专利名称:小型氘核反应炉的制作方法
技术领域:
本发明专利涉及核能发电技术领域:
。
技术背景
目前,核能发电是用铀元素裂变产生能量,能量转换是核反应中释放出的能量转换为水的内能,使水沸腾带动发电机发电,其能量转换过程中浪费的能量较多,核反应堆体积较大。
核反应炉原理
小型氘核反应炉是用放射性元素放出Y射线,或者是用放α射线的放射性元素放出的α射线轰击氮原子核,让氮原子核放出质子,在用质子轰击锂核,锂核放出17.6MeV
的高能Y光子,让氘核分解为质子和中子〗D+ Z^11Hlh,再让质子在磁镜作用下,与中
子发生碰撞,形成氘核丨Η ++厂,这是让光致核裂变、核聚变依次发生。这样,这
个核反应是可逆的。它的优点是放出的能量好控制,而且因为反应可逆,所以反应炉可以把所有的反应物转化为能量,所以运行的时间非常长,核反应放出的热能,把金属加热到沸点,让气态金属通过毛细管带动齿轮旋转,通过二级传动加速,达到更快的速度,产生感生电流。使用的金属是沸点较低的,比如铷、钾、铯等。
核反应炉结构
核反应炉结构最里层(第一层),是耐高温的金属陶瓷,金属陶瓷中还添加用于中子吸收和减速的镉,中子减速可以提高中子与质子相撞的几率。
控制核反应的是磁镜(纳米线圈和钕铁硼制成的金属圈),纳米材料通电后,可以产生很强的磁场,在纳米材料产生的磁场和钕铁硼的磁场叠加后,就可产生更强的磁场。在反应炉的核心上、下都有线圈(纳米线圈和钕铁硼制成的金属圈),这样就可以产生磁镜, 磁镜是两边强,中间弱的磁场,让粒子在这种磁场中运动可以让带电粒子发生碰撞,当绕着磁力线旋进的粒子由弱磁场区进入两端的强磁场区域时,就会受到一反向力的作用。这个力迫使粒子的速度减慢,轨道螺距缩短,然后停下来并反射回去,反射回去的粒子达管子中心区域后,又向另一端螺旋前进,达端口后又被反射回来。粒子就像光在两个镜子之间来回反射,用来产生核反应。线圈的电线上有开关,必要时可以关闭开关停止核反应,
第二层是能产生光电效应的光电板,它是用反应炉中放射源放出的Y射线产生光电效应,在Y光子发生光电效应时,Y光子转化为能量并消失,如果用铅板直接挡住Y 射线,Y射线的巨大能量将会被浪费,Y光子发生光电效应时产生的电流,单独一层光电板是不能完全吸收Y光子的,所以要用多层光电板吸收Y光子。
第三层是Y射线反射层(多层叠加的铅板)。在Y光子发生光电效应时,没有被转化为能量的光子被反向层反射到光电板,再次被转化为能量。多层叠加的铅板有利于 Y射线的反射,因为在两种介质的交界处会增大反射率,就像多层叠加的玻璃比一整块玻璃反射率要高。[0010]第四层是保护层(外壳)。它是硬度大、耐腐蚀的钛板。
观察镜是通过小孔成像原理观察核反应情况,是为了减少Y射线射出,小孔上有放大镜,放大镜和放大镜上层的玻璃都含有铅,是为了完全阻挡Y射线。
核反应炉为产生磁场的线圈供电的电源是用放射性元素放出的β射线转化为电能的,因为β粒子是带负电荷的电子,所以把放射性元素放出的β射线利用磁场束缚,因为β射线的能量很大可达几兆电子伏特,再让β粒子通入导体就可以产生很强的电压和电流,导体是纳米材料,因为纳米材料的电阻很小,如果用普通的材料会产生很大的电阻导致能量浪费,如果用超导材料,超导材料必须在低温下才能保持超导的特性,而纳米材料也同样电阻很小,因为核反应时产生磁场的线圈需要很强的电压,所以这很适合核反应炉的线圈。
还有把核聚变时放出的热量转化为电能的能量转化装置,它是让溶点低的金属加热,产生高压,通过毛细管带动齿轮旋转,通过二级传动加速,达到更快的速度,产生感生电流。热能产生的电流和光电板产生的电流一起供给用电器。
在反应炉中,为了不让中子被吸收的过多或在反应炉关闭时中子衰变成质子影响核反应,所以在反应室中装有中子源,中子源是放射性同位素中子源,中子源利用放射性同位素放出的α射线轰击铍原子核产生中子9Be+4He — 12C+n。
图1为小型氘核反应炉立体图。 图2为小型氘核反应炉平面图。
权利要求
1.小型氘核反应炉是用放射性元素放出、射线,或者是用放α射线的放射性元素放出的α射线轰击氮原子核,让氮原子核放出质子,在用质子轰击锂核,锂核放出17.6MeV的高能Y光子,让氘核分解为质子和中子,再让质子在磁镜作用下,与中子发生碰撞,形成氘核,这是让光致核裂变、核聚变依次发生。这样,这个核反应是可逆的。它的优点是放出的能量好控制,而且因为反应可逆,核反应放出的热能,把金属加热到沸点,让气态金属通过毛细管带动齿轮旋转,通过二级传动加速,达到更快的速度,产生感生电流。使用的金属是沸点较低的。
专利摘要
小型氘核反应炉小型氘核反应炉是用放射性元素放出γ射线,或者是用放α射线的放射性元素放出的α射线轰击氮原子核,让氮原子核放出质子,在用质子轰击锂核,锂核放出17.6MeV的高能γ光子,让氘核分解为质子和中子再让质子在磁镜作用下,与中子发生碰撞,形成氘核这是让光致核裂变、核聚变依次发生。这样,这个核反应是可逆的。它的优点是放出的能量好控制,而且因为反应可逆,所以反应炉可以把所有的反应物转化为能量,所以运行的时间非常长,核反应放出的热能,把金属加热到沸点,让气态金属通过毛细管带动齿轮旋转,通过二级传动加速,达到更快的速度,产生感生电流。使用的金属是沸点较低的,比如铷、钾、铯等。
文档编号G21B3/00GKCN102163467SQ201010519828
公开日2011年8月24日 申请日期2010年10月17日
发明者徐宽 申请人:徐宽导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan