[发明专利]一种实现受控热核聚变反应的工艺方法

说明书

技术领域：

本发明属于核聚变能利用技术领域，具体地说是提出了一种实现受控热核聚变反应的工艺方法。

背景技术：

核聚变能是宇宙间所有恒星(包括太阳)释放光和热及氢弹爆炸的能源。核聚变能与不可再生能源和常规清洁能源不同，聚变能具有资源无限，不污染环境，不产生高放射性核废料等优点，是人类未来能源的主导形式之一，也是目前认识到的可以最终解决人类社会能源问题和环境问题、推动人类社会可持续发展的重要途径之一。目前核聚变研究的现状主要有国际热核聚变实验堆(ITER)计划，以下简称(ITER)计划。(ITER)计划的原理是利用一个托克马克装置(磁约束环流离子加速器)来实现核聚变反应。其不足之处是：设备投资巨大(高达数十亿美元)，不易实现工业化应用；(ITER)研究工作的起始时间可以向上追溯至20世纪40年代末，历经60余年的研究和探索，到目前为止仍未能实现工业化应用。

发明内容：

本发明的目的是克服(ITER)计划方法的不足，为人类在实现核聚变能利用的道路上选择一条投资小，容易实现工业化应用的工艺方法。

2003年10月，发明人参加了中国天文学会2003年学术年会，《太阳新观点》论文摘要被录入年会报告摘要集。2010年1月，通过陕西科技出版社出版了《太阳新观点》一书。太阳新观点认为：太阳上的热核聚变反应是在太阳最外层发生的，太阳的内部是冰冷的。太阳上有一个热核反应的控制构造，这个控制构造使得太阳上热核反应的燃烧区和原料贮存区实现了安全分离。由于存在这个控制构造，太阳上的热核反应从总体上来说成为了一种受控热核反应。发明人认为：人类可以模仿太阳上受控热核反应的原理来实现核聚变能的和平利用。

本发明是这样设计的，建造一座密封的炉子，炉膛下部安装有一个(或者几个)类似于天然气燃气灶的燃烧器。炉子的旁边有一个或者两个串连的尾气冷却分离塔(罐)，分离塔上部和下部各有管道与炉子上部和下部相通，使炉子和分离塔中的气体形成一个循环系统。点火前用惰性气体(氦气，氖气或者氩气)置换炉膛和冷却分离塔内原有的空气。让热核反应的原料气(氢的三种同位素：氕、氘、氚)或者是经惰性气体(氦气，氖气或者氩气)稀释的原料气从燃烧器出口有控制地连续排出，点燃热核反应，使热核反应火焰在惰性气体的气氛中连续地燃烧。通过炉壁夹层的循环系统或者其它辅助设施转移能量以达到利用核能的目的。

这个工艺方法具有投资小，容易实现工业化应用的特点。这个工艺方法，在主要方面，将会使实现受控热核聚变反应的过程操作，变得像人们目前掌控天然气的可控燃烧一样容易实现工业化应用。

具体实施方式：

实验设计案例：在地面建造一个容积为100余立方的空心高炉。炉体内壁为夹层耐高温金属壁，夹层内有转移能量的循环系统。炉膛下部安装有一个类似于天然气燃气灶的燃烧器，此为1号炉。在1号炉的旁边建一个尾气冷却分离塔(罐)，点火前用氖气置换1号炉和冷却分离塔内原有的空气。让经氖气稀释的热核反应原料气从燃烧器出口有控制地连续排出，点燃热核反应后，使热核反应火焰在氖气的气氛中连续地燃烧，热气体从1号炉上部排出在冷却分离塔中进一步冷却，密度大的惰性气体从分离塔下部再次循环进入1号炉底部，密度小的尾气从分离塔顶部定期排出。