[发明专利]产生用于受控核反应的液体微滴的激光纳米颗粒成核空腔的撞击受迫坍塌的系统和方法

权利要求书

1.一种用于引起包含纳米颗粒的液体微滴中的空腔受迫坍塌的方法，所述方法包括如下动作：

产生包括液体和纳米颗粒材料的至少一个增压液体射流；

引起所述包括液体和纳米颗粒材料的至少一个增压液体射流分裂，由所述射流的分裂产生包含液体和纳米颗粒材料的多个微滴；

利用能量照射所述微滴，以在所述微滴内产生空腔并使所述空腔扩张，并引起所述微滴与靶相撞而使所述微滴内的空腔坍塌，其中所述照射和所述相撞被定时以增大所述空腔坍塌的聚爆能量。

2.如权利要求1所述的用于液体微滴中的空腔受迫坍塌的方法，其中所述微滴的撞击产生引起所述空腔坍塌或有助于所述空腔坍塌的内部压缩波。

3.如权利要求1所述的用于液体微滴中的空腔受迫坍塌的方法，其中利用能量照射所述微滴以在所述微滴内产生空腔扩张，使得所述微滴中的所述纳米颗粒吸收所述照射能量，其中所述方法还包括：

通过调节被所述纳米颗粒材料吸收的照射能量的能量密度以及从照射到微滴相撞的时间，来控制所述空腔在坍塌前的半径。

4.如权利要求1所述的用于液体微滴中的空腔受迫坍塌的方法，其中所述照射能量包括光子。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述能量包括激光能量。

6.如权利要求1所述的用于液体微滴中的空腔受迫坍塌的方法，其中在所述空腔坍塌的中心处的温度引起至少一个核子聚变反应。

7.如权利要求1所述的用于液体微滴中的空腔受迫坍塌的方法，其中所述多个微滴为一串微滴流。

8.如权利要求1所述的用于液体微滴中的空腔受迫坍塌的方法，其中所述靶为液态金属。

9.如权利要求8所述的用于液体微滴中的空腔受迫坍塌的方法，其中所述液态金属包括汞。

10.如权利要求8所述的用于液体微滴中的空腔受迫坍塌的方法，其中所述液态金属选自包括Sn、Al、C8u、Li、Hg、Gd、Bi、Pb和Zn的组以及该组的合金。

11.如权利要求1所述的用于液体微滴中的空腔受迫坍塌的方法，其中所述靶选自包括以下材料的组：冰或其他冻结的液体，硫磺，蜡，具有或不具有固体混杂物的聚合物涂层，类似硅橡胶和胶原凝胶的自修复材料，借助物理力或磁力或电性力涂覆并保持在旋转盘上的固体颗粒，以及包括金属、粘土或石墨的薄片材料。

12.一种用于引起液体微滴中的空腔受迫坍塌的装置，所述装置包括：

注入装置，用于将纳米颗粒注入液体中；

一个或多个喷嘴，其喷射包括液体和纳米颗粒材料的增压液体射流，并通过分裂所述射流而产生多个微滴；

照射装置，其将所述微滴曝露在能量下，以在所述微滴中产生空腔并使所述空腔扩张；以及

靶，其与所述微滴及所述微滴的坍塌空腔相撞而引发空腔聚爆能量，其中所述照射和相撞被定时以增大所述空腔坍塌的聚爆能量。

13.如权利要求12所述的用于引起液体微滴中的空腔受迫坍塌的装置，其中所述微滴与所述靶的相撞产生有助于所述空腔坍塌的强压缩波。

14.如权利要求13所述的用于引起液体微滴中的空腔受迫坍塌的装置，其中所述微滴中的纳米颗粒材料吸收所述照射能量；且其中所述照射装置通过调节所发射的、并从而被所述微滴中的纳米颗粒材料吸收的能量的能量密度，来控制所述空腔在坍塌前的半径。

15.如权利要求13所述的用于引起液体微滴中的空腔受迫坍塌的装置，其中所述照射能量包括光子。

16.如权利要求15所述的装置，其中所述光子包括激光能量。

17.如权利要求12所述的用于引起液体微滴中的空腔受迫坍塌的装置，其中在所述空腔坍塌的中心处的温度高于10⁷K。

18.如权利要求12所述的用于引起液体微滴中的空腔受迫坍塌的装置，其中所述多个微滴为一串微滴流。

19.如权利要求12所述的用于引起液体微滴中的空腔受迫坍塌的装置，其中所述靶包括液态金属。