[發(fā)明專利]單程重離子聚變系統(tǒng)和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980127138.5
• 申請日: 2009-06-15
• 公開（公告）號: CN102089830A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發(fā)明（設計）人: R·J·伯克;A·T·伯克
• 申請（專利權）人: 阿爾卡塔系統(tǒng)公司
• 主分類號: G21B1/00
• 分類號: G21B1/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陸勍

1.一種反應腔室，包含：

反應容器；

鋰主體，其在所述反應容器內，用于在其中收納至少一個燃料芯塊，所述鋰主體界定用于向所述燃料芯塊輸送至少一個能量脈沖的通道；

系統(tǒng)，其用于向所述反應容器內部輸送液態(tài)鋰的脈沖；和

控制器，其用于定時液態(tài)鋰的所述脈沖的輸送。

2.根據(jù)權利要求1所述的反應腔室，其中所述反應容器包含真空反應容器，所述真空反應容器具有面向所述反應容器的與鋰接觸的表面的合金鋼覆蓋層；和

其中所述反應容器為大致球形、大致圓柱形和大致錐形中的任一種形狀。

3.根據(jù)權利要求1所述的反應腔室，其中所述鋰主體包含鋰支承環(huán)，并且在所述鋰支承環(huán)的大致中心處界定用于收容所述至少一個芯塊的空間。

4.根據(jù)權利要求1所述的反應腔室，其中所述能量脈沖包含從加速器組件輸送的重離子束；和

其中所述能量脈沖包含點火脈沖和壓縮脈沖中的任一種脈沖。

5.根據(jù)權利要求1所述的反應腔室，其中用于向所述反應容器的所述內部輸送所述液態(tài)鋰的所述系統(tǒng)包含泵和連接到所述泵并且與所述反應容器的所述內部連通的至少一個導管，所述泵處于所述控制器的控制下；

其中所述液態(tài)鋰在大致的鋰熔化溫度輸送到所述反應腔室的所述內部；

其中所述液態(tài)鋰以以下任一種形式輸送到所述反應容器的所述內部：噴霧、小滴、流和滲流，所述噴霧、小滴、流和滲流在添加中子保護的情況下覆蓋壁并且厚度至少足以允許在強烈加熱時期期間的燒蝕；

其中所述控制器包含數(shù)據(jù)處理元件，其經(jīng)程序化以用經(jīng)定時與聚變脈沖之間的間隔一致的脈沖來輸送所述液態(tài)鋰。

6.根據(jù)權利要求1所述的反應腔室，其進一步包含：

熱交換器系統(tǒng)，其中所述液態(tài)鋰通過在聚變脈沖期間產(chǎn)生的能量來加熱，并且其中來自所述加熱液態(tài)鋰的熱量在處理期間通過所述熱交換器系統(tǒng)而傳遞到轉變系統(tǒng)，其中所述液態(tài)鋰在所述處理期間冷卻并且再循環(huán)以供進一步使用；

二級包封，其封閉所述反應容器和所述熱交換器系統(tǒng)；

支撐系統(tǒng)，其用于凍結和成型支承環(huán)；

系統(tǒng)，其用于從所述鋰和所述真空泵系統(tǒng)中提取鋰；

系統(tǒng)，其用于制造燃料靶并對其裝載燃料；

系統(tǒng)，其用于將所述燃料靶裝載入支承環(huán)；

系統(tǒng)，其用于將裝載有燃料的支承環(huán)注入以所述點火束的到達定時的所述腔室；和

定時系統(tǒng)，其由支承環(huán)的動力學來觸發(fā)以使得加速器系統(tǒng)因此得以觸發(fā)。

7.一種粒子加速器系統(tǒng)，其包含：

源組件，其用于發(fā)射同位素脈段流，每個脈段包含一串微聚束；

至少一個RF(射頻)加速器段，其用于收納所述脈段流并且聚焦、加速和匯集所述脈段流直到數(shù)個高電流平行脈段串射出為止；

疊縮器，其用于收納所述數(shù)個高電流平行脈段串并且發(fā)射不同的同位素物種進入單個公共剛性束線，以便所述物種以指定次序到達聚變靶；

至少一個收攏器，其用于接收所述公共剛性束線和收攏所述公共剛性束線內的脈段，直到它們漂移到與至少一個反應腔室中至少一個靶相距規(guī)定距離的點為止。

8.根據(jù)權利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述源組件包含：

重離子源的圖案化陣列，每個源以控制元件所決定的順序發(fā)射分離的同位素物種的脈沖；和

HVDC(高壓直流電)前加速器，其用于加速所述重離子束脈沖到對應于所述至少一個RF加速器段所需的同步速度的值，其中以重離子源的所述陣列的鏡像圖案的方式來布置所述HVDC前加速器中的電極。

9.根據(jù)權利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個RF加速器段包含：

第一RF段，其包含多通道射頻四極(RFQ)，其提供強烈聚焦場并且平滑增加加速場以解決將DC進入脈段束等熵轉換到RF頻率上的連續(xù)流中的微聚束內；

對準器，其用于將來自所述第一RF段結構的各種同位素的脈段匯集到單個共線束，所述單個共線束包含由程序化時間順序指定的各種同位素脈段，且所述對準器用于增加脈段的平均電流；和

數(shù)個額外的RF段，其中匯集進入束以便在通過第一加速器段與后續(xù)加速器段之間時各脈段的平均電流大致再次增加一倍，其中所述后續(xù)結構的rf頻率為所述第一結構頻率的兩倍，并且在束線磁體的互補布置中執(zhí)行，諸如以便逐步地將兩根匯集束對準到公共軸上的一根束中。