[发明专利]原子法放电进行可控核聚变

说明书

所属技术领域：原子核物理 

有关参考资料：高等学校试用教材，原子核物理，原子能出版社1981年1月出版，聚变能引论清华大学出版社出版。等离子体物理与聚变能。科学出版社2010年1月出版，高等学校教材高电压工程等。 

目的：彻底解决能源问题。 

内容：全世界已深明的储量，按现在的开采速度，石油还可以开采50年，煤炭还可以开采100年，公认的是200年之内消耗殆尽。而海水里重氢，即氩是同位素氘聚合成氦时，能放出巨大的能量。它的含量虽然很低，只有十万分之几，但是1升海水里的重氢聚合时，相当于400升石油燃烧时所放出的能量！可以说是一个取之不尽用之不竭的清洁廉价能源。上世纪50年代，前苏联人就提出，在接近真空的低气压条件下放电，把氘分子变成氘离子，再使其碰撞，起核聚变反应。因气压很低，生成的氘离子很少，很难发生碰撞。必须加热到一亿二仟万度，使它们乱撞，才有可能发生碰撞。这种方法叫等离子法，即正离子与负离子相等。原理是模拟太阳，即人造太阳。这种方法的缺点是温度太高。一是能不能加热到个那温度；二是用什么材料来装那个人造太阳。现在，成都的核工业西南物理研究院，合肥的中科院等离子研究所，在法国的包括我国在内的七国联合进行的热核反应堆都是用的等离子法。成都的1700人经过40多年的努力，包括 基建已用去100多亿元，才达到5500万度，合肥的更低。法国的还没有开始试验。2011年9月，在杭州召开的中国物理学会等离子分会上，我问核工业西南物理研究院的代表：您们什么时候能加热到一亿二仟万度？他说：说不准，我又问：5年行不行？他又说：5年肯定是不行的。为了降低边缘的温度，，他们用电磁场将放电区域悬空，叫磁约束。但是，达不到那个温度，一点都可能起核聚变反应，磁约束也就是多余的。我的原子法放电进行可控核聚变。是在原子法放电制硝酸和原子法放电制氮化钛和硝酸的基础上提出来的。原子法放电制硝酸已在1990年向中国专利局申请了发明专利，并受理。申请号：90100298.4；制氮化钛和硝酸已在2004年向中国专利局申请了发明专利，并受理。申请号：200410037132.8。是在大气压条件下，用1个管式电炉把氘气加热到1000℃左右，炉内安装一个放电装置，如附图1所示。用高频高电压放电，把氘分子变成氘原子。在放电区两侧安装一对高电压直流正电极，把氘原子变成氘离子，在氘气流的作用下，离开放电区。进入直线加速器，加速到5万电子伏特以上。因是在大气压条件下，生成的氘离子很多。用两套这样的装置，使两个氘离子束在1个金属球内发生碰撞，起核聚变反应，生成氦，同时放出大量的中子。中子撞击金属球内壁，使其发热，金属球用水降温，带出热量用来发电。整个装置放在一个山洞里面，人在外面遥控操作，以防爆炸。 

工艺流程如附图2所示。 

附图说明 

图1是放电装置图。

图2是工艺流程图。

说明： 

一、如果用瓶装氘气和氢气调配各种浓度的氘气非常危险，极易发生爆炸，拟用海水电解制备氘气，先用低浓度的逐渐提高浓度。 

二、用三相交流电弧加热氘气到1000℃左右，通过放电区，先变成氘原子，再变成氘离子。放电电源与电离电源分别由两个独立系统供电，就像高电压整流管的灯丝变压器那样。电离电源负极接地。 

三、通过瓷管，由若干个AB两组环形电极加速，加速氘气离子到5万电子伏特以上。加速电极由高频高电压电源供电；加速电极与瓷管里面及AB两极之间应有足够的绝缘强度。 

四、加速后两个氘离子束在金属球内发生碰撞，放出中子，中子撞击金属球内壁使其发热，用水冷却金属球带出热量用来发电。氘离子最后变成氦气排除系统，补充新的氘气。 

五、理论推导 

因氮分子的离解能是7.37电子伏特都能变成氮原子，而氢的离解能只有4.48电子优特，氘分子就一定能变成氘原子。氢原子的电离势只有13.59电子伏特，在3万伏特的电压下，氘原子就一定能变成氘离子。