[發明專利]化學湮滅能發電裝置

無效

• 申請號: 200910219430.1
• 申請日: 2009-12-10
• 公開（公告）號: CN101752018A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 周先德;談志春;朱小鳴;周銘;周鋒;周虹宇
• 申請（專利權）人: 周先德
• 主分類號: G21D7/00
• 分類號: G21D7/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明涉及一種核發電裝置，尤其是涉及一種化學湮滅能發電裝置。

背景技術

核裂變(fus)就是利用核裂變能，其發展過程是：放射性-核反應-鏈式反應-原子彈-原子反應堆(原子鍋爐)-形成當代的核裂變能電站。自核裂變能電站問世以來，在工業上成熟的發電堆主要有以下三種：輕水堆、重水堆和石墨汽冷堆。現如今，全世界444臺核電機組生產2574.2Gkw·h電力，占全世界能源的17％，其中16個國家的核電占據自己國內能源供給的25％以上。我國《國家核電中長期發展規劃》(2005-2020年)指出，到2020年要實現核電運行裝機容量4千萬kw，在建1800萬kw的目標，到2020年有可能超過1億kw。2009年以后，內陸核電站陸續將以AP1000堆型為主。

但實際應用過程中，核裂變電站存在以下三大難題：

其一、原料問題：鈾、釷的資源有限，最終可采儲量為1700噸(我國鈾資源為100-200萬噸)，全球鈾資源將在70年后被燒光，這是無法挽救的問題。

其二：安全問題：放射性燃料放出放射性污染無法避免，這也是無法回避的問題。

其三：對高放核廢料的處理問題：1GW的核裂變電站所排泄的低放廢物460噸；中放廢物310噸；乏燃料27噸，上述廢料的存在也是無法回避的問題。

ToKamak(即托卡馬克)乃俄文縮寫的音譯，原意為“載電流的環形捕集室”，中譯文簡稱為“環流器”。ToKamak裝置是1950年蘇聯科學家薩哈羅夫和塔姆提出來的，用磁場來約束等離子體中帶電粒子使其不逃逸掉的方法，簡稱“磁約束”容器(或裝置)。ToKamak的工作原理是：利用磁場來約束等離子體中的帶電粒子的運動軌道，使帶電粒子繞著磁場生成的磁力線軌道運動。實際使用時，人工給ToKamak裝置制造一個外加的環向磁場Bp，使plasma帶電粒子繞著磁力線做拉莫運動，此時存在一plasma電流Ip，這個電流則會產生一個環向磁場Bφ，這時在plasma帶電粒子上則同時存在兩個磁場的疊加，生成總的磁場B：B＝Bφ+Bp，總磁場B的磁力線沿著環面繞行而形成一個磁面，從而將plasma帶電粒子約束住，這個ToKamak裝置則稱為環形環流器，即輪胎式環流器。我們稱它為“虛擬磁籠(熱得快)”點火裝置，其為一個人工制造的期望的虛擬磁場，來約束有形電子，期望在虛擬磁場中，帶正電子的原子核能夠沿人造磁力線軌道做螺旋運動。用虛擬的人造磁場來約束和控制電子是非常困難的：當電子獲得一定的能量(該能量≠CONST)后，將擺脫原子核的束縛，原子核能夠完全裸露出來，且為碰撞(Impect)做準備；然后繼續將plamsa加熱到上億度，使得原子核擁有足夠的動能克服庫倫斥力，聚合在一起，為避免瞬間產生巨大能量(是不可避免的)，plamsa密度必須保持在一個合適的水平(點火條件)即要求上億度的plamsa必須在足夠長的時間里“電子老實呆在磁籠里”使fus反應穩定進行，而且絕對不允許每秒超過1千km速度亂跑，也絕對不能碰到磁籠的內壁。

當今國際上所采用的磁約束裝置，都是按ToKamak的工作原理和裝置來進行的，雖進行過若干次改進，但至今仍無法連續進行發電。ToKamak裝置是美、蘇首腦1958年合作，聯合設計建造的國際熱核聚變反應堆ITER(International?Thermonuclear?Experimental?Reactor)，目前國際上參加ITER計劃的正式成員國包括中國、歐盟等家、俄國、美國、日本、韓國、印度。2005年正式選定法國Cadaracbe為ITER的廠址，計劃2018年左右建成，ITER計劃已進入實質性階段。ITER的磁體被浸泡在-269℃的低溫液氮中的超導線圈來生成，采用電磁波或高能粒子束加熱，可以將堆芯plasma加熱到超過一億度，實現核聚變，產生熱功率500MW，增益高達十倍。