽極９の半径方向に拡がつたも
のとなつている。そのため、リミタ１０側から入
射した電子が陽極９の半径方向には反射しにく
く、必然的に電子が陽極９の内部に捕獲されにく
い構造となる。したがつて、電子流出によるプラ
ズマ粒子の減少を抑えることができ、プラズマの
生成を効果的に行うことができる。 〔発明の他の実施例〕 本発明は開放系プラズマ装置に関するものであ
る。実施例ではカスプ磁場を用いたプラズマ装置
について説明したが、磁場はカスプに限定せず、
開放系なら本発明を適用できることに言うまでも
なく、例えば一様磁場、ミラー磁場に適用してよ
い。またプラズマ装置の用途は限定しない。例え
ば核融合炉、表面加工・処理、溶接、イオン源等
のプラズマ装置に適用できる。
第１図は電磁トラツプの原理図、第２図は電磁
トラツプのＺ軸近傍の空間電位の分布を示す線
図、第３図は本発明の一実施例を示すプラズマ装
置構成図、第４図は第３図に示す実施例の主要部
の構成と作用を示すもので、第４図ａは静電プラ
グ構成図、第４図ｂは空間電位のＺ依存を示す線
図である。 １……コイル、２，４，９……陽極、３，５…
…陰極、１０……リミタ、１１……第一陰極、１
１ａ……管状部、１２……第二陰極、１２ａ……
棒状部、１１ｂ，１２ｂ……板状部、１３，１
４，１５……電源、１６……静電プラグ、１８…
…プラズマ、１９……陽極９の中空部。
トラツプのＺ軸近傍の空間電位の分布を示す線
図、第３図は本発明の一実施例を示すプラズマ装
置構成図、第４図は第３図に示す実施例の主要部
の構成と作用を示すもので、第４図ａは静電プラ
グ構成図、第４図ｂは空間電位のＺ依存を示す線
図である。 １……コイル、２，４，９……陽極、３，５…
…陰極、１０……リミタ、１１……第一陰極、１
１ａ……管状部、１２……第二陰極、１２ａ……
棒状部、１１ｂ，１２ｂ……板状部、１３，１
４，１５……電源、１６……静電プラグ、１８…
…プラズマ、１９……陽極９の中空部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 気密な容器の少なくとも一部に一様な磁場を
印加する手段と、 前記気密な容器内の気体をイオン化してプラズ
マを発生する手段と、 前記一様な磁場内に配置され、磁場方向の成分
を有する電場を形成することによつてプラズマを
閉じ込める静電プラグと、 を具備するプラズマ装置において、 前記静電プラグは、磁場方向に貫通した中空部
を有する陽極と、 前記陽極の一方の開口端に対向して配設される
板状部と、この板状部に固着され前記陽極の中空
部に延在する管状部とを備えた第一陰極と、 前記第一陰極の前記管状部内を貫通して前記陽
極の前記中空部内まで延在し、この中空部内にて
前記陽極の半径方向に面状に拡がつた部位を有す
る第二陰極と、 前記陽極の他方の開口端に対向して配設され、
磁場方向に貫通した中空部を有するリミタと、 前記陽極、前記第一陰極、前記リミタ、前記第
二陰極の順に高い電位を与える手段と、 を具備してなることを特徴とするプラズマ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57038152A JPS58157094A (ja) | 1982-03-12 | 1982-03-12 | プラズマ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57038152A JPS58157094A (ja) | 1982-03-12 | 1982-03-12 | プラズマ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58157094A JPS58157094A (ja) | 1983-09-19 |
| JPH0467320B2 true JPH0467320B2 (ja) | 1992-10-27 |
Family
ID=12517437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57038152A Granted JPS58157094A (ja) | 1982-03-12 | 1982-03-12 | プラズマ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58157094A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012011199A1 (ja) * | 2010-07-20 | 2012-01-26 | 大王製紙株式会社 | ティシュペーパー及びティシュペーパー製品 |
-
1982
- 1982-03-12 JP JP57038152A patent/JPS58157094A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012011199A1 (ja) * | 2010-07-20 | 2012-01-26 | 大王製紙株式会社 | ティシュペーパー及びティシュペーパー製品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58157094A (ja) | 1983-09-19 |
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