[發明專利]通過聚焦會聚的燃料粒子束使能量集中而產生的持續性聚變

有效

• 申請號: 201280028277.4
• 申請日: 2012-06-11
• 公開（公告）號: CN103608868B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 曾憲俊
• 申請（專利權）人: 曾憲俊
• 主分類號: G21B1/00
• 分類號: G21B1/00
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司11285
• 代理人: 王媛,鐘守期

1.一種用于引發熱核反應的熱核反應系統，所述熱核反應系統包括：

反應室；

以基本上為球形的三維空間取向空間上圍繞反應室的共聚焦區域而支承并朝該共聚焦區域取向的多對相對的粒子束發射器，所述三維空間取向在至少三個相互正交的平面上基本對稱，每個粒子束發射器包括中空圓柱粒子束管；和

用于給供應的至少一種熱核燃料類型賦能的燃料噴射器，所述多對相對的粒子束發射器與燃料噴射器和反應室呈流體連通，以接收來自燃料噴射器的至少一種熱核燃料類型的賦能粒子并且使所述至少一種熱核燃料類型的賦能粒子加速進入所述反應室作為多束會聚于共聚焦區域的粒子束以引發熱核反應，

其中所述至少一種熱核燃料類型的至少一些被加速的賦能粒子處于高能等離子態，并且

其中所述多對相對的粒子束發射器還包括：

用于產生電磁場的電磁系統，以向粒子束管內處于高能等離子態的被加速的賦能粒子提供徑向約束和軸向加速，

其中所述電磁系統包括電壓源，所述電壓源與所述多對相對的粒子束發射器中的各對相對的粒子束發射器內的粒子束管電連接且其中所述電磁系統配置為：

在貫穿所述粒子束管的第一端部和第二端部的粒子束管的導電外圓柱形部分產生初級電流，所述初級電流用于感生通常在處于高能等離子態的被加速的賦能粒子中軸向流動的次級電流，該次級電流用于在所述導電外圓柱形部分產生向內指向的徑向力場，以使處于高能等離子態的賦能粒子趨向粒子束管的中心軸并使處于高能等離子態的賦能粒子向共聚焦區域加速，并且

隨后施加較低的第二電壓以提供所需恒定水平的電流從而達到會聚的粒子束中圍繞中心軸的預定的能量聚集水平。

2.權利要求1的熱核反應系統，其中，所述多對相對的粒子束發射器中的各對相對的粒子束發射器中的至少一個粒子束發射器包括粒子束管，該粒子束管至少部分地由熔點顯著高于處于高能等離子態的賦能粒子的平衡溫度的高熔點材料組成。

3.權利要求2的熱核反應系統，其中，所述粒子束管至少部分地由包含所述高熔點材料和另一種材料的兩種材料組成，并且其中所述粒子束管的內圓柱形表面涂覆有一層所述高熔點材料。

4.權利要求2的熱核反應系統，其中，所述高熔點材料包括鎢或石墨。

5.權利要求2的熱核反應系統，其中，所述粒子束管包括第一端部，其與燃料噴射器呈流體連通用于接收從燃料噴射器供應的至少一種熱核燃料類型；和第二端部，其與反應室呈流體連通用于將多束粒子束射入反應室。

6.權利要求5的熱核反應系統，其中，所述第二端部部分地延伸至反應室內。

7.權利要求1的熱核反應系統，其中，所述電磁系統還包括沿著粒子束管的至少一部分與該粒子束管呈軸向對齊并且在該粒子束管外部緊密圍繞其支承的多個電磁線圈，所述多個電磁線圈用于在粒子束管內產生軸向磁場，以向粒子束管內處于高能等離子態的賦能粒子提供附加的徑向約束。

8.權利要求1的熱核反應系統，還包括與反應室和燃料噴射器以閉路循環的形式流體連接的氣體收集罐，以將提取自反應室的未燃燒的熱核燃料粒子輸送至燃料噴射器。

9.權利要求8的熱核反應系統，其中，所述氣體收集罐通過支承于反應室上部的氣體出口與反應室呈流體連接。

10.權利要求8的熱核反應系統，其中，所述氣體收集罐通過被加熱至至少1800℃的循環系統與燃料噴射器呈流體連接，以使提取自反應室的未燃燒的熱核燃料粒子在輸送至燃料噴射器的過程中保持等離子態。

11.權利要求1的熱核反應系統，還包括空間上圍繞反應室支承并與反應室光連接的多個點火激光器，所述多個點火激光器的每一個均朝共聚焦區域取向以產生并射出多束激光束，所述多束激光束與所述多束會聚于共聚焦區域的粒子束會聚于共聚焦區域以協助引發熱核反應。

12.權利要求1的熱核反應系統，其中，所述反應室的內壁涂覆有一層內壁層，該內壁層基本上覆蓋所述內壁并由高熔點材料形成以賦予反應室隔熱和隔絕γ-射線。

13.權利要求12的熱核反應系統，其中，所述高熔點材料選自鎢、石墨或碳化鉭鉿(Ta₄HfC₅)。