[發明專利]一種利用核聚變發電的方法及系統

有效

• 申請號: 201610435906.5
• 申請日: 2016-06-17
• 公開（公告）號: CN106024071B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 張偉;殷業;胡浪
• 申請（專利權）人: 上海師范大學
• 主分類號: G21B1/00
• 分類號: G21B1/00
• 代理公司: 成都拓荒者知識產權代理有限公司51254
• 代理人: 鄒廣春

技術領域

本發明屬核能發電技術領域，特別是涉及一種利用核聚變發電的方法及系統。

背景技術

目前人類還不能利用核聚變能進行發電，唯一可利用的核能發電是裂變核能發電，并且都是利用核反應堆的臨界狀態工作，在反應堆的臨界工作狀態上工作是具有一定危險性的，因為裂變需要的鈾等重金屬元素在地球上含量稀少，而且常規裂變反應堆會產生長壽命放射性較強的核廢料，另外核裂變發電需要精確的控制，一旦控制失靈，就會造成巨大的事故，歷史上如：前蘇聯切爾諾貝利核電站事故等，這些因素限制了裂變核能發電的發展。

核聚變反應是氫的同位素――氘或氚的聚變，氘或氚在地球的海水中藏量豐富，多達40萬億噸，如果全部用于聚變反應，釋放出的能量足夠人類使用幾百億年，而且反應產物是無放射性污染的氦，聚變能是一種無限的、清潔的、安全的新能源。

發明內容

本發明目的在于利用激光技術和激光聚變靶用空心玻璃微球實現核聚變，減少核裂變帶來的污染以及危險，以及使用化石能源對環境造成的污染，提供了一種無限的、清潔的、安全的新能源核聚變發電裝置。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的，一種利用核聚變發電的方法，包括以下步驟：

(1)建立底部設有核聚變發生裝置的核反應井，以及沿著所述反應井設立環形水庫，在所述環形水庫底部設置發電裝置；

(2)啟動所述核聚變發生裝置，使之產生微型核聚變反應，利用微型核聚變釋放出的能量將核反應井中的水推入到所述環形水庫中；

(3)開啟所述發電裝置，將環形水庫中的水經發電裝置流出，水的勢能轉化為電能，從而實現發電。

根據本發明所述的一種利用核聚變發電的方法的進一步特征：所述核聚變發生裝置包括微核爆激光導引玻璃管以及放置于所述微核爆激光導引玻璃管中的氘丸，通過在微核爆激光導引玻璃管端部通入激光，利用激光沖擊點火技術使氘丸發生聚變，促使氘丸產生聚變能量。

本發明所述的一種利用核聚變發電的系統，該系統包括核反應井以及沿著所述核反應井設立的環形水庫，其特征在于：所述核反應井底部還設置有核聚變發生裝置，核聚變發生裝置包括對稱設置于核反應井底部的設置有激光發生器的高能激光房間，所述高能激光房間之間通過微核爆激光導引玻璃管連接，所述微核爆激光導引玻璃管中放置有氘丸，所述氘丸主要由激光聚變靶用空心玻璃微球以及氘氣組成，所述氘氣被充入到所述空心玻璃微球中，設于高能激光房間內的激光發生器發射的激光沿著微核爆激光導引玻璃管照射到氘丸上；

其中環形水庫的底部還設置有發電裝置。

作為另一種方案，所述核聚變發生裝置包括多個呈星型結構分布的高能激光房間，星型中心與各高能激光房間之間通過微核爆激光導引玻璃管連接，在星型中心處放置所述氘丸，有利于氘丸表面全部被激光發生器發出的激光束所覆蓋，從而確保氘丸表面各部分受到均勻照射。

較優地，所述核反應井側壁設置有用于控制核反應井內水位的水閥。

較優地，所述環形水庫通過底部的支撐柱支撐，使得環形水庫底部高于海平面。

較優地，所述環形水庫底部與所述發電裝置之間用導流管連接，所述發電裝置位于所述導流管下方。

較優地，根據核反應井以及環形水庫的實際設計尺寸，選擇合適大小的氘丸，從而保證核反應井中的水能被推到環形水庫中，同時核聚變氘丸的爆炸當量對核反應井也是安全的。

較優地，所述環形水庫底部與所述核反應井頂部等高，且所述環形水庫的內環側壁在核反應井井口上方形成八字型噴口，可以有效避免核反應井中的水被推到環形水庫時水飛濺到環形水庫外。

本發明積極效果在于：本發明充分利用水資源中的提煉出的氘或氚元素，避免使用化石資源，減少了污染。與工作在臨界狀態的核裂變核能發電相比，本發明核聚變核能發電，工作在非臨界狀態的，更安全，更環保，減少了核裂變帶來的核污染，也減少了核能發電帶來的危險性。相比而言，海洋資源豐富，可以充分利用資源，同時減少了我國電力短缺的問題。此裝置，不僅適用于海洋發電，還適用各種水庫發電。

附圖說明

圖1為本發明實施例所述利用核聚變發電的系統的剖視圖；

圖2為本發明實施例所述核聚變發生裝置的微核爆激光導引玻璃管星型連接結構示意圖；

附圖標記說明：

1-核反應井、11-氘丸、12-激光發生器、13-微核爆激光導引玻璃管、14-水閥、15-高能激光房間、2-環形水庫、21-支撐柱、22-發電裝置、23-導流管。

具體實施方式