(57) 1. Устройство ядерного синтеза с орбитальным удержанием, содержащее:
катодный внутренний электрод, образующий продольную ось устройства, причем внутренний электрод содержит материал-эмиттер;
анодный внешний электрод, концентрический с продольной осью и образующий камеру между внутренним электродом и внешним электродом, причем внешний электрод содержит:
первую анодную оболочку и вторую анодную оболочку, расположенные сбоку относительно продольной оси; и
диэлектрический изолятор, расположенный между первой анодной оболочкой и второй анодной оболочкой и электрически изолирующий их; и
множество генераторов магнитного поля, расположенных в коаксиальной компоновке и размещенных радиально снаружи от анодного внешнего электрода относительно продольной оси, причем упомянутое множество генераторов магнитного поля выполнены с возможностью формировать в камере магнитное поле, параллельное продольной оси;
причем материал-эмиттер выполнен с возможностью инжектировать электроны в камеру при подаче питания на катодный внутренний электрод.
2. Устройство по п.1, причем внутренний и внешний электроды представляют собой тела вращения, симметричные относительно продольной оси, и выполнены с формой, позволяющей формировать в камере практически логарифмическое электростатическое поле при подаче питания; и/или
причем внутренний электрод характеризуется большим единицы соотношением размеров вдоль продольной оси, и при этом внешний электрод имеет длину вдоль продольной оси, превышающую наибольший диаметр внутреннего электрода; и/или
причем магнитное поле характеризуется напряженностью магнитного поля, превышающей условие отсечки Халла, для улавливания электронов на орбитальном пути вокруг внутреннего электрода в камере; и/или
причем упомянутое множество генераторов магнитного поля содержит постоянные магниты; и/или
причем упомянутое множество генераторов магнитного поля содержит электромагниты; и/или
причем устройство дополнительно содержит высоковольтный источник питания, электрически соединенный с внутренним электродом и работающий в диапазоне от примерно 50 кВ постоянного тока до примерно 4,0 MB постоянного тока; и/или
причем внутренний электрод образует первый конец и второй конец, а устройство дополнительно содержит: первый диэлектрический изолятор, механически соединенный с первым концом и изолирующий первый конец от внешнего электрода, и второй диэлектрический изолятор, расположенный в камере между вторым концом и внешним электродом и изолирующий второй конец от внешнего электрода; и/или
причем первый диэлектрический изолятор образует изоляционную полость и электрически изолирует высоковольтный источник питания от внешнего электрода; и/или
причем внешний электрод образует отверстие, причем выставление отверстия задает траекторию инжекции, соответствующую углу наклона входа на стабильную эллиптическую орбиту иона с данным отношением массы к заряду вокруг внутреннего электрода; и/или
причем, предпочтительно, ион представляет собой протон (m/z=1), ион дейтерия (m/z=2), ион трития (m/z=3), ион лития-6 (m/z=6) или ион бора-11 (m/z=11); и/или
причем внешний электрод дополнительно образует порт, проточно соединенный с камерой и внешней средой, причем порт выполнен с возможностью проточного соединения с вакуумной системой; и/или
причем материал-эмиттер размещен на внутреннем электроде или встроен во внутренний электрод; и/или
причем материал-эмиттер представляет собой материал-термоэлектронный эмиттер; и/или
причем устройство дополнительно содержит устройство зеркального тока, электрически соединенное с внешним электродом и выполненное с возможностью генерировать электрическую энергию из множества заряженных частиц, движущихся по орбите вокруг внутреннего электрода, причем упомянутое множество заряженных частиц проявляет гармоническое осевое движение, выставленное с продольной осью; и/или
причем устройство дополнительно содержит канал для текучей среды, расположенный во внешнем электроде или внутреннем электроде; и/или
при этом устройство характеризуется физическими размерами порядка десятков сантиметров; и/или
при этом устройство электрически соединено с системой электропитания, выполненной с возможностью принимать электрическое питание или нагретый теплоноситель из устройства.
3. Способ генерирования энергии ядерного синтеза с орбитальным удержанием в устройстве ядерного синтеза, при этом устройство ядерного синтеза содержит:
катодный внутренний электрод, образующий продольную ось устройства, причем внутренний электрод содержит материал-эмиттер;
анодный внешний электрод, концентрический с продольной осью и образующий камеру между внутренним электродом и внешним электродом; и
множество генераторов магнитного поля, расположенных в коаксиальной компоновке относительно продольной оси устройства, причем упомянутое множество генераторов магнитного поля выполнены с образованием магнетрона; и
при этом способ включает:
подачу питания на внутренний электрод напряжением от примерно 50 кВ постоянного тока до примерно 4,0 MB постоянного тока, с формированием тем самым логарифмического электростатического поля между внутренним электродом и внешним электродом и инжектированием множества электронов в камеру;
инжектирование в камеру пучка ионов топлива под углом, тангенциальным к поверхности внутреннего электрода, заставляя ионы топлива взаимодействовать с электростатическим полем и входить на эллиптическую орбиту вокруг внутреннего электрода; и
создание магнитного поля, выставленного с продольной осью, с использованием упомянутого множества генераторов магнитного поля, причем магнитное поле характеризуется интенсивностью, соответствующей условию отсечки Халла, и перенаправляет электроны обратно к внутреннему электроду.
4. Способ по п.3, причем устройство ядерного синтеза дополнительно содержит канал для текучей среды, образованный во внутреннем электроде или внешнем электроде, при этом способ дополнительно включает:
протекание теплоносителя через канал для текучей среды;
нагрев теплоносителя за счет контакта с внешним электродом; и
генерирование электричества с использованием нагретого теплоносителя.
5. Способ по любому из пп.3, 4, дополнительно включающий:
подачу радиочастотного (РЧ) сигнала напряжения на внешний электрод с использованием цепи зеркального заряда, при этом частота РЧ-сигнала напряжения соответствует колебанию заряженных частиц в камере вдоль направления, выставленного с продольной осью;
генерирование РЧ-тока с использованием цепи зеркального заряда; и
генерирование постоянного тока из РЧ-тока с использованием схемы выпрямителя РЧ в постоянный ток.

---