买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：阿尔法能源技术公司

摘要：有利于形成和维持具有优异稳定性以及粒子、能量和通量约束的FRC的系统和方法，并且更具体地，利用多尺度捕集型真空泵送有利于形成和维持具有升高的系统能量和改善的支持的FRC的系统和方法。

主权项：1.一种用于产生和维持具有反场构型的磁场的方法，所述方法包括以下步骤：在约束室中关于等离子体形成反场构型，将多个中性束朝向所述约束室的中间平面成角度地注入到所述反场构型等离子体中，以及利用第一和第二捕集真空泵来泵送积聚在联接到所述约束室的第一和第二正好相对的偏滤器中的中和的气体分子，所述第一和第二捕集真空泵被定位在所述第一和第二偏滤器中，且包括具有看到彼此的表面的两个或更多侧部、以及开放侧部，其中，所述第一和第二捕集真空泵所具有的粘附因子是限定等价于所述第一和第二捕集泵的开放侧部的面积的平板的粘附因子的超过四倍大。

全文数据：用于利用多尺度捕集型真空泵送改善高性能FRC的支持的系统和方法技术领域本文中所描述的本主题总体上涉及具有反向场构型（FRC）的磁等离子体约束系统，且更具体地，更具体地，涉及有利于利用多尺度捕集型真空泵送（multi-scaledcapturetypevacuumpumping）形成和维持具有升高的系统能量和改善的支持的FRC的系统和方法。背景技术反场构型（FRC）属于被称作紧凑环（CT）的磁等离子体约束拓扑的类别。它主要展现极向磁场并具有为零或者小的自生环形场（见M.Tuszewski,Nucl.Fusion28,2033（1988））。这种构型的吸引力在于其简单的几何形状以便于构造和维护，用于有利于能量提取和灰移除的自然不受限制的偏滤器，以及非常高的β（β是FRC内平均等离子体压力与平均磁场压力的比率），即，高功率密度。高β性质对于经济的操作以及对于使用先进的、无中子燃料（诸如，D-He3和p-B11）是有利的。形成FRC的传统方法使用反场角向箍缩技术，产生热的高密度等离子体（见A.L.HoffmanandJ.T.Slough，Nucl.Fusion33,27（1993））。对此的一变型是平移-捕获方法，其中在角向箍缩“源”中产生的等离子体或多或少地立即从一端喷射出到约束室中。然后将平移的等离子体团捕获在室的端部处的两个强镜之间（见，例如，H.Himura,S.Okada,S.SugimotoandS.Goto,Phys.Plasmas2,191（1995））。一旦在约束室中，则可以施加各种加热和电流驱动方法，诸如，束注入（中性的或中和的）、旋转磁场、RF或欧姆加热等。源和约束功能的这种分离为潜在的未来聚变反应器提供关键的工程优点。FRC已被证明极为稳健，适应于动态形成、平移和剧烈捕集事件。此外，它们示出倾向于呈现优选的等离子体状态（见例如H.Y.Guo,A.L.Hoffman,K.E.MillerandL.C.Steinhauer，Phys.Rev.Lett.92,245001（2004））。在过去十年中，在研发其他FRC形成方法方面已取得了显著进展：合并具有反向螺旋性的球马克（见例如Y.Ono，M.Inomoto，Y.Ueda,T.MatsuyamaandT.Okazaki,Nucl.Fusion39,2001（1999））和通过用旋转磁场（RMF）来驱动电流（见例如I.R.Jones,Phys.Plasmas6,1950（1999）），其也提供附加的稳定性。最近，很久以前提出的碰撞合并技术（见例如D.R.Wells,Phys.Fluids9,1010（1966））已经显著地进一步发展：在约束室的相对两端处的两个单独的角向箍缩同时产生两个等离子体团并使等离子体团朝向彼此以高速加速；它们然后在约束室的中心处碰撞并合并以形成复合FRC。在迄今为止最大的FRC实验之一的构造和成功操作中，常规的碰撞合并方法被示出为产生稳定、长寿命、高通量、高温的FRC（见例如M.Binderbauer，H.Y.Guo，MTuszewski等，Phys.Rev.Lett.105,045003（2010））。FRC包括分界面内的闭合场线的环和正好在分界面外的开放场线上的环形边缘层的环。边缘层合并成超过FRC长度的射流，提供自然偏滤器。FRC拓扑与反场镜等离子体的拓扑一致。然而，显著差异在于FRC等离子体具有大约为10的β。固有的低内部磁场提供某些固有的动力学粒子群体（population），即，具有与FRC小半径相当的、大的拉莫尔半径的粒子。正是这些强动力学作用呈现为至少部分地有助于过去和现在的FRC（诸如，在碰撞合并实验中产生的那些）的总体稳定性。典型的过去的FRC实验已受对流损失主导，其中能量约束在很大程度上由粒子传输确定。粒子主要径向地从分界面容积扩散出来，并且然后轴向地损失在边缘层中。因此，FRC约束取决于封闭和开放场线区域两者的性质。到分界面外的粒子扩散时间尺度为（scalesas）τ~a2D（a~rs4，其中rs为中心分界面半径），并且D是特征FRC扩散率，诸如，D~12.5ρie，其中ρie表示离子回旋半径（gyroradius），其在外部施加的磁场下进行评估。边缘层粒子约束时间τ∥在过去的FRC实验中基本上是轴向通过时间。在稳态中，径向与轴向粒子损失之间的平衡产生分界面密度梯度长度δ~（Dτ∥）12。对于在分界面处具有相当大密度的过去的FRC，FRC粒子约束时间尺度为（ττ∥）12（见例如M.TUSZEWSKI，“FieldReversedConfigurations”，Nucl.Fusion28,2033（1988））。鉴于前述内容，因此，期望改善FRC的支持以便使用具有升高能量的系统的稳态FRC作为通向用于未来一代能源的轻核聚变的反应器芯的路径。发明内容在本文中提供的本实施例涉及有利于利用多尺度捕集型真空泵送形成和维持具有升高的系统能量和改善的支持的FRC的系统和方法。根据本公开的实施例，用于产生和维持具有反场构型（FRC）的磁场的方法包括：在约束室中形成关于等离子体的FRC，将多个中性束朝向约束室的中间平面成角度地注入到FRC等离子体中，利用第一和第二捕集真空泵来泵送积聚在联接到约束室的第一和第二正好相对的偏滤器中的中和的气体分子，第一和第二捕集真空泵被定位在第一和第二偏滤器中，且包括具有看到彼此的表面的两个或更多侧部、以及开放侧部，其中，第一和第二捕集真空泵所具有的粘附因子为限定等价于第一和第二捕集泵的开放侧部的面积的平板的粘附因子的超过四4倍大。根据本公开的又一实施例，第一和第二捕集真空泵的两个或更多侧部中的至少一个包括单独的捕集真空泵的阵列。根据本公开的又一实施例，单独的捕集真空泵中的每个包括具有看到彼此的表面的两个或更多侧部、以及开放侧部，其中，单独的捕集真空泵中的每个所具有的粘附因子大于限定等价于单独的捕集真空泵中的每个的开放侧部的面积的平板的粘附因子。根据本公开的又一实施例，第一和第二捕集真空泵所具有的粘附因子是限定等价于第一和第二捕集泵的开放侧部的面积的平板的粘附因子的N倍大，其中，N满足4τgd~2ms。因此，枪将提供FRC边缘层456的显著重新加料以及改善的总体FRC粒子约束。此外，枪等离子体流可以在大约150到200微秒中开启，这允许在FRC启动、平移以及合并到约束室100中使用。如果在t~0（FRC主组（mainbank）起始）附近开启，则枪等离子体帮助支持本动态地形成并合并的FRC450。来自生成FRC以及来自枪的组合粒子存量足够用于中性束捕集、等离子体加热以及长期支持。如果在-1至0ms范围内的t处开启，则枪等离子体可用等离子体填充石英管210或者电离充到石英管中的气体，从而允许具有减少的充入气体或者甚至可能零充入气体的FRC形成。后者可能需要足够冷的生成等离子体来允许反向偏压磁场的快速扩散。如果在t0.5ms）所取的测量，对于给定分界面半径（rs），通量约束（以及类似地，粒子约束和能量约束）以大致电子温度（Te）的平方换算。具有为Te的正幂（而不是负幂）的此强换算与由常规托卡马克所展现的换算完全相反，在常规托卡马克中约束典型地与电子温度的某次幂成反比。此换算的表现是HPF状态和大轨道（即，在FRC拓扑尺度上和或至少特征磁场梯度长度尺度上的轨道）离子群体的直接结果。根本上，此新的换算实质上有利于高操作温度并使得能够实现相对适度尺寸的反应器。利用HPF机制所呈现的优点，可实现由中性束驱动的FRC支持或者稳态，意味着诸如等离子体热能、总粒子数、等离子体半径和长度以及磁通量的总体等离子体参数都可支持在合理的水平而没有实质性的衰减。为了比较，图20在曲线图A中示出了来自FRC系统10中的代表性HPF机制放电的作为时间的函数的数据，并且在曲线图B中示出了FRC系统10中的所投射的代表性HPF机制放电的作为时间的函数的数据，其中FRC450贯穿中性束脉冲的持续时间被支持而没有衰减。对于曲线图A，对于大约6ms的活动束脉冲长度，具有在大约2.5-2.9MW范围内的总功率的中性束被注入到FRC450中。曲线图A中所描绘的等离子体抗磁寿命为大约5.2ms。更近期的数据示出利用大约7ms的活动束脉冲长度可实现大约7.2ms的等离子体抗磁寿命。如上文关于图16A、图16B、图16C和图16D所指出的，束脉冲长度和FRC寿命之间的相关性并不是完美的，因为在一定等离子体尺寸之下束捕获变得低效，即，当FRC450在物理尺寸上缩短时并不是所有被注入的束都被拦截和捕获。FRC的缩短或衰减主要是由于以下事实：对于特定的实验设置而言，在放电期间来自FRC等离子体的净能量损失（在放电中大约中途时~4MW）略微大于经由中性束馈送到FRC中的总功率（~2.5MW）。如关于图3C所指出的，从中性束枪600朝向中间平面的成角度的束注入改善了束-等离子体耦合，即使在注入时期期间FRC等离子体缩短或者以其他方式轴向收缩也是如此。另外，适当的弹丸加料将维持必需的等离子体密度。曲线图B是使用大约6ms活动束脉冲长度和来自中性束枪600的略微大于大约10MW的总束功率的模拟运行的结果，其中中性束应注入具有大约15keV粒子能量的H（或D）中性粒子。由束中的每个注入的等价电流为大约110A。对于曲线图B，相对于装置轴线的束注入角度为大约20°，目标半径为0.19m。注入角度可在15°-25°的范围内改变。束将沿平行流（co-current）的方向以方位角注入。来自中性束动量注入的净侧向力以及净轴向力应被最小化。如曲线图A的情况那样，快（H）中性粒子从北和南生成FRC在约束室100中合并成一个FRC450的时刻从中性束注入器600被注入。作为曲线图B的基础的模拟使用多维霍尔-MHD解算器用于背景等离子体和平衡，基于完全动力学蒙特-卡罗的解算器用于能量束分量和全部散射过程，以及大量耦合的传输方程用于全部等离子体种类来对交互损失过程建模。传输分量相对于实验数据库被广泛地测定基准和经验性地校准。如由曲线图B所示，FRC450的稳态抗磁寿命将为束脉冲的长度。然而，重要的是注意到，关键相关性曲线图B示出当束被关断时，等离子体或FRC在那时开始衰减，而不是在之前开始衰减。衰减将类似于在并非由束所辅助的放电（可能在超出束关断时间1ms左右）中所观察到的，并且仅仅是由本征损失过程驱动的等离子体的特征衰减时间的反映。转到图21A、图21B、图21C、图21D和图21E，图中所图示的实验结果指示由成角度的中性束驱动的FRC支持或稳态的实现，即，总体等离子体参数（诸如，等离子体半径、等离子体密度、等离子体温度以及磁通量）都可支持在恒定的水平，没有与NB脉冲持续时间相关的衰减。例如，这种等离子体参数基本上保持恒定达~5+ms。这种等离子体性能，包括支持特征，具有强相关NB脉冲持续时间，其中由于积聚的快离子，甚至在NB终止几毫秒之后仍有抗磁存留。如所图示的，等离子体性能仅受由许多关键系统（诸如，NB注入器以及其他系统部件）的相关联的电源中的有限的所存储能量引起的脉冲长度约束的限制。多尺度捕集型真空泵如上文关于图3A、图3B、图3C、图3D、图3E和图8所提到的，中性原子束600被部署在FRC系统10上以提供加热和电流驱动以及产生快粒子压力。包括中性原子束注入器系统600的各个束线位于中心约束室100周围，并且如图3C、图3D和图3E中所示，优选地成角度以朝向约束室100的中间平面注入中性粒子。为了使等离子体温度斜升和升高系统能量，本FRC系统10包括功率升高且脉冲长度扩展的中性束注入器（NBI）系统600，例如，仅用于示例性目的，功率为大约20+MW，具有高达30ms的脉冲长度。为了进一步改善FRC支持和展示FRC斜升到高等离子体温度和升高的系统能量，本FRC系统10还包括在外部偏滤器300和内部偏滤器302中的多尺度捕集型真空泵，以防止中和的气体在偏滤器300和302中积累。如图25中所示，通过各种机制，充电的等离子体粒子（诸如，例如，氢和氘）如通过箭头A指示地从FRC等离子体450的内部或者芯453到开放场线等离子体而损失。从那里，如通过箭头B指示地，带电粒子沿开放磁场线452从中心约束容器100流动出来，到在约束容器100的任一侧上的四个偏滤器300和302中的每个。一旦在偏滤器300和302中，带电粒子将撞击偏滤器室310内的表面，诸如例如，在偏滤器300和302（图3A、3D、10和26）中的偏压电极910，变得中和，并作为中和的气体脱离。为了FRC支持和斜升到高等离子体温度和升高的系统能量，保持这种中和的气体的密度足够低是必要的，因为在沿开放场线452的等离子体中的电子将电离在偏滤器300和302中的中性气体，且因此在该过程中失去能量（冷却）。太冷的电子导致对围绕FRC等离子体450的等离子体芯轨道运行的高能离子的过度阻力且减慢高能离子。低于预定中性气体密度，由电离引起的电子冷却倾向于不显著。为了避免这种中和的气体在偏滤器300和302中的积累，中和的气体必须被泵送走，以防止气体密度水平N超过预定最大值水平Y，即，NYm-3。例如，在特定实施例中，该气体积累在内部偏滤器302中不能超过1018m-3的密度水平N（在300K处等价于3x10-5托的压力），且在外部偏滤器300中不能超过2x1018m-3（在300K处等价于6x10-5托的压力）。防止超过该最大密度压力限制所需要的泵送水平由流动到四个偏滤器300和302中的每个中的带电粒子的速率确定。所需要的泵送水平类似于将水倾倒到具有一个或多个孔的漏桶中。水越快地被倾倒到桶中，则水面所升高到的水平越高。同时，泄漏越大，即，孔的尺寸和数量越大，则水面所下降到的水平越低。在将水倾倒到桶中（即，带电粒子流动到偏滤器300和302中）时，在泄漏（即，泵）足够大的情况下，水面（即，粒子密度压力）可以被维持低于水面限制（即，预定粒子密度压力限制；例如，大约1018m-3）。在本FRC系统10的操作中，如在图27中所示，预期朝向偏滤器300和302流动的所有带电等离子体粒子最初以大约1.25x1022#s（以更熟悉的真空单位这是大约400托-Ls）的最大速率流动到两个外部偏滤器300中。本FRC系统10的实施例被构造成在FRC生成之后不久（例如，在大约5毫秒内）变成磁场，以将总粒子流的75%从外部偏滤器300切换到内部偏滤器302。例如，到内部偏滤器302中的初始流动速度将是大约300托-Ls。在将粒子流从外部偏滤器300切换到内部偏滤器302之后短时间（例如，大约5-10毫秒）内，在FRC450中的等离子体约束将改善，使得预期粒子流动速率倾向于下降为14到15，例如，下降到大约60托-Ls。简单的零维模拟模型示出，在四个偏滤器300和302中的每个中需要2百万Ls真空泵加15m3的容积泵送的组合（让气体扩展到空的容积内），以将氢气密度保持低于优选的最大限制。氘要求1.5百万Ls泵送值。为了操纵这些粒子负载同时保持气体密度足够低需要巨大量的泵送。常规泵送解决方案不能在与本FRC系统10的偏滤器300和302相关联的约束内提供必要的泵送量，这些约束包括但不限于，例如，成本以及每个偏滤器300和302内的有限的容积空间（例如，大约15m3）和表面面积（例如，大约10m2）。泵送诸如例如氢和氘的粒子的最廉价的方式是使用被沉积到偏滤器300和302的室310的表面上的钛膜，从而以捕集型真空泵（在下文中更详细地讨论）的形式导致粒子粘附到室310的表面。在室温下可实现大约2.2Lcm2s的泵送，其对应于氢粒子被膜粘附和捕集的概率是5%。这被称为粘附因子，其范围可以从0到100%。在该粘附因子下，使用大约10m2的面积的有限表面面积将仅产生22,000Ls的总泵送速度。该泵送速度是操纵本FRC系统10的粒子负载同时保持气体密度低于预定最大值所需要的泵送速度的大约100分之一。为了满足本FRC系统10的泵送需要，采用两个泵送解决方案的组合。第一，钛膜被沉积到低温冷却的表面上，例如，被低温冷却到大约77K的表面。这种冷却倾向于将粘附因子增加到高达大约4倍，例如，从大约5%至大约20%。第二，泵送表面被构造成多个多尺度自相似表面，以使粘附因子进一步增加大约3倍到4倍，例如，从大约20%至大约70%。利用粘附因子的这种增加，实现泵送速度的100倍增加。例如，仅仅使用配合在偏滤器300和302的15m3真空容器内的7.3m2的可用表面面积，对于氢实现了2,400,000Ls的泵送速度，并且对于氘实现了1,500,000Ls的泵送速度。这些泵可以操纵由在本FRC系统10上的等离子体发射生成的气体总量（容量）。泵由该气体量保持其泵送速度的95%，且通过沉积更多的钛，可以再生到100%。捕集型真空泵气体分子可以通过粘附到板312的表面而被捕集到平板312（图28）的表面上。气体分子的捕集可以经由诸如凝结的各种物理过程以及到可以包括许多不同类型的材料的表面上的物理或化学吸附而发生。每次气体分子撞击该表面，该气体分子可以以在0到100%之间的粘附概率被捕集。由到平坦表面的单次撞击被粘附到该表面上的该概率被称为粘附因子（SF）。如果气体分子没有粘附，其将通常根据余弦定律沿任意方向离开该表面。平坦表面的粘附因子独立于平坦表面的尺寸。然而，泵的总泵送速度取决于表面面积、粘附因子和气体分子的平均速度，且由公式1给出：1。可以通过将两个或更多表面组合在一起使得表面彼此看到而增加有效的粘附因子并因此增加泵送速度。例如，如在图28中所示，五个平坦方形壁322、324、326、328和325可以被组合以产生带有一个开放侧部的立方体320的五个侧部，使得壁322、324、326、328和325的内表面彼此看到。在开放侧部上进入到该立方体320中的气体分子将撞击五个表面中的一个，并以概率SF粘附。如果气体分子没有被粘附到其最初撞击的表面，气体分子可以掉头离开立方体320的该气体分子刚刚从其进入的开放侧部，或者气体分子可以撞击其看到的立方体320的其他四个表面中的一个，具有以概率SF粘附到表面的又另一次机会。在粘附到表面中的一个或者通过立方体320的开放侧部离开之前，气体分子可以四处反弹撞击立方体320的表面许多次。和与立方体320的开口具有相同尺寸的平坦方形表面312相比较，这有效地增加了气体分子粘附到立方体320中的表面的概率。在平坦表面与立方体320的开放侧部具有相同面积的情况下，立方体320有效地等价于平坦表面312，但是相比平坦表面312具有更高的有效SF。在将两个或更多表面组合在一起，使得表面看到彼此的情况下，所得到的形状不需要必要地形成立方体的形状。所得到的形状可以是具有多个表面的任何形状，该多个表面形成不止仅仅是平坦表面，诸如开放侧部的室、腔或者通道。例如，如在图29中所示，可以形成类似在图28中示出的立方体320的带有方形开口的箱，但是具有不同的深度。图29提供对于用于构成箱的平坦表面的给定SF，作为箱的深度宽度比率的函数的箱的方形开口的有效SF的曲线图。具有零深度（深度宽度也=0）的箱仅仅是平坦表面312，因此有效的SF将与箱的平坦表面的给定SF相同。平坦表面的样本SF被示出为包括0.05、0.10、0.20和0.50。对于深度宽度=1的深度宽度比率，箱3201是立方体。盒3202、3203、3204和3205分别具有2:1、3:1、4:1和5:1的深度宽度比率。作为对深度宽度比率可变的补充，开放侧部的形状和数量可以不同。开放侧部不需要是方形的，而是可以是任何形状，包括但不限于六边形、圆形、矩形、三角形、星形等，只要两个或更多内表面彼此看到即可。形状也并非必须由若干离散的平坦表面制成。其可以是类似半球的连续弯曲表面。为了计算用于半球的有效SF，弯曲表面被假定为包括无限数量的无限小的平坦表面。自相似表面捕集泵人们可以用基础形状来在许多尺度水平上构建将显著地增加有效SF的自相似结构。例如，上文中描述的呈五侧立方体320的形式的单独的泵对象（图28和图29）可以与多个立方体320组装成10x10的立方体阵列，以形成板或者壁330。可以然后用立方体阵列板330来形成更大的五（5）侧立方体340的五（5）个壁342、344、345、346和348。该过程可以反复重复，从而增加SF，并因此增加泵的速度和容量。例如，如图31和图32中所示，如果具有5%的SF的平坦方形板312被用于形成五侧立方体320，则立方体320的开口的SF将增加到20%。立方体320可以然后与多个立方体320组装成10x10的立方体阵列，以形成具有等于20%的SF的“平坦”方形平面或壁330。如果具有20%的SF的立方体阵列壁330用于形成具有侧部342、344、345、346和348的五侧立方体340，则立方体340的开口的SF将增加到50%。立方体340可以然后与多个立方体340组装成10x10的立方体阵列，以形成具有等于50%的SF的“平坦”方形平面或壁360。如果具有50%的SF的立方体阵列壁360用于形成具有侧部382、384、385、386和388的五侧立方体380，则立方体380的开口的SF将增加到80%。该过程可以根据期望来重复，以达到最佳SF水平。如图26中所示，多个更大的盒380围绕偏滤器300和302的室310的内部定位。SF不取决于尺寸。可以通过具有相同尺寸开口的立方体而不是使开口更大来实现与在先示例的立方体相关联的SF的增加。换言之，通过从第一立方体320的构型转变至第三立方体380的构型，同时将第一和第三立方体320和380的开口保持为相同尺寸，相对于对应于开口面积的平板的SF，实现了SF的、且因此泵送速度的四倍增加。这是自相似的离散尺度水平的示例。第一立方体320仅是一个尺度的立方体，即，立方体320的壁的内表面包括平坦表面。然而，第二立方体340的壁的内表面不是平坦的，而是包括第一立方体320的阵列。类似地，第三立方体380的内表面包括第二立方体340的阵列。就增加泵的SF、速度和容量而言，不存在这样的要求：用于将平坦表面转换成三（3）维表面的单独的泵对象（pumpobject）必须具有相同形状或者尺寸。单独的泵对象仅仅必须具有能够相对于对应于单独的泵对象的开口的平板增加SF的形状。在上文中提供的示例中，在自相似立方体的尺度尺寸中，使用10:1的比率，但是该比率可以是任何值。每种情况中，可以优化尺度水平的数量、形状和尺寸。如上文中提及的，在本FRC系统10中采用低温冷却表面和自相似形状的组合，以实现大约80%或更高的粘附因子。在某些情况中，由于防止钛通过单独的泵的开口沉积出去的一些防护件，SF减少至70%。存在自然地产生这些类型的自相似结构的方式。在不同的氩气压力下在低温冷却（77K）的表面上生长的钛膜将产生亚微米结构，该亚微米展现自相似，且将增加表面的粘附因子。然而，诸如例如立方体320、340和380的自相似结构是故意设计的自相似结构，其不是从沉积膜生长的，而是可以结合沉积膜使用。除了钛涂层之外，存在可以将气体捕获到表面上的许多其他方式。NEG（不可蒸发吸气件）、低温冷却活性炭是更常见的两种。遍及粒子加速器，NEG（不可蒸发吸气件）泵是通常使用的。这些由钛、钒、铝、诰和铁的合金粉末混合物制成。通常，该NEG粉末被烧结成布置成间隔开的堆叠的盘，或者烧结到金属加热器条带上，其然后被弯曲成形。因此他们采用用于增加粘附因子的形状，但是仅仅在一个尺度水平上。他们未在多尺度尺寸上被成形为自相似结构。这些NEG粉末可被烧结成自相似形状的结构，以在不增加泵的尺寸的情况下增加其低粘附因子，并因此增加泵送速度。增加的NEG泵送速度将帮助改善粒子加速器的真空性能。被冷却到10K的活性炭可以捕集氢气，且进一步被冷却到4K可以捕集氦气。这是泵送氦气的若干方式中的一种。其在诸如托克马克的聚变装置和中性束中用作泵。将粉末状活性炭粘附到自相似结构上将增加粘附因子和泵送速度。根据本公开的实施例，用于产生和维持具有反场构型（FRC）的磁场的方法包括：在约束室中关于等离子体形成FRC，将多个中性束朝向约束室的中间平面成角度地注入到FRC等离子体中，利用第一和第二捕集真空泵来泵送积聚在联接到约束室的第一和第二正好相对的偏滤器中的中和的气体分子，第一和第二捕集真空泵被定位在第一和第二偏滤器中，且包括具有看到彼此的表面的两个或更多侧部、以及开放侧部，其中，第一和第二捕集真空泵所具有的粘附因子为限定等价于第一和第二捕集泵的开放侧部的面积的平板的粘附因子的超过四4倍。根据本公开的又一实施例，第一和第二捕集真空泵的两个或更多侧部中的至少一个包括单独的捕集真空泵的阵列。根据本公开的又一实施例，单独的捕集真空泵中的每个包括具有看到彼此的表面的两个或更多侧部、以及开放侧部，其中，单独的捕集真空泵中的每个所具有的粘附因子大于限定等价于单独的捕集真空泵中的每个的开放侧部的面积的平板的粘附因子。根据本公开的又一实施例，单独的捕集真空泵中的每个的两个或更多侧部中的至少一者包括单独的捕集真空泵的第二阵列。根据本公开的又一实施例，第二阵列的单独的捕集真空泵中的每个包括具有看到彼此的表面的两个或更多侧部、以及开放侧部，其中，第二阵列的单独的捕集真空泵中的每个所具有的粘附因子大于限定等价于第二阵列的单独的捕集真空泵中的每个的开放侧部的面积的平板的粘附因子。根据本公开的又一实施例，第一和第二捕集真空泵所具有的粘附因子是限定等价于第一和第二捕集泵的开放侧部的面积的平板的粘附因子的N倍大，其中，N满足4N16。根据本公开的又一实施例，平板和第一和第二真空泵的表面包括沉积在其上的钛膜。根据本公开的又一实施例，方法还包括：通过将快中性原子的束从中性粒子束注入器朝向约束室的中间贯穿平面成角度地注入到FRC等离子体中，维持FRC处于恒定值或大约恒定值而不衰减。根据本公开的又一实施例，该方法还包括：利用围绕约束室延伸的准直流线圈来在约束室内产生磁场，并且利用围绕约束室的相对两端延伸的准直流镜线圈来在约束室的相对两端内产生镜磁场。根据本公开的又一实施例，该方法还包括：利用围绕约束室延伸的准直流线圈来在约束室内产生磁场，并且利用围绕约束室的相对两端延伸的准直流镜线圈来在约束室的相对两端内产生镜磁场。根据本公开的又一实施例，形成FRC包括:在联接到约束室的相对的第一和第二生成部分中形成生成FRC，以及使生成FRC从第一和第二生成部分朝向约束室的中间贯穿平面加速，在约束室处两个生成FRC合并以形成FRC。根据本公开的又一实施例，形成FRC包括以下中的一者：形成生成FRC，同时使生成FRC朝向约束室的中间平面加速；和形成生成FRC，然后使生成FRC朝向约束室的中间贯穿平面加速。根据本公开的又一实施例，使生成FRC从第一和第二生成部分朝向约束室的中间平面加速包括：使生成FRC从第一和第二生成部分传送通过联接到约束室的相对两端的第一和第二内部偏滤器，第一和第二内部偏滤器夹设在约束室与第一和第二生成部分之间。根据本公开的又一实施例，使生成FRC从第一和第二生成部分传送通过第一和第二内部偏滤器包括：当来自第一和第二生成部分的生成FRC传送通过第一和第二内部偏滤器时使第一和第二内部偏滤器不激活。根据本公开的又一实施例，该方法还包括：将FRC的磁通量表面引导到第一和第二内部偏滤器中。根据本公开的又一实施例，该方法还包括：将FRC的磁通量表面引导到联接到生成部分的端部的第一和第二外部偏滤器。根据本公开的又一实施例，该方法还包括：利用围绕生成部分和偏滤器延伸的准直流线圈来在生成部分和第一和第二外部偏滤器内产生磁场。根据本公开的又一实施例，该方法还包括：利用围绕生成部分和偏滤器延伸的准直流线圈在生成部分和第一和第二内部偏滤器内产生磁场。根据本公开的又一实施例，该方法还包括：利用准直流镜线圈在第一和第二生成部分与第一和第二外部偏滤器之间产生镜磁场。根据本公开的又一实施例，该方法还包括：利用围绕在生成部分与偏滤器之间的收缩部延伸的准直流镜塞线圈来在位于第一和第二生成部分与第一和第二外部偏滤器之间的收缩部内产生镜塞磁场。根据本公开的又一实施例，该方法还包括：利用准直流镜线圈来在约束室与第一和第二内部偏滤器之间产生镜磁场，以及利用准直流低轮廓颈缩线圈来在第一和第二生成部分与第一和第二内部偏滤器之间产生颈缩磁场。根据本公开的又一实施例，该方法还包括：利用联接到室的鞍形线圈来在室内产生磁偶极场和磁四极场中的一者。根据本公开的又一实施例，该方法还包括：利用吸气系统来处理室的内表面以及第一和第二生成部分的内表面、夹设在约束室与第一和第二生成部分之间的第一和第二偏滤器的内表面、以及联接到第一和第二生成部分的第一和第二外部偏滤器的内表面。根据本公开的又一实施例，吸气系统包括钛沉积系统和锂沉积系统中的一者。根据本公开的又一实施例，该方法还包括：从轴向安装的等离子体枪将等离子体轴向地注入到FRC中。根据本公开的又一实施例，该方法还包括：控制FRC的边缘层中的径向电场分布。根据本公开的又一实施例，控制FRC的边缘层中的径向电场分布包括：利用偏压电极向FRC的一组开放通量表面施加电势分布。根据本公开的又一实施例，该方法还包括：将紧凑环（CT）等离子体从第一和第二CT注入器朝向约束室的中间平面成角度地注入到FRC等离子体中，其中，第一和第二CT注入器在约束室的中间平面的相对两侧上正好相对。根据本公开的又一实施例，捕集真空泵包括具有看到彼此的表面的两个或更多侧部、以及开放侧部，其中，捕集真空泵所具有的粘附因子是限定等价于捕集泵的开放侧部的面积的平板的粘附因子的超过四4倍大。根据本公开的又一实施例，第一和第二捕集真空泵的两个或更多侧部中的至少一个包括单独的捕集真空泵的阵列。根据本公开的又一实施例，单独的捕集真空泵中的每个包括具有看到彼此的表面的两个或更多侧部、以及开放侧部，其中，单独的捕集真空泵中的每个所具有的粘附因子大于限定等价于单独的捕集真空泵中的每个的开放侧部的面积的平板的粘附因子。根据本公开的又一实施例，单独的捕集真空泵中的每个的两个或更多侧部中的至少一个包括单独的捕集真空泵的第二阵列。根据本公开的又一实施例，第二阵列的单独的捕集真空泵中的每个包括具有看到彼此的表面的两个或更多侧部、以及开放侧部，其中，第二阵列的单独的捕集真空泵中的每个所具有的粘附因子大于限定等价于第二阵列的单独的捕集真空泵中的每个的开放侧部的面积的平板的粘附因子。根据本公开的又一实施例，第一和第二捕集真空泵所具有的粘附因子是限定等价于第一和第二捕集泵的开放侧部的面积的平板的粘附因子的N倍大，其中，N满足4N16。根据本公开的又一实施例，平板和第一和第二真空泵的表面包括沉积在其上的钛膜。根据本公开的又一实施例，用于产生和维持具有反场构型（FRC）的磁场的系统包括：约束室；第一和第二正好相对的FRC生成部分，其联接到约束室，且包括第一和第二捕集真空泵，第一和第二捕集真空泵被定位在第一和第二偏滤器内且包括具有看到彼此的表面的两个或更多侧部、以及开放侧部，其中，第一和第二捕集真空泵所具有的粘附因子是限定等价于第一和第二捕集泵的开放侧部的面积的平板的粘附因子的超过四4倍大；以下中的一者或多者：多个等离子体枪，一个或多个偏压电极以及第一和第二镜塞；其中，多个等离子体枪包括可操作地联接到第一和第二偏滤器、第一和第二生成部分以及约束室的第一和第二轴向等离子体枪；其中，一个或多个偏压电极被定位于如下中的一者或多者内：约束室、第一和第二生成部分以及第一和第二外部偏滤器；并且其中，第一和第二镜塞被定位于第一和第二生成部分与第一和第二偏滤器之间；吸气系统，该吸气系统联接到约束室以及第一和第二偏滤器；多个中性原子束注入器，该中性原子束注入器联接到约束室并且朝向约束室的中间平面成角度。根据本公开的又一实施例，系统被构造成在中性束被注入到中时，生成FRC和维持FRC而不衰减。根据本公开的又一实施例，第一和第二偏滤器包括夹设在第一和第二生成部分与约束室之间的第一和第二内部偏滤器，并且还包括联接到第一和第二生成部分的第一和第二外部偏滤器，其中，第一和第二生成部分夹设在第一和第二内部偏滤器与第一和第二外部偏滤器之间。根据本公开的又一实施例，该系统还包括：第一和第二轴向等离子体枪，其可操作地联接到第一和第二内部以及外部偏滤器、第一和第二生成部分以及约束室。根据本公开的又一实施例，该系统还包括：联接到约束室的两个或更多个鞍形线圈。根据本公开的又一实施例，生成部分包括模块化生成系统，该模块化生成系统用于产生FRC并使该FRC朝向约束室的中间平面平移。根据本公开的又一实施例，偏压电极包括以下中的一者或多者：一个或多个点电极，其被定位于约束室内以接触开放场线；成组的环形电极，其在约束室与第一和第二生成部分之间以便以方位角对称的方式向远边缘通量层充电；多个同心堆叠电极，其被定位在第一和第二偏滤器中以对多个同心通量层充电；以及等离子体枪的阳极，其用于拦截开放通量。根据本公开的又一实施例，该系统还包括第一和第二紧凑环（CT）注入器，其朝向约束室的中间平面成角度地联接到约束室，其中，第一和第二CT注入器在约束室的中间平面的相对两侧上正好相对。然而，本文提供的示例实施例仅仅意图作为说明性示例并且不以任何方式是限制性的。关于本文提供的任何实施例所描述的所有特征、元件、部件、功能和步骤都意图能够自由组合并且能够用来自任何其他实施例的那些替代。如果关于仅一个实施例描述了某些特征、元件、部件、功能或步骤，则应理解的是，该特征、元件、部件、功能或步骤可以与本文所描述的每个其他实施例一起使用，除非另外明确地陈述。此段落因此在任何时候用作用于引入组合了来自不同实施例的特征、元件、部件、功能和步骤或者用另一实施例的特征、元件、部件、功能和步骤替代来自一个实施例的那些的权利要求的引用基础和书面支持，即使以下描述并没有在特定情形中明确陈述这种组合或替代是可能的。明确详述每种可能的组合和替代过于累赘，尤其是考虑到本领域普通技术人员在阅读此描述后将会容易地认识到每个和每一个这种组合和替代的容许性。在许多情形中实体在本文中被描述为联接到其他实体。应理解的是，术语“联接”和“连接”（或者它们的任何形式）在本文中可互换地使用，并且在两种情况下，对于两个实体的直接联接（没有任何不可忽略的（例如，寄生的）介于中间的实体）和两个实体的间接联接（具有一个或更多不可忽略的介于中间的实体）是通用的。在实体被示出为直接联接在一起的情况下，或者被描述为联接在一起而没有描述任何介于中间的实体的情况下，应理解的是，那些实体也可以间接地联接在一起，除非上下文清楚地另外规定。虽然实施例易受各种改型和替代形式，但是其特定示例已经在附图中示出并且在本文详细描述。然而，应理解的是，这些实施例不限于所公开的特定形式，而是相反，这些实施例将覆盖落入本公开的精神内的全部改型、等价物和替代方案。此外，实施例的任何特征、功能、步骤或元件，以及通过不在权利要求的创新性范围内的特征、功能、步骤或元件限定权利要求的创新性范围的负面限制都可以在权利要求中记载或者被添加到权利要求中。

权利要求：1.一种用于产生和维持具有反场构型（FRC）的磁场的方法，所述方法包括以下步骤：在约束室中关于等离子体形成FRC，将多个中性束朝向所述约束室的中间平面成角度地注入到所述FRC等离子体中，以及利用第一和第二捕集真空泵来泵送积聚在联接到所述约束室的第一和第二正好相对的偏滤器中的中和的气体分子，所述第一和第二捕集真空泵被定位在所述第一和第二偏滤器中，且包括具有看到彼此的表面的两个或更多侧部、以及开放侧部，其中，所述第一和第二捕集真空泵所具有的粘附因子是限定等价于所述第一和第二捕集泵的开放侧部的面积的平板的粘附因子的超过四（4）倍大。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一和第二捕集真空泵的两个或更多侧部中的至少一个包括单独的捕集真空泵的阵列。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述单独的捕集真空泵中的每个包括具有看到彼此的表面的两个或更多侧部、以及开放侧部，其中，所述单独的捕集真空泵中的每个所具有的粘附因子大于限定等价于所述单独的捕集真空泵中的每个的开放侧部的面积的平板的粘附因子。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述单独的捕集真空泵中的每个的两个或更多侧部中的至少一个包括第二阵列的单独的捕集真空泵。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第二阵列的单独的捕集真空泵中的每个包括具有看到彼此的表面的两个或更多侧部、以及开放侧部，其中，所述第二阵列的单独的捕集真空泵中的每个所具有的粘附因子大于限定等价于所述第二阵列的单独的捕集真空泵中的每个的开放侧部的面积的平板的粘附因子。6.根据权利要求1至5所述的方法，其中，所述第一和第二捕集真空泵所具有的粘附因子是限定等价于所述第一和第二捕集泵的开放侧部的面积的平板的粘附因子的N倍大，其中，N满足4N16。7.根据权利要求1至5所述的方法，其中，所述第一和第二真空泵和所述平板的表面包括沉积在其上的钛膜。8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一和第二真空泵和所述平板的表面包括沉积在其上的钛膜。9.根据权利要求1至5和8所述的方法，所述方法还包括：通过将快中性原子的束从中性粒子束注入器朝向所述约束室的中间贯穿平面成角度地注入到所述FRC等离子体中，来维持所述FRC处于恒定值或大约恒定值而不衰减。10.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括：通过将快中性原子的束从中性粒子束注入器朝向所述约束室的中间贯穿平面成角度地注入到所述FRC等离子体中，来维持所述FRC处于恒定值或大约恒定值而不衰减。11.根据权利要求7所述的方法，所述方法还包括：通过将快中性原子的束从中性粒子束注入器朝向所述约束室的中间贯穿平面成角度地注入到所述FRC等离子体中，来维持所述FRC处于恒定值或大约恒定值而不衰减。12.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括以下步骤：利用围绕所述约束室延伸的准直流线圈来在所述约束室内产生磁场，并且利用围绕所述约束室的相对两端延伸的准直流镜线圈来在所述约束室的相对两端内产生镜磁场。13.根据权利要求10和11所述的方法，所述方法还包括以下步骤：利用围绕所述约束室延伸的准直流线圈来在所述约束室内产生磁场，并且利用围绕所述约束室的相对两端延伸的准直流镜线圈来在所述约束室的相对两端内产生镜磁场。14.根据权利要求12所述的方法，其中，形成所述FRC的步骤包括：在联接到所述约束室的相对的第一和第二生成部分中形成生成FRC，并且使所述生成FRC从所述第一和第二生成部分朝向所述约束室的中间贯穿平面加速，在所述约束室处所述两个生成FRC合并以形成所述FRC。15.根据权利要求13所述的方法，其中，形成所述FRC的步骤包括：在联接到所述约束室的相对的第一和第二生成部分中形成生成FRC，并且使所述生成FRC从所述第一和第二生成部分朝向所述约束室的中间贯穿平面加速，在所述约束室处所述两个生成FRC合并以形成所述FRC。16.根据权利要求14和15所述的方法，其中，形成所述FRC的步骤包括以下中的一者：形成生成FRC，同时使所述生成FRC朝向所述约束室的中间贯穿平面加速；以及形成生成FRC，然后使所述生成FRC朝向所述约束室的中间贯穿平面加速。17.根据权利要求14和15所述的方法，其中，使所述生成FRC从所述第一和第二生成部分朝向所述约束室的中间贯穿平面加速的步骤包括：使所述生成FRC从所述第一和第二生成部分传送通过联接到所述约束室的相对两端的第一和第二内部偏滤器，所述第一和第二内部偏滤器夹设在所述约束室与所述第一和第二生成部分之间。18.根据权利要求17所述的方法，其中，使所述生成FRC从所述第一和第二生成部分传送通过第一和第二内部偏滤器的步骤包括：当来自所述第一和第二生成部分的所述生成FRC传送通过所述第一和第二内部偏滤器时使所述第一和第二内部偏滤器不激活。19.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括如下步骤：将所述FRC的磁通量表面引导到所述第一和第二内部偏滤器中。20.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括如下步骤：将所述FRC的磁通量表面引导到第一和第二外部偏滤器中，所述第一和第二外部偏滤器联接到所述生成部分的端部。21.根据权利要求20所述的方法，所述方法还包括如下步骤：利用围绕所述生成部分和偏滤器延伸的准直流线圈来在所述生成部分以及所述第一和第二外部偏滤器内产生磁场。22.根据权利要求19所述的方法，所述方法还包括如下步骤：利用围绕所述生成部分和偏滤器延伸的准直流线圈来在所述生成部分以及第一和第二内部偏滤器内产生磁场。23.根据权利要求21所述的方法，所述方法还包括如下步骤：利用准直流镜线圈来在所述第一和第二生成部分与所述第一和第二外部偏滤器之间产生镜磁场。24.根据权利要求21所述的方法，所述方法还包括如下步骤：利用围绕在所述生成部分与所述偏滤器之间的收缩部延伸的准直流镜塞线圈来在位于所述第一和第二生成部分与所述第一和第二外部偏滤器之间的收缩部内产生镜塞磁场。25.根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括如下步骤：利用准直流镜线圈来在所述约束室与所述第一和第二内部偏滤器之间产生镜磁场，以及利用准直流低轮廓颈缩线圈来在所述第一和第二生成部分与所述第一和第二内部偏滤器之间产生颈缩磁场。26.根据权利要求9的任一项所述的方法，所述方法还包括如下步骤：利用联接到所述室的鞍形线圈来在所述室内产生磁偶极场和磁四极场中的一者。27.根据权利要求10和11中的任一项所述的方法，所述方法还包括如下步骤：利用联接到所述室的鞍形线圈来在所述室内产生磁偶极场和磁四极场中的一者。28.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括如下步骤：利用吸气系统来处理所述室的内表面以及第一和第二生成部分的内表面、夹设在所述约束室与所述第一和第二生成部分之间的第一和第二偏滤器的内表面、以及联接到所述第一和第二生成部分的第一和第二外部偏滤器的内表面。29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述吸气系统包括钛沉积系统和锂沉积系统中的一者。30.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括如下步骤：将等离子体从轴向安装的等离子体枪轴向地注入到所述FRC中。31.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括如下步骤：控制所述FRC的边缘层中的径向电场分布。32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述控制所述FRC的边缘层中的径向电场分布的步骤包括：利用偏压电极向所述FRC的一组开放通量表面施加电势分布。33.根据权利要求1至5和8所述的方法，所述方法还包括：将紧凑环（CT）等离子体从第一和第二CT注入器朝向所述约束室的中间平面成角度地注入到所述FRC等离子体中，其中，所述第一和第二CT注入器在所述约束室的中间平面的相对两侧上正好相对。34.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括：将紧凑环（CT）等离子体从第一和第二CT注入器朝向所述约束室的中间平面成角度地注入到所述FRC等离子体中，其中，所述第一和第二CT注入器在所述约束室的中间平面的相对两侧上正好相对。35.根据权利要求7所述的方法，所述方法还包括：将紧凑环（CT）等离子体从第一和第二CT注入器朝向所述约束室的中间平面成角度地注入到所述FRC等离子体中，其中，所述第一和第二CT注入器在所述约束室的中间平面的相对两侧上正好相对。36.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括：将紧凑环（CT）等离子体从第一和第二CT注入器朝向所述约束室的中间平面成角度地注入到所述FRC等离子体中，其中，所述第一和第二CT注入器在所述约束室的中间平面的相对两侧上正好相对。37.一种用于产生和维持具有反场构型（FRC）的磁场的系统，所述系统包括：约束室，第一和第二正好相对的FRC生成部分，所述第一和第二FRC生成部分联接到所述第一和第二正好相对的内部偏滤器，第一和第二偏滤器，所述第一和第二偏滤器联接到所述第一和第二生成部分，其中，所述第一和第二偏滤器包括第一和第二捕集真空泵，所述第一和第二捕集真空泵被定位在所述第一和第二偏滤器内且包括具有看到彼此的表面的两个或更多个侧部、以及和开放侧部，其中，所述第一和第二捕集真空泵所具有的粘附因子是限定等价于所述第一和第二捕集泵的开放侧部的面积的平板的粘附因子的超过四（4）倍大，以下中的一者或多者：多个等离子体枪、一个或多个偏压电极、以及第一和第二镜塞；其中，所述多个等离子体枪包括可操作地联接到所述第一和第二偏滤器、所述第一和第二生成部分以及所述约束室的第一和第二轴向等离子体枪；其中，所述一个或多个偏压电极被定位于如下中的一者或多者内：所述约束室、所述第一和第二生成部分以及所述第一和第二外部偏滤器；并且其中，所述第一和第二镜塞被定位于所述第一和第二生成部分与所述第一和第二偏滤器之间，吸气系统，所述吸气系统联接到所述约束室和所述第一和第二偏滤器，多个中性原子束注入器，所述中性原子束注入器联接到所述约束室并且朝向所述约束室的中间平面成角度，以及磁系统，所述磁系统包括被定位成围绕所述约束室、所述第一和第二生成部分以及所述第一和第二偏滤器的多个准直流线圈，以及被定位于所述第一和第二生成部分与所述第一和第二偏滤器之间的第一组和第二组准直流镜线圈。38.根据权利要求37所述的系统，其中，所述第一和第二捕集真空泵的两个或更多侧部中的至少一个包括单独的捕集真空泵的阵列。39.根据权利要求38所述的系统，其中，所述单独的捕集真空泵中的每个包括具有看到彼此的表面的两个或更多个侧部、以及开放侧部，其中，所述单独的捕集真空泵中的每个所具有的粘附因子大于限定等价于所述单独的捕集真空泵中的每个的开放侧部的面积的平板的粘附因子。40.根据权利要求39所述的系统，其中，所述单独的捕集真空泵中的每个的两个或更多侧部中的至少一个包括第二阵列的单独的捕集真空泵。41.根据权利要求40所述的系统，其中，所述第二阵列的单独的捕集真空泵中的每个包括具有看到彼此的表面的两个或更多侧部、以及开放侧部，其中，所述第二阵列的单独的捕集真空泵中的每个所具有的粘附因子大于限定等价于所述第二阵列的单独的捕集真空泵中的每个的开放侧部的面积的平板的粘附因子。42.根据权利要求37至41所述的系统，其中，所述第一和第二捕集真空泵所具有的粘附因子是限定等价于所述第一和第二捕集泵的开放侧部的面积的平板的粘附因子的N倍大，其中，N满足4N16。43.根据权利要求37至41所述的系统，其中，所述第一和第二真空泵和所述平板的表面包括沉积在其上的钛膜。44.根据权利要求42所述的系统，其中，所述第一和第二真空泵和所述平板的表面包括沉积在其上的钛膜。45.根据权利要求37至44所述的系统，其中，所述系统被构造成在所述中性束被注入到所述等离子体中时，生成FRC和维持所述FRC而不衰减。46.根据权利要求37至45所述的系统，其中，所述第一和第二偏滤器包括夹设在所述第一和第二生成部分与所述约束室之间的第一和第二内部偏滤器，并且还包括联接到所述第一和第二生成部分的第一和第二外部偏滤器，其中，所述第一和第二生成部分夹设在所述第一和第二内部偏滤器与所述第一和第二外部偏滤器之间。47.根据权利要求46所述的系统，所述系统还包括：第一和第二轴向等离子体枪，所述第一和第二轴向等离子体枪可操作地联接到所述第一和第二内部以及外部偏滤器、所述第一和第二生成部分以及所述约束室。48.根据权利要求47所述的系统，所述系统还包括：两个或更多个鞍形线圈，所述鞍形线圈联接到所述约束室。49.根据权利要求37所述的系统，其中，所述生成部分包括：模块化生成系统，所述模块化生成系统用于产生FRC并使所述FRC朝向所述约束室的中间平面平移。50.根据权利要求37所述的系统，其中，偏压电极包括以下中的一者或多者：一个或多个点电极，所述一个或多个点电极被定位于所述约束室内以接触开放场线；成组的环形电极，所述环形电极在所述约束室与所述第一和第二生成部分之间，以便以方位角对称的方式向远边缘通量层充电；多个同心堆叠电极，所述同心堆叠电极被定位在所述第一和第二偏滤器中以对多个同心通量层充电；以及等离子体枪的阳极，所述等离子体枪的阳极用于拦截开放通量。51.根据权利要求54所述的系统，其中，所述系统被配置成产生FRC并在将中性原子束注入到所述FRC中的同时维持所述FRC处于恒定值或大约恒定值而不衰减。52.根据权利要求54所述的系统，其中，所述第一和第二径向磁场关于所述中间平面是反对称的。53.根据权利要求37至52所述的系统，所述系统还包括：第一和第二紧凑环（CT）注入器，所述第一和第二紧凑环（CT）注入器朝向所述约束室的中间平面成角度地联接到所述约束室，其中，所述第一和第二CT注入器在所述约束室的中间平面的相对两侧上正好相对。54.一种捕集真空泵，所述捕集真空泵包括具有看到彼此的表面的两个或更多侧部和开放侧部，其中，捕集真空泵所具有的粘附因子是限定等价于所述捕集泵的开放侧部的面积的平板的粘附因子的超过四（4）倍大。55.根据权利要求54所述的系统，其中，所述第一和第二捕集真空泵的两个或更多个侧部中的至少一个包括单独的捕集真空泵的阵列。56.根据权利要求55所述的捕集真空泵，其中，所述单独的捕集真空泵中的每个包括具有看到彼此的表面的两个或更多个侧部、以及开放侧部，其中，所述单独的捕集真空泵中的每个所具有的粘附因子大于限定等价于所述单独的捕集真空泵中的每个的开放侧部的面积的平板的粘附因子。57.根据权利要求56所述的捕集真空泵，其中，所述单独的捕集真空泵中的每个的两个或更多侧部中的至少一个包括单独的捕集真空泵的第二阵列。58.根据权利要求57所述的捕集真空泵，其中，所述第二阵列的单独的捕集真空泵中的每个包括具有看到彼此的表面的两个或更多个侧部、以及开放侧部，其中，所述第二阵列的单独的捕集真空泵中的每个所具有的粘附因子大于限定等价于所述第二阵列的单独的捕集真空泵中的每个的开放侧部的面积的平板的粘附因子。59.根据权利要求54至58所述的捕集真空泵，其中，所述第一和第二捕集真空泵所具有的粘附因子是限定等价于所述第一和第二捕集泵的开放侧部的面积的平板的粘附因子的N倍大，其中，N满足4N16。60.根据权利要求54至58所述的捕集真空泵，其中，所述第一和第二真空泵和所述平板的表面包括沉积在其上的钛膜。61.根据权利要求59所述的捕集真空泵，其中，所述第一和第二真空泵和所述平板的表面包括沉积在其上的钛膜。

百度查询： 阿尔法能源技术公司 用于利用多尺度捕集型真空泵送改善高性能FRC的支持的系统和方法