[发明专利]适用于聚变装置的利用电磁轨道加速弹丸的芯部加料系统及方法

权利要求书

1.一种适用于聚变装置的利用电磁轨道加速弹丸的芯部加料系统，其特征在于，包括轨道枪、第一水冷线圈、第二水冷线圈、轨道枪舱体、充气系统、光电倍增管装置、弹丸注入系统、脉冲电源、脉冲激光器和磁探针；所述弹丸注入系统一端紧密相连于充气系统；所述光电倍增管装置连接于弹丸注入系统和轨道枪中间；所述磁探针放置于磁探针放置口，用于测量轨道加速的弹丸速度以实现弹丸速度的测量与控制；充气系统连接口左侧连接充气系统，上方连接弹丸注入系统，右侧连接轨道枪舱体，舱体本体左侧为磁探针放置口，舱体本体连接真空系统；所述轨道枪为弹丸的加速推动装置，第一绝缘体，第二绝缘体与第一导体，第二导体构成枪管；所述枪管整体为中空圆柱形结构，枪管的末端还装有真空抽气装置；所述第一增强轨道，第二增强轨道置于轨道枪轨道两旁并由轨道支撑结构固定；所述第一水冷线圈，第二水冷线圈分别置于轨道枪轨道上下方并由轨道支撑结构固定。

2.根据权利要求1所述的一种适用于聚变装置的利用电磁轨道加速弹丸的芯部加料系统，其特征在于：所述轨道枪由钨铜合金轨道与陶瓷轨道形成密封孔状结构。

3.根据权利要求1所述的一种适用于聚变装置的利用电磁轨道加速弹丸的芯部加料系统，其特征在于：所述第一、第二水冷线圈用于产生2T以上磁场，绝缘材料制成的所述轨道支撑结构保证轨道不会震动。

4.根据权利要求1所述的一种适用于聚变装置的利用电磁轨道加速弹丸的芯部加料系统，其特征在于：所述弹丸注入频率可达到50Hz；所述弹丸速度达到5km/s及以上。

5.根据权利要求1所述的一种适用于聚变装置的利用电磁轨道加速弹丸的芯部加料系统，其特征在于：所述轨道支撑结构包括第一轨道支撑结构、第二轨道支撑结构、第三轨道支撑结构和第四轨道支撑结构；所述第一轨道支撑结构与第二轨道支撑结构结合固定第一水冷线圈，第二轨道支撑结构与第三轨道支撑结构固定轨道枪轨道、第一增强轨道、第二增强轨道，所述第一增强轨道、第二增强轨道置于轨道枪轨道两侧，第三轨道支撑结构与第四轨道支撑结构固定第二水冷线圈。

6.根据权利要求1所述的一种适用于聚变装置的利用电磁轨道加速弹丸的芯部加料系统，其特征在于：所述第一绝缘体与第二绝缘体相对固定，第一导轨与第二导轨相对固定，并与第一绝缘体和第二绝缘体构成柱形结构。

7.根据权利要求1-6之一所述的一种适用于聚变装置的利用电磁轨道加速弹丸的芯部加料系统的加料方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1：根据聚变堆装置的加料需求，首先通过所述弹丸注入系统将弹丸置于加料室中，确定弹丸的注入频率，完成加料室中弹丸的填充；

步骤2：打开快速响应压电阀门，通过充气系统施加一个大气压使得弹丸加速到100m/s；

步骤3：弹丸通过光电倍增管装置，所述光电倍增管装置包括第一光电倍增管，第二光电倍增管，两者相距10cm，第一光电倍增管先被遮挡，弹丸继续通过，第二光电倍增管被遮挡，输出低电平信号并同时触发点火激光器，等离子体点火，时间控制精度小于10微秒；

步骤4：在轨道枪中，等离子体加速并推动弹丸加速，轨道旁放置阵列设置的磁探针，通过信号延迟测量轨道加速的弹丸的速度以实现弹丸速度的测量与系统状态监视，弹丸在轨道末端获得5km/s或更高的速度进入到等离子体芯部位置。

8.根据权利要求7所述的加料方法，其特征在于：所述的等离子体为离子、电子以及未电离的中性粒子的集合组成，整体呈中性的物质状态。

9.根据权利要求7所述的加料方法，其特征在于：所述的芯部加料为将等离子体放电所需的燃料通过加速的方式送入到等离子体的芯部区域。