[0002] 目前的人类
能源主要来自于石油,而石油的存量有限,石油能源还会带来大气污染。所以人类很想开发出一种没有污染,而又原材料丰富的绿色能源,即核聚变能。 [0003] 但是核聚变需要的
温度太高,没有任何一种物质可以承受上亿度的核聚变温度,所以核聚变就难以控制。到目前为止人类还没有开发出一种可以控制核聚变的装置,人类还难以合理利用核聚变能。
[0005] 本新发明的目的是:向社会提供一种可以控制的核聚变装置。本装置可以把核聚变的超高温度聚集在一个球状体的空球心处,让核
燃料在球心的空旷处聚变,而不需要触及到装置的任何物件。
[0006] 本新发明的技术原理是:如图1,若干部激光聚焦点火器1同时照射核反应腔3的球心,使球心的温度上升到核聚变所需要的几亿度高温,达到核燃料所需要的聚变温度。核燃料在球心处发生聚变反应,核聚变反应发出强烈的光芒。球面聚焦反射镜2再把核聚变发出的光反射回球心,使球心的温度保持在几亿度到几千亿度之间,使球心具 备持续的核聚变反应条件。这样,只要让核反应腔3的核燃料浓度保持在一个合适的范围,核燃料就可以持续地发生核聚变反应。这时,只要调节球面聚焦反射镜2的反射面积的大小或者是调节核反应腔3中的核燃料的浓度,就可以达到调节核聚变激烈程度的目的。 [0007] 本新发明的技术方案是:如图2,从核燃料补给器10输入少量的核
燃料气体到核反应腔9之内,然后用若干部激光聚焦点火器1同时照射核反应腔9的球心,使球心的温度达到几亿度的核聚变温度,在球心处发生核聚变反应,核聚变反应发出强烈的光。用球面聚焦反射镜3把核聚变发出的光再反射回球心,使球心的温度保持在几亿度到几千亿度之间,给球心的核燃料提供持续的核反应温度。球形透明玻璃罩2的作用是将液态的
水银压缩成一个球面聚焦反射镜3。吸光层8依附在球形
散热器4内表面,吸光层8的作用是将光能转换成
热能。球形
散热器4的作用是增大散热面积,方便散热。热交换腔5内可以放入液态氢作为冷却物,直接推动飞机、火箭等
飞行器航行;热交换腔5内也可以用水作为冷却物,推动
蒸汽机运转。热交换腔5内的温度较高,
冷却液可能以气体的形态在其中冷却,为了增加热交换腔5内的空气
对流,有必要在热交换腔5内增加几个加强
空气对流的设备。保温层6的作用是防止温度外泄,造成能源浪费。热能交换口7用于把热交换腔内的热量带出去,把外面的冷却物推进来。核燃料
控制器10是用于添加核燃料和排泄核废料之用。
水银压力缓冲腔12是用于存放球面聚焦反射镜3因升温气体膨胀而多出来的水银。水银
导管11是作为球面聚焦反射镜3与水银压力缓冲腔12连接之用。
[0008] 球面聚焦反射镜的工作原理如图3所示。由球形透明玻璃罩1将水银压缩成一个球面聚焦反射镜2,可利用的反射面是聚焦的焦点在球心的反射面3。如果球心的核聚变反应太激烈,球面聚焦反射镜2 的温度就会升高,反射光线的水银就会
蒸发,变成不反射光线的水银蒸汽4。水银蒸汽4的增多,就通过导管5把球面聚焦反射镜2的水银,压缩到水银压力缓冲腔7之内,这样就减少了反射面3的反射面积,反射面积的减少就可以使球心的温度减少,球心的温度减少就可以使核聚变的反应趋向温和。如果球心的核聚变反应太冷淡,就会使球面聚焦反射镜2的温度降低,使水银蒸汽4减少,反射面3增加,反射面3的增加就会使球心的温度升高,球心温度的升高就会使核聚变变得更加热烈。所以,使用可变的球面聚焦反射镜可以使核聚变趋向自动平衡,使核聚变变得容易控制。如果球心的光线太强烈,超出了预期想要的范围,就用压缩器6把球面聚焦反射镜2里的水银强行抽到水银压力缓冲腔7之内,就可以把核反应强行关闭。
[0009] 球形散热器的结构如图4所示。由球形散热体1和吸光层2组成,吸光层2要紧紧地依附在球形散热体1的内表面。吸光层2的上部是主要的吸光部位,温度较高,所以球形散热体1的上部的散热表面积要比其它
位置的散热表面积大。
[0010] 反射面积监测器的安装示意图如图5所示。在绝缘的水银压力缓冲腔1的腔壁上,镶嵌着裸漏在外的导电金属片4,导电金属片4的一端,分别连接在
串联电阻器R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10之间,当水银面3上升到不同的高度时,就会顺序接通不同的导电金属片4,这样导电金属片4就组成了
开关K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10。开关被接通的个数不同,串联
电路所流过的
电流就不同,这样通过监测串联电路所流过的电流的大小,就知道了反射面积的大小了。当接通K1时,表明水银的温度已经升高,已经有水银蒸汽在蒸发了。当接通K10时,就表明核反应太激烈,反射面积已经很小,需要发出指令命令压缩器4强行把
核反应堆的水 银抽干,强行关闭核反应堆。
[0011] 核燃料控制器结构示意图如图6所示。由导管1、排泄核废料的电动压缩器2、核燃料气体的压强监测器3、光敏器件4、补充核燃料的
电动阀门5和腔壁6组成。其中,光敏器件4要正对着核反应堆的球心,时刻监测着球心的核反应强度。核反应腔内的气体有时比外面
大气压的压强低,所以需要用排泄核废料的电动压缩器2将多余的核废料压出腔外。 [0012] 本装置的电路工作原理图如图7所示。其中,虚线框1是反射面积监测器,虚线框2是核反应腔的核燃料压强显示器、核反应光线的监测器3,核燃料气体的压强监测器4,排泄核废料的控制器5,补充核燃料的控制器6,核反就堆的强行关闭器7,开、关机延时电路
8,
激光点火电路9,报警轰鸣器10,虚线框11是反射面积显示器,IC是
中央处理器。因为在开机时,水银反射镜的的温度较低,球形反射镜还没有正常工作,此时的反射面是处于最多的时候,所以在电路接到开机命令后,开、关机延时电路8开始进入工作状态,首先将核反应腔中的气体回复到开机状态,避免核反应腔中的核燃料过多,开机时引起核爆炸。核反应腔中的核燃料恢复到开机状态后,CI就发出命令给激光点火电路9,实行点火。关机时也不是直接关闭电源,而是要先发送关机指令给核反应堆的强行关闭器7,把球面反射镜内的水银抽干后,才能关闭总电源开关。虚线框1中的K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10与虚线框11中的LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、LED8、LED9、LED10一一对应,K1闭合,则LED1被点亮,K10闭合,则LED10被点亮。所有的开关都是顺序接通的,每接通一个开关,就亮一个LED,同时表明球面聚焦反射镜的反射面积减少了若干,同时也是表明核反应更 加激烈了。虚线框2是核反应腔的核燃料压强显示器,分为10档,每多亮一个LED,表明就增加了一部分压强。其中LED1、LED8、LED11、LED18是亮橙灯,表明是橙色警示,本核反应堆已经出现故障,需要维修了。这时设备虽然有点不正常,但是还可以正常工作。LED9、LED19是红色报警,不仅红色LED9、LED19在闪烁,而且轰鸣器10也会发出声音报警,这时由人工判断需不需要关闭核反应堆。LED10、LED20如果被点亮,那么不但发出声光报警,电路还会发送一个
信号给核反就堆的强行关闭器7,强行自动关闭核反应堆。补充核燃料的条件是:反射面积也只显示器只亮了两个LED1和LED2,表明核反应已经偏弱,需要增加核燃料了,就发送
电子信号给补充核燃料的控制器6,给核反应腔增加核燃料。排泄核废料的条件是:当核燃料气体的压强监测器4监测到核燃料气体的压强偏高,已经亮到了LED17,而同时反射面积监测器1监测到反射面积中等,只亮到了LED5,表明核燃料的压强大,而核反应不激烈,所以核废料已经很多了,就发送一个电子信号给排泄核废料的控制器5,直到反射镜的反射面积偏多,只亮了两个LED1和LED2,这时就需要停止排放核废料,并需要
马上补充核燃料了。核反应光线的监测器3时刻监视着球心的核反应发出的光线,当发现发出的光线超过了预期的要求时,不必参考LED10、LED20是否被点亮,都发送一个信号给核反就堆的强行关闭器7,强行自动关闭核反应堆。
附图说明
[0021] 液态氢冷却方式主要应用于大功率、远距离的运输工具的
能量来源,比如飞机、宇宙飞船等。液态氢冷却方式的特征是冷却液是一次性使用,不需要循环使用。使用液态氢作为冷却液可以使飞行器的重量更轻,运载量更大,飞行距离更远。