[发明专利]能量生产过程及其实施装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种能量生产过程及其实施装置。特别地本发明有关借助于氢同位素的脉冲集中磁约束工作的反应堆。

背景技术

许多核聚变反应堆基于这样的原理，当两种氢同位素(即，氘和氚)聚变(即，对于磁约束)时，产生一个氦原子核和一个中子，二者具有高的动能。

基于氢同位素完全聚变的现有技术显示大的操作和控制难度。获得的机械是很大尺寸的，需要很高的能量以触发核聚变，并且所有的均处于实验阶段。所以处于封闭形态(诸如俄罗斯初始的Tokamak，美国的Stellarator，德国的ASDEX Tokamak，法国的TFR Tokamak，美国的PLT Tokamak)和开放形态(诸如“磁反射镜”结构，“凸形场”结构，“串联的构形”等)的各种磁约束方法都显示高的复杂性和具有大的不稳定性现象。

最近的大尺寸的磁约束实验机械，诸如欧洲的JET，美国普林斯顿的TFTR，日本的JT60，加尼福利亚的DIII-D，以及法国的Tora Supra，已经获得有关磁约束的重要结果，但是仍是十分有限的次数同时具有大的障碍要克服(在线圈中耗散的功率，等离子体中杂质的存在，等等)，还有为其开发和调整需要投入很高的资本(见ITER合作项目)。如惯性约束的其它技术，在直接和间接爆聚二者时，也显示大的障碍要克服，同样需要大的投资。

发明内容

本发明的作者们已建立一种两种氢同位素之间的半聚变方法，即临时的聚变，随后的释放，这两种氢同位素彼此相同或不同，即，氘和氚，如果借助于在空间一点处的汇聚磁脉冲使它们方便地靠得更近，该半聚变过程形成一个不稳定的氦原子核，该原子核裂变(随着磁脉冲的减少)成同位素自身的初始原子核。

该过程释放大量的能量，比产生脉冲磁场所需能量大得多。由包括在半聚变过程中的原子核的小质量转变而生成的释放的能量从动能转变为热能，继而被方便地使用。

作者们也已经设计出用于实现该过程的装置。该装置主要包括其中产生高真空的外容器。将反应堆安装在容器里，其中通过分立的磁脉冲获得正的脉冲磁场，所有的均汇聚在空间的一个点。该反应堆设有转移热能的方便的系统。

本发明的过程和方法在任何要求能量受控产生的地方找到它们的应用。

因此本发明的一个目的是能量产生的过程，其特征在于，借助仅汇聚在空间一点的磁脉冲产生正的集中脉冲磁场，该空间存在于包含氢同位素的离子化水蒸汽中，其中所述磁脉冲在一频率和强度下产生，以便导致所述氢同位素的原子核的临时聚变及其随后的释放。该氢同位素最好是氘和/或氚。

在本发明的过程的一个实施例中，能量转换成热能并方便地转移和传递。

本发明的另一个目的是一个气密的反应堆，它主要由下列部分构成：壁和内腔，该腔设置有到抽吸系统的连接件以便使腔内产生高真空，并设有供给软化水的装置，该软化水可选择地富含氢同位素；和连接到垂直插入并密封在所述反应堆壁中的电磁铁的电连接器，其中所述电磁铁指向内腔的中心，以便使每个电磁铁的正号尖端都被置于距内腔中心点相同的距离处，限定一个理想的球形。该反应堆最好是球形的，并且电磁铁径向地插入到反应堆自身的壁中，以便使正号尖端构成一个完全理想的球形，其中心与反应堆自身的中心相符。

本发明的另一目的是用于氢同位素原子核的临时聚变与随后的释放的装置，它包括：

a)设有紧密封闭装置的容器，该容器包含在根据本发明的至少一个反应堆内；

b)热能转移介质；

c)来自电系统的电流的整流器，具有能在同一时间供给所有电磁铁的能力；

d)能够调制并分配电脉冲到电磁铁的装置该装置并能够确保电磁铁自身的精调并因此确保在反应堆的内腔里高的正脉冲磁场，允许触发和维持氢同位素原子核的临时聚变与随后的释放。

该装置的反应堆优选设有限定第二腔的双层壁，该第二腔包围内腔，并且该第二腔包含用于热能转移的循环冷却流体。这种第二腔不与反应堆内腔连通也不与容器的内空间连通。在一可替代实施例中，在用于氢同位素原子核的临时聚变与随后的释放的装置中，至少一个反应堆包容在密封罐中，其中热能转移的所述介质循环。本领域的技术人员将理解，该装置中反应堆的数目可以变化，并且所有这些实施例处于本发的范围以内。

附图说明

现在将参照附图，根据具体实施例描述反应堆和装置，但不限制本发明的保护范围，在附图中：

图1示出根据本发明的反应堆实施例的竖直截面视图；

图2示出使用由根据图1的反应堆产生的能量的电能产生系统的示意图；