一種利用核聚變發(fā)電的方法及系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種利用核聚變發(fā)電的方法及系統(tǒng)，本發(fā)明專利技術(shù)利用工作在非臨界狀態(tài)下微型核聚變產(chǎn)生的能量提升水位，然后利用水的重力勢(shì)能進(jìn)行發(fā)電；采用聚變靶和激光點(diǎn)火實(shí)現(xiàn)核聚變，向聚變靶的玻璃管端部輸入激光，利用激光沖擊點(diǎn)火技術(shù)使氘丸發(fā)生聚變，每次氘丸的爆炸當(dāng)量對(duì)核反應(yīng)井是安全的，在這種不破壞反應(yīng)井的情況下，通過(guò)每一次的微型核爆炸使反應(yīng)井中水位提升并流入外部的環(huán)形水庫(kù)中，環(huán)形水庫(kù)底部設(shè)有發(fā)電裝置，利用環(huán)形水庫(kù)底部與海平面水位的高程差進(jìn)行發(fā)電，本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種無(wú)限的、清潔的、安全的利用核聚變的新能源發(fā)電系統(tǒng)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬核能發(fā)電
，特別是涉及一種利用核聚變發(fā)電的方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
目前人類還不能利用核聚變能進(jìn)行發(fā)電，唯一可利用的核能發(fā)電是裂變核能發(fā)電，并且都是利用核反應(yīng)堆的臨界狀態(tài)工作，在反應(yīng)堆的臨界工作狀態(tài)上工作是具有一定危險(xiǎn)性的，因?yàn)榱炎冃枰拟櫟戎亟饘僭卦诘厍蛏虾肯∩伲页Ｒ?guī)裂變反應(yīng)堆會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)壽命放射性較強(qiáng)的核廢料，另外核裂變發(fā)電需要精確的控制，一旦控制失靈，就會(huì)造成巨大的事故，歷史上如：前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故等，這些因素限制了裂變核能發(fā)電的發(fā)展。核聚變反應(yīng)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(dá)40萬(wàn)億噸，如果全部用于聚變反應(yīng)，釋放出的能量足夠人類使用幾百億年，而且反應(yīng)產(chǎn)物是無(wú)放射性污染的氦，聚變能是一種無(wú)限的、清潔的、安全的新能源。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的在于利用激光技術(shù)和激光聚變靶用空心玻璃微球?qū)崿F(xiàn)核聚變，減少核裂變帶來(lái)的污染以及危險(xiǎn)，以及使用化石能源對(duì)環(huán)境造成的污染，提供了一種無(wú)限的、清潔的、安全的新能源核聚變發(fā)電裝置。本專利技術(shù)是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的，一種利用核聚變發(fā)電的方法，包括以下步驟：(1)建立底部設(shè)有核聚變發(fā)生裝置的核反應(yīng)井，以及沿著所述反應(yīng)井設(shè)立環(huán)形水庫(kù)，在所述環(huán)形水庫(kù)底部設(shè)置發(fā)電裝置；(2)啟動(dòng)所述核聚變發(fā)生裝置，使之產(chǎn)生微型核聚變反應(yīng)，利用微型核聚變釋放出
的能量將核反應(yīng)井中的水推入到所述環(huán)形水庫(kù)中；(3)開(kāi)啟所述發(fā)電裝置，將環(huán)形水庫(kù)中的水經(jīng)發(fā)電裝置流出，水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電。根據(jù)本專利技術(shù)所述的一種利用核聚變發(fā)電的方法的進(jìn)一步特征：所述核聚變發(fā)生裝置包括微核爆激光導(dǎo)引玻璃管以及放置于所述微核爆激光導(dǎo)引玻璃管中的氘丸，通過(guò)在微核爆激光導(dǎo)引玻璃管端部通入激光，利用激光沖擊點(diǎn)火技術(shù)使氘丸發(fā)生聚變，促使氘丸產(chǎn)生聚變能量。本專利技術(shù)所述的一種利用核聚變發(fā)電的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括核反應(yīng)井以及沿著所述核反應(yīng)井設(shè)立的環(huán)形水庫(kù)，其特征在于：所述核反應(yīng)井底部還設(shè)置有核聚變發(fā)生裝置，核聚變發(fā)生裝置包括對(duì)稱設(shè)置于核反應(yīng)井底部的設(shè)置有激光發(fā)生器的高能激光房間，所述高能激光房間之間通過(guò)微核爆激光導(dǎo)引玻璃管連接，所述微核爆激光導(dǎo)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(shè)于高能激光房間內(nèi)的激光發(fā)生器發(fā)射的激光沿著微核爆激光導(dǎo)引玻璃管照射到氘丸上；其中環(huán)形水庫(kù)的底部還設(shè)置有發(fā)電裝置。作為另一種方案，所述核聚變發(fā)生裝置包括多個(gè)呈星型結(jié)構(gòu)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(guò)微核爆激光導(dǎo)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(fā)生器發(fā)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(yōu)地，所述核反應(yīng)井側(cè)壁設(shè)置有用于控制核反應(yīng)井內(nèi)水位的水閥。較優(yōu)地，所述環(huán)形水庫(kù)通過(guò)底部的支撐柱支撐，使得環(huán)形水庫(kù)底部高于海平面。較優(yōu)地，所述環(huán)形水庫(kù)底部與所述發(fā)電裝置之間用導(dǎo)流管連接，所述發(fā)電裝置位于所述導(dǎo)流管下方。較優(yōu)地，根據(jù)核反應(yīng)井以及環(huán)形水庫(kù)的實(shí)際設(shè)計(jì)尺寸，選擇合適大小的氘丸，從而保證核反應(yīng)井中的水能被推到環(huán)形水庫(kù)中，同時(shí)核聚變氘丸的爆炸當(dāng)量對(duì)核反應(yīng)井也是安全
的。較優(yōu)地，所述環(huán)形水庫(kù)底部與所述核反應(yīng)井頂部等高，且所述環(huán)形水庫(kù)的內(nèi)環(huán)側(cè)壁在核反應(yīng)井井口上方形成八字型噴口，可以有效避免核反應(yīng)井中的水被推到環(huán)形水庫(kù)時(shí)水飛濺到環(huán)形水庫(kù)外。本專利技術(shù)積極效果在于：本專利技術(shù)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(tài)的核裂變核能發(fā)電相比，本專利技術(shù)核聚變核能發(fā)電，工作在非臨界狀態(tài)的，更安全，更環(huán)保，減少了核裂變帶來(lái)的核污染，也減少了核能發(fā)電帶來(lái)的危險(xiǎn)性。相比而言，海洋資源豐富，可以充分利用資源，同時(shí)減少了我國(guó)電力短缺的問(wèn)題。此裝置，不僅適用于海洋發(fā)電，還適用各種水庫(kù)發(fā)電。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)實(shí)施例所述利用核聚變發(fā)電的系統(tǒng)的剖視圖；圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例所述核聚變發(fā)生裝置的微核爆激光導(dǎo)引玻璃管星型連接結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標(biāo)記說(shuō)明：1-核反應(yīng)井、11-氘丸、12-激光發(fā)生器、13-微核爆激光導(dǎo)引玻璃管、14-水閥、15-高能激光房間、2-環(huán)形水庫(kù)、21-支撐柱、22-發(fā)電裝置、23-導(dǎo)流管。具體實(shí)施方式以下，舉個(gè)較佳實(shí)例，并結(jié)合附圖來(lái)更清楚完整地說(shuō)明本專利技術(shù)。圖1是表示本專利技術(shù)的優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的利用核聚變發(fā)電的系統(tǒng)的剖視結(jié)構(gòu)圖，該系統(tǒng)主要包括核反應(yīng)井1以及沿著核反應(yīng)井1設(shè)立的環(huán)形水庫(kù)2。作為優(yōu)選的，我們選址的位置是大海，在海里選水位比較合適的位置用水泥建立一個(gè)核反應(yīng)井1以及沿著核反應(yīng)井1設(shè)立的環(huán)形水庫(kù)2。其中核反應(yīng)井1底部還設(shè)置有核聚變發(fā)生裝置，核聚變發(fā)生裝置包括對(duì)稱設(shè)置于核反應(yīng)井底部的設(shè)置有激光發(fā)生器12的高能激光房間15，所述高
能激光房間之間通過(guò)微核爆激光導(dǎo)引玻璃管13連接，所述微核爆激光導(dǎo)引玻璃管中放置有氘丸11，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(shè)于高能激光房間內(nèi)的激光發(fā)生器發(fā)射的激光沿著微核爆激光導(dǎo)引玻璃管照射到氘丸上；此外，環(huán)形水庫(kù)的底部還設(shè)置有發(fā)電裝置。作為另一種方案，所述核聚變發(fā)生裝置包括多個(gè)呈星型結(jié)構(gòu)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(guò)微核爆激光導(dǎo)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(fā)生器發(fā)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；如圖2所示為核聚變發(fā)生裝置的微核爆激光導(dǎo)引玻璃管星型連接結(jié)構(gòu)示意圖。以上設(shè)施準(zhǔn)備好之后，首先開(kāi)啟核反應(yīng)井兩邊的水閥14，通過(guò)水閥14來(lái)給核反應(yīng)井1供水并控制水位。然后在微核爆激光導(dǎo)引玻璃管13兩端啟動(dòng)激光發(fā)生器12對(duì)氘丸11利用現(xiàn)有的激光沖擊點(diǎn)火技術(shù)使其發(fā)生聚變；這時(shí)氘丸11產(chǎn)生巨大的能量，根據(jù)核反應(yīng)井以及環(huán)形水庫(kù)的實(shí)際設(shè)計(jì)尺寸，可選擇合適大小的氘丸11，從而使得氘丸11的能量得到合理的利用，不至于造成能量浪費(fèi)，同時(shí)氘丸11的爆炸當(dāng)量對(duì)核反應(yīng)井1是安全的，在這種不破壞反應(yīng)井1的情況下，通過(guò)每一次的爆炸使核反應(yīng)井1的水位提升，核反應(yīng)井1中的水就會(huì)推入到外部的環(huán)形水庫(kù)2中，環(huán)形水庫(kù)2的底面使用支撐柱21作為支撐，使環(huán)形水庫(kù)2的底面高于水平面，讓環(huán)形水庫(kù)中的水與海平面之間形成了落差。導(dǎo)流管23一端與環(huán)形水庫(kù)2的底面相連通，另一端與發(fā)電裝置22相連通，發(fā)電裝置22位于導(dǎo)流管23下方。環(huán)形水庫(kù)2中的水可以直接通過(guò)導(dǎo)流管23流進(jìn)發(fā)電裝置22中進(jìn)行發(fā)電，最大效率的提高了水能的的利用效率。作為優(yōu)選的實(shí)施方案，所述環(huán)形水庫(kù)底部與所述核反應(yīng)井頂部等高，且所述環(huán)形水庫(kù)的內(nèi)環(huán)側(cè)壁在核反應(yīng)井井口上方形成八字型噴口，可以有效避免核反應(yīng)井中的水被推到環(huán)形水庫(kù)時(shí)水飛濺到環(huán)形水庫(kù)外。如以上所述，在本實(shí)施方式中，圖示并說(shuō)明了本專利技術(shù)的原理，但是，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可以認(rèn)識(shí)到本專利技術(shù)只要是不脫離以上所述那樣的原理則可以變更配置以及細(xì)節(jié)。本專利技術(shù)并不限定于本實(shí)施方式所公開(kāi)的特定的結(jié)構(gòu)。因此，來(lái)自權(quán)利要求及其宗旨的
范圍內(nèi)的所有修改以及變更都請(qǐng)求權(quán)利。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用核聚變發(fā)電的方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)建立底部設(shè)有核聚變發(fā)生裝置的核反應(yīng)井，以及沿著所述反應(yīng)井設(shè)立環(huán)形水庫(kù)，在所述環(huán)形水庫(kù)底部設(shè)置發(fā)電裝置；(2)啟動(dòng)所述核聚變發(fā)生裝置，使用激光點(diǎn)火產(chǎn)生核聚變反應(yīng)，利用核聚變釋放出的能量將核反應(yīng)井中的水推入到所述環(huán)形水庫(kù)中；(3)開(kāi)啟所述發(fā)電裝置，將環(huán)形水庫(kù)中的水經(jīng)發(fā)電裝置流向海面，用水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用核聚變發(fā)電的方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)建立底部設(shè)有核聚變發(fā)生裝置的核反應(yīng)井，以及沿著所述反應(yīng)井設(shè)立環(huán)形水庫(kù)，在所述環(huán)形水庫(kù)底部設(shè)置發(fā)電裝置；(2)啟動(dòng)所述核聚變發(fā)生裝置，使用激光點(diǎn)火產(chǎn)生核聚變反應(yīng)，利用核聚變釋放出的能量將核反應(yīng)井中的水推入到所述環(huán)形水庫(kù)中；(3)開(kāi)啟所述發(fā)電裝置，將環(huán)形水庫(kù)中的水經(jīng)發(fā)電裝置流向海面，用水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用核聚變發(fā)電的方法，其特征在于，所述核聚變發(fā)生裝置包括微核爆激光導(dǎo)引玻璃管以及放置于所述微核爆激光導(dǎo)引玻璃管中的氘丸，通過(guò)在微核爆激光導(dǎo)引玻璃管端部通入激光，利用激光聚變沖擊點(diǎn)火技術(shù)使氘丸發(fā)生聚變，促使氘丸產(chǎn)生聚變能量。3.一種利用核聚變發(fā)電的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括核反應(yīng)井以及沿著所述核反應(yīng)井設(shè)立的環(huán)形水庫(kù)，其特征在于，所述核反應(yīng)井底部還設(shè)置有核聚變發(fā)生裝置，核聚變發(fā)生裝置包括對(duì)稱設(shè)置于核反應(yīng)井底部的設(shè)置有激光發(fā)生器的高能激光房間，所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張偉，殷業(yè)，胡浪，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海;31