Цепь для прямого извлечения энергии из пучка заряженных частиц

ЦЕПЬ ДЛЯ ПРЯМОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ ИЗ ПУЧКА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ Изобретение относится к устройству цепи для вывода энергии термоядерного синтеза (fusion energyextraction circuit, FEEC), имеющему сетевой двунаправленный конвертер и резонансный конвертер. Резонансный конвертер может включать в себя обратный циклотронный конвертер с двумя или несколькими квадрупольными пластинами и множеством переключателей цепи. Двунаправленный конвертер может включать в себя трехфазный сетевой конвертер. FEEC-устройство пригодно для торможения лучей плазменных частиц, с выводом, таким образом, энергии, полученной в результате торможения частиц, преобразованием выведенной энергии в электрическую энергию и передачей электрической энергии электроэнергетической системе. Смедли Кэюэ, Вессел Фрэнк, Гу Минин, Дзеонг Ин Вха (US) Медведев В.Н. (RU)(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ДЗЕ РИДЖЕНТС ОФ ДЗЕ ЮНИВЕРСИТИ ОФ КАЛИФОРНИА Область техники, к которой относится изобретение Область техники в основном относится к электрическим цепям, а точнее к электрической цепи, которая облегчает извлечение (вывод) энергии из заряженных частиц в результате контролируемой реакции ядерного синтеза и передает энергию электроэнергетической системе с коэффициентом мощности,равным единице, коэффициентом мощности при емкостном токе или коэффициентом мощности при индуктивном токе, по требованию. Уровень техники Выработка электроэнергии путем управляемого ядерного синтеза открывает путь к мощным и экологически чистым источникам энергии. Эта тема привлекала значительные научно-исследовательские работы в Соединенных Штатах и по всему миру. Описываемые подходы обычно основаны на преобразовании термоядерной энергии в тепловую энергию, а затем в электрическую энергию. В альтернативном подходе, описанном в патенте США 6611106 (патенте '106) "Управляемый ядерный синтез при обратной конфигурации поля и прямом преобразовании энергии", который включен в настоящий документ в виде ссылки, энергию управляемого ядерного синтеза, переносимую пучком заряженных частиц в форме импульса, можно преобразовывать непосредственно в электричество за счет торможения заряженных частиц, с использованием квадрупольного обратного циклотронного конвертера(quadropole inverse cyclotron convertor, ICC). Таким образом, ожидается повышенное преобразование энергии. Необходима ключевая технология, которая выводит энергию из ICC и вводит ее во вспомогательную сеть. Следовательно, является желательным обеспечение энергетической электронной цепи, используемой для торможения частиц плазмы, вывода энергии из зоны торможения, преобразования энергии плазмы непосредственно в электроэнергию и передачи электроэнергии электроэнергетической системе. Сущность изобретения Примерные варианты воплощения устройства цепи вывода термоядерной энергии (fusion energy extraction circuit, FEEC), описанного в настоящем документе, отображает лишь несколько примеров из многих возможных внедрений устройства FEEC и никоим образом не предназначены для ограничения объекта настоящего изобретения. В одном варианте воплощения является предпочтительным, чтобы устройство FEEC содержало компонент двунаправленного сетевого конвертера и компонент резонансного конвертера. В компоненте двунаправленного конвертера могут быть для различных целей введены в действие сетевые конвертеры с опережающей фазой, отстающей фазой или с коэффициентом мощности, равным единице. Является предпочтительным, чтобы резонансный конвертер включал в себя обратный циклотронный конвертер (ICC), индуктор и множество переключателей каналов, образующих мост, который преобразует напряжение постоянного тока в импульсную форму. Является предпочтительным, чтобы ICC был снабжен двумя или несколькими квадрупольными пластинами, которые функционируют как конденсатор, наряду с индуктором, действуя как резонатор. Является предпочтительным, чтобы пластины были удлиненными и имели дугообразное поперечное сечение, образующее удлиненную кольцеобразную цилиндрическую камеру с простирающимися в осевом направлении удлиненными зазорами, образованными между пластинами. При запуске устройства FEEC энергия течет из вспомогательной сети через компонент двунаправленного сетевого конвертера в резонансный конвертер. Это приводит к установлению резонанса и возбуждению квадрупольного электрического поля, возникающего поперек зазоров, расположенных между пластинами. В ходе генерирования электроэнергии или вывода энергии заряженные частицы пучков заряженных частиц, возникающих, например, при процессе ядерного синтеза, подвергаются торможению под действием квадрупольного электрического поля, поскольку пучки частиц проходят через ICC. Также в ходе генерирования электроэнергии остаточная энергия будет накапливаться квадрупольными пластинами ICC в виде экранирующего тока. Экранирующий ток будет затем течь через резонансный конвертер и компонент двунаправленного сетевого конвертера во вспомогательную сеть. Сетевой конвертер функционирует как переменно-постоянный выпрямитель тока при запуске и как постоянно-переменный сетевой инвертор тока при генерировании электроэнергии. В обоих случаях сетевой конвертер будет функционировать при коэффициенте мощности, равном единице, опережающем коэффициенте мощности или отстающем коэффициенте мощности для обеспечения активной мощности и реактивной мощности (VAR, volt-ampere-reactive, реактивной вольт-ампер), по требованию. Для осуществления возбуждения электрического поля и вывода энергии является предпочтительным, чтобы резонансную частоту и напряжение резонансного конвертера точно регулировали. Частота в этом случае фиксируется на уровне чуть выше резонансной частоты резонатора, тогда как регулирования напряжения можно достигнуть путем переключения модуляции изображения и регулирования с использованием обратной связи. Два способа модуляции - модуляции сдвига фаз (МСФ) и широтно-импульсной модуляции (ШИМ) - пригодны для обеспечения регулирования напряжения. Регулирование с использованием обратной связи достигается путем сопоставления измеренного резонансного напряжения с эталонным, тогда как его погрешность используется для модуляции фазы или ширины импульса переклю-1 019945 чателей в резонансном конвертере. С помощью этой модуляции обеспечивается автоматический двунаправленный поток энергии в соответствии с рабочим режимом. В альтернативном варианте воплощения устройства FEEC в резонансном проводнике может быть задействовано несколько ферритовых индукторов, соединенных последовательно для оптимизации работы устройства FEEC. Последовательно соединенные резонансные индукторы имеют несколько преимуществ перед одиночным резонансным индуктором. Регулирование обратной связи достигается путем сопоставления измеренного резонансного напряжения с эталонным, тогда как его погрешность используется для модулирования фазы или ширины импульса нескольких переключателей в резонансном конвертере. В другом примерном варианте воплощения замкнутую систему автоматического управления с обратной связью резонансного конвертера можно использовать для генерирования автоматического двунаправленного потока энергии. Система автоматического управления с обратной связью состоит из схемы считывания резонансного напряжения, компенсатора ошибок и ШИМ- или МСФ-импульсного генератора. Другие системы, способы, признаки и преимущества изобретения будут или станут ясными для специалистов в данной области техники при исследовании следующих фигур и следующего описания. Предполагается, что все такие дополнительные системы, способы, признаки и преимущества включены в описание и в объем изобретения и защищены прилагаемой формулой изобретения. Как было упомянуто выше, также предполагается, что изобретение не ограничено деталями примерных вариантов воплощения. Краткое описание фигур Подробности изобретения, включая изготовление, структуру и эксплуатацию, могут быть частично выявлены путем исследования прилагаемых фигур, в которых одинаковые номера ссылок относятся к одинаковым деталям. Компоненты на фигурах необязательно приведены в масштабе, вместо этого акцент сделан на иллюстрации принципов изобретения. Более того, предполагается, что все иллюстрации отображают концепции, где относительные размеры, формы и другие отличительные признаки могут быть проиллюстрированы схематически, а не буквально или точно. Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение цепи вывода энергии ядерного синтеза (fusion energy extraction circuit, FEEC). Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение цепи резонансного конвертера с эквивалентным источником экранирующего тока. Фиг. 3 представляет собой график, представляющий собой график Боде параллельного резонатора. Фиг. 4 представляет собой график, показывающий иллюстрацию способа широтно-импульсной модуляции. Фиг. 5 представляет собой график, показывающий механизм генерирования широтно-импульсной модуляции. Фиг. 6 представляет собой график, обеспечивающий иллюстрацию модуляции сдвига по фазе. Фиг. 7 представляет собой схематическое изображение цепи генерирования широтно-импульсной модуляции. Фиг. 8 представляет собой схематическое изображение контура обратной связи цепи вывода энергии ядерного синтеза. Фиг. 9 представляет собой схематическое изображение схемы считывания резонансного напряжения. Фиг. 10 представляет собой график, отображающий результат моделирования для динамической формы колебаний потока энергии, соответствующего вводимым частицам. Фиг. 11 представляет собой график, отображающий экспериментальные результаты резонансного напряжения на конденсаторе (эмулирования квадрупольных пластин). Подробное описание Синтез и способы, описанные в настоящем документе, направлены на прямой вывод энергии ядерного синтеза. Фиг. 1 представляет собой блок-схему, описывающую предпочтительный вариант воплощения устройства цепи вывода энергии ядерного синтеза (FEEC) 100. FEEC-устройство 100 состоит из компонента сетевого двунаправленного конвертера 110 и резонансного конвертера 120. В предпочтительном варианте воплощения FEEC-устройства 100 на фиг. 1 компонент двунаправленного конвертера 110 вводит в действие трехфазный сетевой конвертер 112. Однако следует учитывать, что компонент двунаправленного конвертера 110 может вводить в действие сетевые конвертеры с различными коэффициентами фазы для различных целей. Например, однофазный сетевой конвертер (не показан) может быть приведен в действие для низкоэнергетических применений. В предпочтительном варианте воплощения FEEC-устройства 100 резонансный конвертер 120 содержит обратный циклотронный конвертер (ICC) 122 и несколько переключателей S1-S4. Является предпочтительным, чтобы ICC 122, который более подробно описан в патенте '106 (который включен в настоящий документ в виде ссылки), был скомпонован с несколькими пластинами 124, показанными в данном случае в виде квадрупольной конфигурации. Пластины в квадрупольной конфигурации 124, принадлежащие ICC 122, функционируют в качестве конденсатора, и вместе с индуктором L образуют резонатор 130, который более подробно будет описан ниже. Является предпочтительным, чтобы пластины 124 были удлинены и имели четкое поперечное сечение, образующее удлиненную кольцевую цилиндрическую камеру с удлиненными в направлении оси зазорами, образованными между пластинами. При приложении к пластинам тока поперек зазоров, созданных между пластинами, формируется многополюсное электрическое поле. При запуске устройства энергия течет из вспомогательной сети 114 через компонент сетевого двунаправленного конвертера 110 в резонансный конвертер 120, с установлением резонанса и возбуждением квадрупольного электрического поля резонансного конвертера 120. В ходе генерирования/вывода энергии заряженные пучки частиц, такие как, например, выходящие из зоны процесса ядерного синтеза, проходят через ICC 122 и тормозятся квадрупольным электрическим полем, созданным поперек зазоров между пластинами 124 ICC 122. Также в ходе генерирования/вывода энергии остаточная энергия будет накапливаться квадрупольными пластинами 122 в виде экранирующего тока. Экранирующий ток затем будет течь через резонансный конвертер 120 и компонент сетевого двунаправленного конвертера 110 в сеть 114. Сетевой конвертер во время запуска 110 функционирует как переменно-постоянный выпрямитель тока, а во время генерирования электроэнергии - как постоянно-переменный сетевой инвертор. В обоих случаях сетевой конвертер 110 будет функционировать с коэффициентом мощности, равным единице, коэффициентом мощности при опережающем токе или коэффициентом мощности при отстающем токе, для обеспечения активной мощности и реактивной мощности (VAR, volt-ampere-reactive реактивный вольт-ампер, вар) по требованию. Для того чтобы резонансный конвертер 120 мог возбуждать электрическое поле и возбуждать энергию, является предпочтительным, чтобы резонансную частоту и напряжение можно было точно контролировать. Частоту в этом случае фиксируют на уровне чуть выше резонансной частоты резонатора 130 для обеспечения мягкого переключения при нулевом напряжении, тогда как регулирования напряжения можно достигнуть путем переключения модулирования изображения и регулирования с использованием обратной связи. Два способа модуляции - модуляции со сдвигом фазы (модуляция фазового сдвига, PSM,МСФ) и широтно-импульсной модуляции (ШИМ) - исследованы ниже. Они оба пригодны для решения задачи регулирования напряжения; однако способ МСФ дает более широкий рабочий диапазон для динамического маневрирования. Регулирование с использованием обратной связи достигается путем сопоставления измеренного резонансного напряжения с эталонным резонансным напряжением, тогда как его погрешность используется для модулирования фазы или ширины импульсов переключателей S1-S4 в резонансном конвертере 120. С помощью этой модуляции гарантируется автоматический двунаправленный поток энергии в соответствии с рабочим режимом. Фиг. 2 представляет собой схематическую диаграмму, отображающую примерный вариант воплощения резонансного конвертера 120, где напряжение постоянного тока Vdc обеспечено сетевым двунаправленным конвертером 110 (Vdc также проиллюстрировано на фиг. 1). Здесь резонансный конвертер 120 включает в себя множество переключателей S1, S2, S3 и S4. Переключатели S1, S2, S3 и S4 образуют мост, который преобразует напряжение постоянного тока Vdc в напряжение с формой импульса VAB через участок АВ при частоте переключения fs, которая намного больше частоты электроэнергетической системы 114. Конденсатор С представляет собой квадрупольные пластины 124 ICC 122. Как было указано выше, конденсатор С и индуктор L образуют резонатор 130. Через резонатор 130 будет проходить только основная гармоника напряжения VAB, где возникнет усиление по напряжению H(s), а также оно возникнет параллельно квадрупольным пластинам 122 в виде синусоидального сигнала vs. Электрический ток при торможении заряженных частиц представляет собой скорректированный экранирующий ток, а резистор Rc представляет собой потери тепла и излучения от заряженных частиц. Усиление H(s) резонатора составляет Частота, соответствующая максимальной амплитуде, составляет m, и при этой частоте выходное напряжение имеет максимальное значение Для FEEC-устройства 100 Rc обычно очень велико и, таким образом, Фиг. 3 иллюстрирует график Боде параллельного резонатора 130. Максимальное усиление возникает приблизительно при резонансной частоте r. Другим важным параметром для резонансной схемы является добротность Q где R0 представляет собой характеристическое полное сопротивление резонатора 130 Из уравнения (7) следует, что чем больше Rc, тем выше Q, а более крутой наклон изменения в напряжении усиливает резонанс. Как указано выше, регулирования выходного напряжения резонансного конвертера 120 можно достигнуть путем переключения модуляции изображения и регулирования обратной связи. Для решения задачи регулирования напряжения пригодна как модуляция сдвига фазы (МСФ), так и широтноимпульсная модуляция (ШИМ). Широтно-импульсная модуляция (ШИМ). С помощью ШИМ регулируют ширину импульса переключателей S1, S2, S3 и S4 на двух участках. Полученная разность напряжений присутствует в ступенчатой форме и ее основная гармоника регулируется путем изменения ширины импульса. Фиг. 4 показывает волновую форму пускового импульса для всех переключателей S1, S2, S3 и S4,проиллюстрированных на фиг. 2. Время работы переключателей S1 и S2 регулируется в диапазоне 050%. Переключатели S4 и S3 являются дополнительными к переключателям соответственно S1 и S2. Фиг. 4 также иллюстрирует волновую форму импульса напряжения на узлах A (VA) и В (VB) варианта воплощения схемы, проиллюстрированного на фиг. 2. Основная гармоника напряжения на мосте VAB (как проиллюстрировано на фиг. 4) выражена следующим образом: Подходящие пусковые сигналы для всех переключателей могут быть реализованы посредством простой и часто используемой цепи. Как описывалось на фиг. 5, две пилообразные волны 151 и 152, фазовый сдвиг которых равен TS/2,сопоставляют с тем же управляющим сигналом Vc. Отношение длительности импульса к периоду повторения D соответствует части времени, когда Vc больше величины зуба пилы. Полученные два импульса используют для приведения в действие переключателей канального полевого униполярного МОПтранзистора (MOSFET, metal-oxide-semiconductor field-effect transistor) соответственно S1 и S2. Как указано выше, переключатели S4 и S3 управляются дополнительными сигналами переключателей соответственно S1 и S2. Следует отметить, что отношение длительности импульса к периоду повторения D можно изменять лишь в пределах 0-50%. В предпочтительном варианте воплощения резонансный конвертер 120 скомпонован с MOSFET-переключателями S1-S4. Следует учитывать, что резонансный конвертер 120 может быть скомпонован с различными переключателями схемы, что может привести к тому же результату. Модуляция сдвига фазы (МСФ). В способе МСФ выходное напряжение резонансного конвертера 120 регулируют путем настройки разности фаз между импульсами запуска переключателей двух ветвей цепи. Фиг. 6 иллюстрирует типичные формы сигнала МСФ сети переключателей, где- фазовый сдвиг между ветвями А и В. Следует отметить, что ширина импульсов переключателей не изменяется. С изменениемизменяется ширина импульсов напряжения моста VAB. Таким образом, регулируют изменения основной гармоники и резонансного напряжения Vs. Основная гармоника напряжения моста VAB является функцией Ясно, что фазовый сдвигможет регулировать амплитуду VAB. Фиг. 7 иллюстрирует один примерный вариант воплощения схемы, пригодной для осуществления регулируемого фазового сдвига междуVA и VB. Следует учитывать, что многие другие варианты воплощения схемы могут достигать той же цели. Например, различные цифровые схемы можно использовать в целях осуществления регулируемого фазового сдвига. Как проиллюстрировано на фиг. 7, пилообразную волну 170 используют в качестве несущей частоты для сопоставления с двумя напряжениями постоянного тока - управляющим сигналом Vc и фиксированным сигнальным напряжением постоянного тока Vfix. При сопоставлении пилообразной волны 170 с управляющим сигналом Vc это сопоставление приводит к получению значения фазового сдвига. При сопоставлении пилообразной волны 170 с фиксированным сигнальным напряжением постоянного тока Vfix это сопоставление приводит к значению сигнала синхронизации для всех цифровых компонентов схемы управления. Частота зубца пилы вдвое больше частоты переключения, которая делится на два после прохождения D-триггера. Введение в действие резонансного индуктора. В альтернативном варианте воплощения FEEC-устройства 100 резонансный кондуктор 120 может приводить в действие несколько ферритовых индукторов, соединенных последовательно для оптимизации эксплуатации FEEC-устройства 100. Последовательно соединенные резонансные индукторы имеют несколько преимуществ перед одиночным резонансным индуктором. Во-первых, потери электроэнергии могут быть снижены, поскольку каждый из последовательно соединенных индукторов может быть реализован за счет малогабаритного высокочастотного ферритового сердечника с низкими потерями сердечника и низким броском потока намагничивания. Во-вторых, можно создать каждый резонансный индуктор таким образом, чтобы он обладал однослойной структурой, что исключает необходимость в высокой изоляции напряжения между слоями. Кроме того, также исключается паразитная емкость и связывающая индуктивность между слоями. Эти паразитные емкости и связывающие индуктивности могут оказывать серьезное влияние на резонансную схему 120 FEEC-устройства 100. В-третьих, однослойная структура может обеспечивать эффективное охлаждение для резонансных индукторов, без перегрева внутренних слоев. Наконец, последовательно соединенные резонансные индукторы могут быть приведены в действие с помощью малогабаритных ферритовых сердечников, которые серийно выпускаются для применения в высокочастотном энергоснабжении. Контур управления с обратной связью. Как указано выше, регулирование выходного напряжения резонансного конвертера 120 может быть достигнуто путем переключения модуляции изображения и регулирования с использованием обратной связи. Два способа модуляции были подробно описаны выше. Регулирование с использованием обратной связи достигается путем сопоставления измеренного резонансного напряжения с эталонным напряжением, тогда как его погрешность используют для модулирования фазы или ширины импульса переключателей S1-S4 в резонансном конвертере 120. Фиг. 8 иллюстрирует примерный вариант воплощения контура управления с обратной связью 180 резонансного конвертера 120. Контур управления с обратной связью 180 резонансного конвертера 120 является ключевым элементом FEEC-устройства 100, поскольку он облегчает осуществление автоматического механизма двунаправленного потока энергии. Контур управления с обратной связью 180 состоит из схемы обнаружения резонансного напряжения 182, компенсатора ошибок 184 и ШИМ- или МСФимпульсного генератора 186. При режиме запуска резонансное напряжение Vs исходно равно нулю. Это нулевое значение резонансного напряжения Vs приводит к крупной ошибке, а высокий уровень выходного сигнала компенсатора 184 и ШИМ- или МСФ-импульсного генератора 186 будет затем приводить соответственно к высокому отношению длительности импульса к периоду повторения или к низкому фазовому сдвигу, с линейным возрастанием резонансного напряжения Vs. В ходе режима генерирования или вывода энергии лучи заряженных частиц будут проходить черезICC 122 и тормозятся, поскольку они проходят через квадрупольное электрическое поле, образованное поперек зазоров между квадрупольными пластинами 124. Потерянная энергия, накопленная на квадрупольных пластинах 124, будет вынуждена течь в резонансный конвертер 120 по контуру обратной связи 180. Аналогично, контур обратной связи 180 сетевого двунаправленного конвертера 110 будет заставлять энергию накапливаться на шине постоянного тока 181 и течь назад в электроэнергетическую систему. Фиг. 9 иллюстрирует примерный вариант воплощения схемы считывания резонансного напряжения 182. Вход V0 для тока считывания резонансного напряжения связан с резонансным выходным терминалом Vs, резонансное напряжение на котором модулирует ток фотодиода. Выход для тока считывания резонансного напряжения ("V0 обратной связи") связан с компенсатором ШИМ- или МСФ-контроллера,с оптической изоляцией высокого напряжения. Поэтому изменения резонансного напряжения можно оптически передавать в виде сигнала обратной связи на контур управления 180. Преимущества этого способа включают в себя низкую стоимость, изоляцию высокого напряжения и простое введение в действие. В частности, входная оптронная пара переменного тока с делительными резисторами высокого напряжения (HV) оказывает небольшое влияние на резонансный режим работы,поскольку HV-делительные резисторы обладают очень высоким сопротивлением. Моделирование и эксперименты. Фиг. 10 иллюстрирует результаты моделирования для напряженности поля различных частиц. С помощью FEEC-конвертерного устройства 100, проиллюстрированного на фиг. 1, непосредственный вывод энергии ядерного синтеза продемонстрирован в виде результатов моделирования, показанных на фиг. 10. Средние значения связанного постоянного тока IDC в ходе запуска и генерирования энергии проиллюстрированы, в соответствии с интенсивностью инжекции пучка частиц, которая смоделирована с помощью источника экранирующего тока Is. На фиг. 10 заряженные частицы были инжектированы в ICC 122 в течение 300 мкс. При торможении заряженных частиц посредством ICC 122 энергия термоядерного синтеза приблизительно пропорциональна экранирующему току. При этом моделировании потери тепла и излучения моделируются посредством резистора Rc, сопротивление которого составляет 1 МОм. В ходе запуска среднее значение связанного постоянного тока IDC составляет 117,5 мА, что отображает потери цепи. После введения экранирующего тока значение IDC понижается из-за ввода энергии термоядерного синтеза. Например, значение связанного постоянного тока IDC снижается до 87,5 мА при введении экранирующего тока 3 мА в резонансный конвертер 120, что является случаем введения энергии мощностью 5 Вт. Из фиг. 10 ожидается, что когда энергия термоядерного синтеза составляет 15-20 Вт, средний связанный постоянный ток IDC достигает нуля (безубыточная работа) и снижается до отрицательного значения (выработка электроэнергии). Представленное FEEC-устройство 100 пригодно для обеспечения энергией квадрупольных пластин 124 ICC 122 для запуска процесса торможения. При накоплении экранирующего тока на квадрупольных пластинах 124 энергия будет передаваться назад в электроэнергетическую систему через двунаправленный сетевой конвертер 110. Фиг. 11 иллюстрирует экспериментальную форму волны, измеренной поперек резонансного конденсатора С (проиллюстрированного на фиг. 2). В данном эксперименте величина индуктивности на резонансном индукторе L составляет примерно 370 мкГн, а величина эмулированной емкости конденсатора С, образованного из квадрупольных пластин, составляет 70 пФ. Предполагаемое сопротивление на резисторе Rc при потерях тепла и излучения составляет 2 МОм, а частота экранирующего тока составляет 1 МГц - та же, что и для частоты переключения резонансного конвертера. Благодаря регулированию по замкнутому циклу 180 напряжение связанного постоянного тока VDC 126 В резонансного конвертера может генерировать 3 кВ, а резонансное напряжение в ходе запуска составляет 1 МГц, как показано на фиг. 11. Системы и способы, обеспеченные в настоящем документе, описаны только в качестве примера применительно к прямому выводу энергии термоядерного синтеза. Однако специалисты в данной области техники могут легко понять, что системы и способы, обеспеченные в настоящем документе для выделения кинетической энергии заряженных частиц, можно использовать для восстановления энергии в ускорителях ионов высокого тока. Поскольку специалисты в данной области техники хорошо осведомлены, они могут использовать ионные лучи высокой мощности, выходящие из ускорителей ионов высокого тока, в различных промышленных и научно-исследовательских установках в науке и технологии. Все эти применения являются энергоемкими. В настоящее время большая часть этой энергии попросту теряется. Технология вывода энергии, описанная в настоящем документе, обеспечивает средство для восстановления такой энергии и снижает энергопотребление таких установок. Для достижения этого конструкцию для вывода энергии можно просто добавить на конец пути луча, после целевой области. Специалисты в данной области техники также могут легко понять, что системы и способы, обеспеченные в настоящем документе, можно использовать в сочетании с другими системами для восстановления и вывода энергии. Заявка PCT/US2006/008251, "Плазменная система генерирования электроэнергии",которая включена в настоящий документ в виде ссылки, относится к системе генерирования энергии,используемой для обеспечения непосредственного пространственного перемещения под действием плазменного двигателя. Специалисты в данной области техники могут легко понять, что технология вывода энергии, описанная в настоящем документе, может облегчить восстановление энергии и ее вывод из потока ядерного синтеза, когда силовая установка нежелательна. Специалисты в данной области техники также могут легко принять во внимание, что технологию для вывода кинетической энергии заряженных частиц можно использовать для повышения эффективности в ускорителях нейтральных частиц. Пучки нейтральных атомов высокой мощности, выходящие из источников положительных и/или отрицательных ионов, используют для диагностики или в качестве источников атомной энергии в различных промышленных и научных установках. Во всех этих применениях источники лучей характеризуются ограничениями эффективности, которые возникают в известной степени вследствие мелких сечений обмена зарядом. Для получения беспримесных лучей, состоящих из нейтральных атомов, все остаточные ионы, прошедшие мимо камеры нейтрализации, отклоняются и выводятся из системы. Эти вторичные энергоресурсы обычно составляют половину от энергии зажигания. Системы вывода энергии типа, описанного в настоящем документе, могут способствовать восстановлению большей части энергии этих "отфильтрованных" ионов. В вышеприведенном описании изобретение было описано со ссылкой на его конкретные варианты воплощения. Однако должно быть очевидно, что различные модификации и изменения могут быть сделаны без отклонения от широкой сущности и объема изобретения. Например, читатель должен понимать,что конкретное упорядочивание и сочетание технологических операций, показанных на схемах технологического процесса, описанных в настоящем документе, являются лишь иллюстративными до тех пор,пока не будет указано иное, и изобретение может быть реализовано с использованием различных или дополнительных технологических операций, или различных сочетаний, или упорядочивания технологических операций. В качестве другого примера каждый признак одного варианта воплощения может быть смешан и подогнан к другим признакам, показанным в других вариантах воплощения. Признаки и технологии, известные обычному специалисту, могут быть аналогично включены в изобретение, по желанию. Дополнительно и очевидно, признаки можно добавлять или отнять, по желанию. Следовательно,изобретение не должно быть ограничено ничем, за исключением прилагаемых пунктов формулы изобретения и их эквивалентов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Цепь извлечения энергии для извлечения энергии из пучков заряженных частиц, содержащая двунаправленный конвертер, подключаемый к сети электропитания; резонансный конвертер, содержащий многополюсный обратный циклотронный конвертер, индуктор и множество переключателей цепи, электрически подсоединенных к двунаправленному конвертеру,причем многополюсный обратный циклотронный конвертер включает в себя две или более удлиненные пластины с дугообразными поперечными сечениями, образующими удлиненную кольцевую цилиндрическую камеру с простирающимися в осевом направлении удлиненными зазорами, образованными между упомянутыми двумя или более пластинами, причем упомянутые две или более пластины функционируют как конденсатор, который вместе с индуктором образует резонансный контур, причем множество переключателей цепи сконфигурировано таким образом, что они образовывают мост, который преобразует напряжение постоянного тока в импульсное переменное напряжение, при этом многополюсный обратный циклотронный конвертер выполнен с возможностью формирования многополюсного электрического поля в зазорах между упомянутыми пластинами, когда ток подается на упомянутые две или более удлиненные пластины, которое тормозит заряженные частицы пучков заряженных частиц, проходящих через цилиндрическую камеру. 2. Цепь по п.1, в которой сетевой двунаправленный конвертер выполнен с возможностью подключения к сети переменного тока. 3. Цепь по п.1, в которой конфигурация переключателей резонансного конвертера имеет вид Нмоста или полумоста. 4. Цепь по п.1, содержащая для управления резонансным конвертером контур управления с обратной связью, имеющий цепь считывания резонансного напряжения, компенсатор, модуляционный генератор и интерфейс с резонансным конвертером. 5. Цепь по п.4, в которой модуляционный генератор представляет собой широтно-импульсный модуляционный генератор. 6. Цепь по п.4, в которой модуляционный генератор представляет собой генератор модуляции фазового сдвига. 7. Цепь по п.4, в которой упомянутый модуляционный генератор выполнен с возможностью регулирования резонансного напряжения резонансного конвертера. 8. Цепь по п.1, в которой конвертер выполнен с возможностью работы в режиме выпрямителя переменного/постоянного тока в процессе запуска и в режиме сетевого инвертора постоянного/переменного тока в процессе генерирования электроэнергии. 9. Цепь по п.1, в которой конвертер скомпонован таким образом, чтобы он функционировал по меньшей мере при одном из следующих условий: с коэффициентом мощности, равным единице, с опережающей фазой или с отстающей фазой. 10. Способ преобразования энергии пучков заряженных частиц, проходящих через резонансный конвертер, в системе по п.1, включающий в себя прием электрической энергии из электросети общего назначения посредством упомянутого сетевого двунаправленного конвертера системы и преобразование электрической энергии из сетевого двунаправленного конвертера посредством резонансного конвертера для возбуждения многополюсного электрического поля в зазорах между двумя или более пластинами обратного циклонного конвертера. 11. Способ по п.10, дополнительно включающий в себя прием пучков заряженных частиц резонансным конвертером; торможение заряженных частиц пучков заряженных частиц для преобразования в электрическую энергию кинетической энергии заряженных частиц; накопление энергии, выделившейся в результате торможения заряженных частиц двумя или более удлиненными пластинами. 12. Способ по п.11, дополнительно включающий в себя пропускание тока через резонансный конвертер и возвращение тока назад в электросеть общего назначения через сетевой конвертер. 13. Способ по п.11, дополнительно включающий в себя возврат выведенной электрической энергии назад в электросеть общего назначения.