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高声压反应系统

阅读：804发布：2020-05-15

专利汇可以提供高声压反应系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种高声压反应系统，包括用于产生高声压的高声压腔，高声压腔内设置有超声换能器和反应腔，反应腔位于超声换能器的声压焦域，反应腔用于容纳核聚变反应的原料氘核和/或氚核，超声换能器发射的超声波能够穿透反应腔的腔室壁作用到反应腔内的物料，高声压反应系统还包括：用于探测反应腔内中子的中子探测装置，中子探测装置设置于高声压腔内或高声压腔外。本发明的高声压反应系统，可以提高声致核聚变反应发生的可能性，有效利用了高静水压力环境中空化泡破裂所释放的能量，在高声压环境下，精确、有效地检测反应过程释放的中子。，下面是高声压反应系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种高声压反应系统，其特征在于，包括用于产生高声压的高声压腔，高声压腔内设置有超声换能器和反应腔，反应腔位于超声换能器的声压焦域，反应腔用于容纳核聚变反应的原料氘核和/或氚核，超声换能器发射的超声波能够穿透反应腔的腔室壁作用到反应腔内的物料，高声压反应系统还包括：用于探测反应腔内中子的中子探测装置，中子探测装置设置于高声压腔内或高声压腔外。
2.根据权利要求1所述的高声压反应系统，其特征在于，当中子探测装置设置于高声压腔内，中子探测装置包括中子探测器和设置于中子探测器外的耐高压的保护壳体。
3.根据权利要求2所述的高声压反应系统，其特征在于，中子探测装置还包括第一连接器、连接线、第二连接器，高声压腔的腔室壁上开设有第一连接器通孔，第一连接器通孔内设置有第一连接器，第一连接器包括第一连接器第一端口、第一连接器第二端口，第一连接器第一端口与高声压腔内连通，第一连接器第二端口与高声压腔外连通，第二连接器设置于保护壳体上，第一连接器第一端口通过连接线与第二连接器电连接，第二连接器与中子探测器电连接。
4.根据权利要求3所述的高声压反应系统，其特征在于，第一连接器为第一航空插座，第二连接器为第二航空插座。
5.根据权利要求2～4任意一项所述的高声压反应系统，其特征在于，当中子探测装置探测反应腔内的中子时，反应腔位于高声压腔的中心，中子探测装置的探头对准反应腔。
6.根据权利要求1所述的高声压反应系统，其特征在于，当中子探测装置设置于高声压腔外，高声压腔的腔体上开设有用于探测中子的探测窗口，探测窗口设置有用于中子探测的探测窗，中子探测装置的探测光线能够穿透探测窗的探测面。
7.根据权利要求6所述的高声压反应系统，其特征在于，探测窗的探测面的材质为铝或不锈钢。
8.根据权利要求6所述的高声压反应系统，其特征在于，探测窗包括固定部和与固定部连接的凹陷部，固定部用于将探测窗固定于探测窗口，凹陷部的底面为探测面，凹陷部的凹槽内用于容纳中子探测装置的探头。
9.根据权利要求6～8任意一项所述的高声压反应系统，其特征在于，超声换能器包括外壳和设置于外壳外壁的发射超声波的发射机构，发射机构的发射面围成谐振腔，谐振腔设置有谐振腔探测开口，谐振腔探测开口的外围对应的超声换能器的外壳的外壁与探测面面面贴合，谐振腔探测开口对应探测面。
10.根据权利要求1～4、6～8任意一项所述的高声压反应系统，其特征在于，还包括设置于高声压腔外的控制器，控制器与中子探测装置电连接。
11.根据权利要求1～4、6～8任意一项所述的高声压反应系统，其特征在于，还包括运动机构，运动机构用于夹持反应腔移动到或离开超声换能器的声压焦域。
12.根据权利要求1～4、6～8任意一项所述的高声压反应系统，其特征在于，超声换能器包括发射超声波的发射机构，发射机构的发射面围成球形的谐振腔，谐振腔设置有谐振腔开口，反应腔通过谐振腔开口进出谐振腔。

说明书全文

高声压反应系统

技术领域

[0001] 本发明属于超声波技术领域，具体涉及一种高声压反应系统。

背景技术

[0002] 核聚变，又称核融合、融合反应或聚变反应，是将两个较轻的核结合而形成一个较重的核和一个很轻的核(或粒子)的一种核反应形式。氘核与氚核是核聚变的最佳燃料。声致核聚变是指在高强度声波的作用下，氘核与氘核结合或氘核与氚核结合生成较重的原子核的过程。较高的静水压力可以提高声波作用时空化泡破裂所释放的能量，为声致核反应的点火提供更多的能量，极大地促进了声致核反应的发生。然而目前的声致核聚变反应及中子检测系统大多在常压环境中进行，未有效利用高静水压力环境中空化泡破裂所释放的能量。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供高声压反应系统，解决了高声压环境下，声致核聚变反应的中子探测问题。

[0004] 解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种高声压反应系统，包括用于产生高声压的高声压腔，高声压腔内设置有超声换能器和反应腔，反应腔位于超声换能器的声压焦域，反应腔用于容纳核聚变反应的原料氘核和/或氚核，超声换能器发射的超声波能够穿透反应腔的腔室壁作用到反应腔内的物料，高声压反应系统还包括：用于探测反应腔内中子的中子探测装置，中子探测装置设置于高声压腔内或高声压腔外。

[0005] 优选的是，当中子探测装置设置于高声压腔内，中子探测装置包括中子探测器和设置于中子探测器外的耐高压的保护壳体。

[0006] 优选的是，中子探测装置还包括第一连接器、连接线、第二连接器，高声压腔的腔室壁上开设有第一连接器通孔，第一连接器通孔内设置有第一连接器，第一连接器包括第一连接器第一端口、第一连接器第二端口，第一连接器第一端口与高声压腔内连通，第一连接器第二端口与高声压腔外连通，第二连接器设置于保护壳体上，第一连接器第一端口通过连接线与第二连接器电连接，第二连接器与中子探测器电连接。

[0007] 优选的是，第一连接器为第一航空插座，第二连接器为第二航空插座。

[0008] 优选的是，当中子探测装置探测反应腔内的中子时，反应腔位于高声压腔的中心，中子探测装置的探头对准反应腔。

[0009] 优选的是，当中子探测装置设置于高声压腔外，高声压腔的腔体上开设有用于探测中子的探测窗口，探测窗口设置有用于中子探测的探测窗，中子探测装置的探测光线能够穿透探测窗的探测面。

[0010] 优选的是，探测窗的探测面的材质为铝或不锈钢。

[0011] 优选的是，探测窗包括固定部和与固定部连接的凹陷部，固定部用于将探测窗固定于探测窗口，凹陷部的底面为探测面，凹陷部的凹槽内用于容纳中子探测装置的探头。

[0012] 优选的是，超声换能器包括外壳和设置于外壳外壁的发射超声波的发射机构，发射机构的发射面围成谐振腔，谐振腔设置有谐振腔探测开口，谐振腔探测开口的外围对应的超声换能器的外壳的外壁与探测面面面贴合，谐振腔探测开口对应探测面。

[0013] 优选的是，所述的高声压反应系统还包括设置于高声压腔外的控制器，控制器与中子探测装置电连接。

[0014] 优选的是，所述的高声压反应系统还包括运动机构，运动机构用于夹持反应腔移动到或离开超声换能器的声压焦域。

[0015] 优选的是，超声换能器包括发射超声波的发射机构，发射机构的发射面围成球形的谐振腔，谐振腔设置有谐振腔开口，反应腔通过谐振腔开口进出谐振腔。

[0016] 优选的是，用于高声压的高声压腔的高声压为大于106Pa。

[0017] 优选的是，反应腔的基材为聚四氟乙烯。反应腔的基材对超声波的传播影响较小。

[0018] 本发明的高声压反应系统，可以提高声致核聚变反应发生的可能性，有效利用了高静水压力环境中空化泡破裂所释放的能量，在高声压环境下，精确、有效地检测反应过程释放的中子。附图说明

[0019] 图1是本发明实施例2中的高声压反应系统的结构示意图；

[0020] 图2是本发明实施例3中的高声压反应系统的结构示意图。

[0021] 图中：1-高声压腔；2-超声换能器；3-反应腔；4-中子探测器；5-保护壳体；6-电学模块；7-第一连接器；8-连接线；9-第二连接器；10-运动机构；11-发射机构；12-谐振腔开口；13-探测窗口；14-固定部；15-凹陷部；16-凹陷部的底面；17-外壳；18-谐振腔探测开口；19-中子探测装置；20-探头。

具体实施方式

[0022] 为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

[0023] 实施例1

[0024] 本实施例提供一种高声压反应系统，包括用于产生高声压的高声压腔，高声压腔内设置有超声换能器和反应腔，反应腔位于超声换能器的声压焦域，反应腔用于容纳核聚变反应的原料氘核和/或氚核，超声换能器发射的超声波能够穿透反应腔的腔室壁作用到反应腔内的物料，高声压反应系统还包括：用于探测反应腔内中子的中子探测装置，中子探测装置设置于高声压腔内或高声压腔外。

[0025] 本实施例的高声压反应系统，可以提高声致核聚变反应发生的可能性，有效利用了高静水压力环境中空化泡破裂所释放的能量，在高声压环境下，精确、有效地检测反应过程释放的中子。

[0026] 实施例2

[0027] 如图1所示，本实施例提供一种高声压反应系统，包括用于产生高声压的高声压腔1，高声压腔1内设置有超声换能器2和反应腔3，反应腔3位于超声换能器2的声压焦域，反应腔3用于容纳核聚变反应的原料氘核和/或氚核，超声换能器2发射的超声波能够穿透反应腔3的腔室壁作用到反应腔3内的物料，高声压反应系统还包括：用于探测反应腔3内中子的中子探测装置19，中子探测装置19设置于高声压腔1内。

[0028] 优选的是，用于高声压的高声压腔的高声压为大于106Pa。

[0029] 本实施例的高声压反应系统，可以提高声致核聚变反应发生的可能性，有效利用了高静水压力环境中空化泡破裂所释放的能量，在高声压环境下，精确、有效地检测反应过程释放的中子。

[0030] 需要说明的是，本实施例中的中子探测装置19设置于高声压腔1内，中子探测装置19包括中子探测器4和设置于中子探测器4外的耐高压的保护壳体5。具体的，中子探测器4的电学模块6封装于保护壳体5内。

[0031] 需要说明的是，本实施例中的中子探测装置19还包括第一连接器7、连接线8、第二连接器9，高声压腔1的腔室壁上开设有第一连接器通孔，第一连接器通孔内设置有第一连接器7，第一连接器7包括第一连接器第一端口、第一连接器第二端口，第一连接器第一端口与高声压腔1内连通，第一连接器第二端口与高声压腔1外连通，第二连接器9设置于保护壳体5上，第一连接器第一端口通过连接线8与第二连接器9电连接。

[0032] 第一连接器7通过连接线8与第二连接器9电连接，第二连接器9与中子探测器4电连接。

[0033] 具体的，第一连接器7为第一航空插座，第二连接器9为第二航空插座，连接线8为深水线缆。

[0034] 优选的是，当中子探测装置19探测反应腔3内的中子时，反应腔3位于高声压腔1的中心，中子探测装置19的探头20对准反应腔3。

[0035] 需要说明的是，本实施例中的高声压反应系统还包括设置于高声压腔1外的控制器，控制器与中子探测装置19电连接。具体的，本实施例中的控制器与第一连接器7电连接，通过控制器可以实现对于高声压腔1内的中子探测装置19进行远程控制，从而有效的保护实验人员的安全。第一连接器第二端口还用于电连接高声压腔1外的控制器。

[0036] 需要说明的是，本实施例中的高声压反应系统还包括运动机构10，运动机构10用于夹持反应腔3移动到或离开超声换能器2的声压焦域。

[0037] 需要说明的是，本实施例中的超声换能器2包括发射超声波的发射机构11，发射机构11的发射面围成球形的谐振腔，谐振腔设置有谐振腔开口12，反应腔3通过谐振腔开口12进出谐振腔。具体的，本实施例中的谐振腔设置有谐振腔探测开口18，中子探测器4通过谐振腔探测开口18进入到谐振腔内，对谐振腔内的反应腔3的中子进行探测。运动机构10夹持反应腔3通过谐振腔开口12进入到谐振腔内。

[0038] 需要说明的是，本实施例中的反应腔3的基材为聚四氟乙烯，反应腔3的基材对超声波的传播影响较小。

[0039] 实施例3

[0040] 如图2所示，本实施例提供一种高声压反应系统，包括用于产生高声压的高声压腔1，高声压腔1内设置有超声换能器2和反应腔3，反应腔3位于超声换能器2的声压焦域，反应腔3用于容纳核聚变反应的原料氘核和/或氚核，超声换能器2发射的超声波能够穿透反应腔3的腔室壁作用到反应腔3内的物料，高声压反应系统还包括：用于探测反应腔3内中子的中子探测装置19，中子探测装置19设置于高声压腔1外。

[0041] 需要说明的是，本实施例中的中子探测装置19设置于高声压腔1外，高声压腔1的腔体上开设有用于探测中子的探测窗口13，探测窗口13设置有用于中子探测的探测窗，中子探测装置19的探测光线能够穿透探测窗的探测面。

[0042] 优选的是，探测窗的探测面的材质为铝或不锈钢。具体的，本实施例中的探测窗的探测面的材质为铝。中子在铝中穿透性更好。

[0043] 需要说明的是，本实施例中的探测窗包括固定部14和与固定部14连接的凹陷部15，固定部14用于将探测窗固定于探测窗口13，凹陷部15的底面为探测面，凹陷部15的凹槽内用于容纳中子探测装置19的探头20。凹陷部15的底面相对于高声压的腔室壁更靠近反应腔3。凹陷部15不仅在一定程度上可以对中子探测装置19的探头20进行固定保护，而且还可以使得探头20更加靠近反应腔3。

[0044] 需要说明的是，本实施例中的超声换能器2包括外壳和设置于外壳外壁的发射超声波的发射机构11，发射机构11的发射面围成谐振腔，谐振腔设置有谐振腔探测开口18，谐振腔探测开口18的外围对应的超声换能器2的外壳的外壁与探测面面面贴合，谐振腔探测开口18对应探测面。通过面面贴合，可以更好的定位超声换能器2，而且可以使得探头20更加靠近反应腔3。

[0045] 需要说明的是，本实施例中的高声压反应系统还包括设置于高声压腔1外的控制器，控制器与中子探测装置19电连接。

[0046] 需要说明的是，本实施例中的高声压反应系统还包括运动机构10，运动机构10用于夹持反应腔3移动到或离开超声换能器2的声压焦域。

[0047] 需要说明的是，本实施例中的谐振腔设置有谐振腔开口12，反应腔3通过谐振腔开口12进出谐振腔。具体的，本实施例中的运动机构10夹持反应腔3通过谐振腔开口12进入到谐振腔内。

[0048] 可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

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