启动和维持核反应的方法和装置与流程

文档序号:23708452发布日期:2021-01-23 15:09阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种用于核反应的燃料,其特征在于其包含:a)一种或多种电子介导核反应促进轨道能力材料(emnrpocm),其中所述一种或多种电子介导核反应促进轨道材料(emnrpocm)是能够在一段时间内形成和/或维持一个或多个电子介导核反应促进轨道(emnrpo)的材料,其中,一个或多个emnrpo电子-核相互作用的比emnrpocm的任何s、p、d和f轨道及其杂化轨道之间的电子-核相互作用更强;以及b)一种或多种反应核材料,其中所述反应核材料包含具有至少一个中子和/或一个质子的原子核。2.根据权利要求1所述的燃料进一步包含一种或多种包含至少一个跃迁起始动能电子轨道(tikeeo)的跃迁起始动能电子轨道材料(tikeeom),所述轨道具有至少一个跃迁起始动能电子(tikee),所述电子具有一种或多种emnrpocm的一个或多个emnrpo的一个或多个电子介导核反应促进轨道电子(emnrpoe)的电子介导核反应促进轨道电子总能量(emnrpoete)+/-10ev范围内的跃迁起始动能(tike),和/或一种或多种反应核材料是核双电子俘获同位素(ndecci)。3.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的燃料,其中一种或多种tikeeom是由一种或多种tikeeom,和/或一种或多种跃迁启动动能电子轨道可调节材料(tikeeomm)和/或一种或多种跃迁启动动能电子轨道可调节化合物(tikeeomcm)组成的跃迁起始动能电子轨道复合材料(tikeeocm)。4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的燃料进一步包含改性材料。5.根据权利要求4所述的燃料,其中改性材料为轨道改性材料(omm)、熔点改性材料、致裂材料、能够维持激发态电子的材料、在熔融和固相中具有不同费米能级的材料和/或饱和材料。6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的燃料,其中一种或多种emnrpocm和/或反应核材料包含原子序数z小于或等于11的轻核材料。7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的燃料,其中一种或多种轻核emnrpocm包含原子序数z等于1的材料。8.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的燃料,其中一种或多种原子序数z等于1的材料包含
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h、
2
h和/或
3
h或其任何组合。9.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的燃料,其中一个或多个反应核材料、tikeeom、tikeeomm、tikeeocm和/或tikeeomcm包括金属。10.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的燃料,其中一种或多种tikeeom、tikeeomm、tikeeocm和/或tikeeomcm是omm的一部分,以化学结合方式、合金化方式与omm结合或以其他方式接触或接近omm,从而形成tikeeocm。11.根据权利要求1-10中任一权利要求所述的燃料,其中一种或多种tikeeocm是包含一种或多种tikeeomm和/或tikeeomcm与一种或多种omm和/或与一种或多种tikeeomm和/或tikeeomcm接触的omm的表面或涂层的分子、合金或盐。12.根据权利要求1-11中任一权利要求所述的燃料,其中所述一种或多种emnrpocm是一种颤振轨道能力材料(zocm)。13.根据权利要求`-12中任一权利要求所述的燃料,其中一种或多种tikeeom包含cr、cu、ca、o、ni、co、br或v和/或一种或多种zocm包括
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h、
2
h和/或
3
h。
14.根据权利要求13所述的燃料,其中一种或多种zocm包含
1
h,一种或多种tikeeom包含tike动能在80-81ev的
1
h颤振轨道电子总能量(zoete)的+/-10ev范围内的tikeeo的至少一个tikee。15.根据权利要求2-14中任一权利要求所述的燃料,其中一个或多个燃料包含ni、br、co、ca、o、cu、cr和/或v。16.根据权利要求12-15中任一权利要求所述的燃料,其中一种或多种zocm包含
2
h,一种或多种tikeeom包含跃迁启动动能电子轨道(tikeeo)中的至少一个跃迁启动动能电子(tikee),其跃迁启动动能(tike)在35ev的
2
h颤振轨道电子总能量(zoete)的+/-10ev范围内。17.根据权利要求2-16中任一权利要求所述的燃料,其中一种或多种tikeeocm包含ca和/或o。18.根据权利要求1-17中任一权利要求所述的燃料,其中至少一种反应核材料为
1
h、
2
h、
3
h、he、ne、li、be、b、c、n、o、f和/或na和/或ndecci包含
6
li和
7
li、
58
ni、
64
zn或
40
ca或其任意组合。19.根据权利要求4

18中任一权利要求所述的燃料,其中一种或多种改性材料为cu和/或al。20.一种产生电子介导核反应(emnr)的方法,其特征在于包含以下步骤:a)引入一个或多个大于1mtesla的磁场;以及b)通过一个或多个磁场放热重新排列燃料中的一个或多个核键;和/或c)通过一个或多个磁场放热分解燃料中的一个或多个核键;和/或d)通过一个或多个磁场放热分解燃料中的一个或多个核子。21.根据权利要求20所述的方法,其中一个或多个磁场通过以下方式产生:a)一个或多个束缚电子,其中一个或多个束缚tikee是一种或多种emnrpocm的一个或多个一个emnrpo中的emnrpoe;b)通过一个或多个磁单极;和/或c)通过一个或多个电流脉冲。22.一种产生emnr的方法,其特征在于提供根据权利要求1

19中任一权利要求所述的燃料,以及一个或多个跃迁启动动能电子(tikee)至反应堆,其中一个或多个tikee被束缚在tikeeom的tikeeo,和/或一个或多个tikee为非束缚电子。23.根据权利要求22所述的方法,其中一个或多个tikee跃迁至燃料中的一种或多种emnrpocm的一个或多个emnrpo,从而变为emnrpoe,其随后催化、增强或以其他方式促进燃料中一种或多种反应核材料的一个或多个反应核中的一个或多个emnr。24.根据权利要求21-23中任一权利要求所述的方法,其中一个或多个束缚tikee通过以下方式跃迁至一种或多种emnrpocm的一个emnrpo:a)扩散一种或多种emnrpocm通过包含tikeeom的材料;b)加速一种或多种emnrpocm至包含tikeeom的材料;和/或c)加速一种或多种tikeeom至包含emnrpocm的材料。25.根据权利要求24所述的方法,其中一种或多种emnrpocm和/或一种或多种tikeeom在加速后的动能增益小于10ev。
26.根据权利要求21-25中任一权利要求所述的方法,其中一种或多种emnrpocm和/或tikeeom通过表面等离子激元、电解时的表面电压、断裂加速,或通过表面界面上的费米能级差加速。27.根据权利要求26所述的方法,其中费米能级差由熔融相变和/或断裂产生。28.根据权利要求27所述的方法,其中熔融相变和/或断裂通过在目标温度范围内的温度循环产生,其中目标温度范围限定在所有或部分燃料的各自完全固态和完全熔融态的100℃内。29.根据权利要求21

28中任一权利要求所述的方法,其中:a)电子通过由以下方式提供的一个或多个非束缚tikee跃迁至emnrpo:i)提供包含一种或多种emnrpocm的等离子体,其中等离子体温度在燃料中一个或多个emnrpo的一个或多个emnrpoete的+/-10ev范围内;和/或ii)用动能在燃料中一个或多个emnrpo的一个或多个emnrpoete的+/-10ev范围内的电子轰击包含emnrpocm的燃料;和/或b)电子通过用动能在燃料中一个或多个emnrpo的emnrpoete的三倍(3x)的+/-10ev范围内的离子(优选地emnrpocm离子)轰击包含emnrpocm的燃料跃迁至emnrpo。30.根据权利要求21-29中任一权利要求所述的方法,其中一种或多种emnrpocm是zocm和/或一个或多个emnrpo是颤振轨道。31.根据权利要求21-30中任一权利要求所述的方法,其中一个或多个束缚电子通过以下方式提供:a)使一个或多个动能在80-81ev的+/-10ev范围内tikee跃迁至包含
1
h的一种或多种emnrpzocm的emnrpo;和/或b)使一个或多个动能在35ev的+/-10ev范围内tikee跃迁至包含
2
h的一种或多种emnrpzocm的emnrpo。32.一种从核反应中产生热量和/或能量的方法,其特征在于该方法包括以下步骤:a)将权利要求1-19中任一权利要求所述的燃料装入反应堆;b)通过权利要求20-31中任一权利要求所述的方法产生净放热emnr;以及c)收集来自净放热emnr的部分或全部的多余热量和/或能量。33.一种用于热量和/或能量生产的装置,其特征在于该装置包含:a)装有权利要求1-19中任一权利要求所述燃料的反应堆;b)用于将高能粒子提供到燃料上以启动和/或维持燃料中的一个或多个emnr的装置,其中一个或多个高能粒子是高能质子、中子、非束缚电子、离子、tikeeom、反应核材料和/或emnrpocm;以及c)收集和/或转换emnr产生的热量和/或能量的装置。34.根据权利要求33所述的装置,其中燃料具有高能电子倍增因子大于1的燃料结构,其中燃料结构由燃料的量、密度、状态、成分、排列、荷电条件、同位素和/或化学键结构定义。35.根据权利要求33

34中任一权利要求所述的装置,其中提供高能粒子的装置是:a)一种粒子加速器;和/或b)一种用于在目标温度范围内循环所有或部分燃料的熔炉,其中熔炉包含一个或多个
温度或辐射传感器、一个或多个用于向反应堆和/或燃料提供电力或能量的电源,以及一个用于改变从反应堆和/或燃料释放和/或反射回的热量、辐射和/或能量的速率或数量的控制器,以使所有或部分燃料保持在目标温度范围内,其中目标温度范围限定在所有或部分燃料的各自完全固态和完全熔融态的100℃内。36.根据权利要求33

35中任一权利要求所述的装置,其中一个或多个高能粒子是电子和/或一个或多个高能粒子通过碰撞产生高能电子。37.根据权利要求33

36中任一权利要求所述的装置,其中高能电子是燃料中一种或多种emnrpocm的一个或多个emnrpo中的束缚电子。38.使用根据权利要求1

19中任一权利要求所述的燃料、权利要求20-32中任一权利要求所述的方法和/或权利要求33-37中任一权利要求所述的装置用于产生热量、辐射、功率和/或能量。
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