專利名稱:利用多個(gè)相交的正離子存儲(chǔ)環(huán)的先進(jìn)核聚變方法及組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及核聚變領(lǐng)域，兩個(gè)原子核聚合形成較高質(zhì)量的原子核。本發(fā)明 的主要應(yīng)用是聚變輕元素的核，從而使一些輕元素的質(zhì)量以高動(dòng)能粒子的形式 轉(zhuǎn)換成能量，這可被用作相對(duì)無(wú)污染的能源。另外的應(yīng)用包括通過(guò)核聚變或 一系列核聚變及核裂變，使一種或兩種元素的兩個(gè)核轉(zhuǎn)換為一種更合意的元素 的核。
背景技術(shù)：
為實(shí)現(xiàn)核聚變，必須提供能量來(lái)克服帶正電荷的兩個(gè)核之間的電場(chǎng)排斥。 粒子加速器已被用于發(fā)展核聚變的科學(xué)基礎(chǔ)，但這些粒子加速器是為了擴(kuò)
展科學(xué)知識(shí)，人們并不努力地提高它們的能量效率。因此，它們的能量效率比
核聚變能量產(chǎn)生的得失平衡水平低至少數(shù)百萬(wàn)倍。
對(duì)于使用粒子加速器的最佳能量效率，每個(gè)正離子應(yīng)以離子束形式，連同
另一個(gè)具有相等和相反動(dòng)量的相同或不同類型的正離子的離子束，重復(fù)地穿過(guò)
等離子體中的聚變區(qū)。為離子組合的核聚變截面的最佳組合選擇動(dòng)量，同時(shí)使 離子加速所需的能量減至最小。
為產(chǎn)生最大功率，聚變區(qū)體積的總和應(yīng)該是最大的。
大面積的吸能材料應(yīng)靠近聚變區(qū)域放置，以使聚變產(chǎn)生的粒子的高動(dòng)能轉(zhuǎn) 換為熱能，同時(shí)避免過(guò)大的能量傳遞面密度。
有幾個(gè)發(fā)明試圖改善能量效率并增加粒子加速器的聚變率，以提供可用的 能量生成聚變率。Russell的1992年10月5日獲授權(quán)的美國(guó)專利號(hào)5,152,955, "存儲(chǔ)環(huán)聚變能例發(fā)生器"，描述了一種相當(dāng)復(fù)雜的伸長(zhǎng)的相交的正離子存儲(chǔ) 環(huán)的裝置，但只提供了一個(gè)核聚變位置。Young等人的1998年12月29日獲授 權(quán)的美國(guó)專利號(hào)5,854,531 "用于高產(chǎn)量核生產(chǎn)的存儲(chǔ)環(huán)系統(tǒng)及方法"，描述 了一種主要為醫(yī)學(xué)用途的帶有固定靶的矩形結(jié)構(gòu)的單個(gè)正離子存儲(chǔ)環(huán)。Amini的2000年10月10日獲授權(quán)的美國(guó)專利號(hào)6，130，926,"產(chǎn)生核粒子及放射性 核素的加強(qiáng)方法和機(jī)構(gòu)"，描述了一種改進(jìn)的回旋粒子加速器，主要為醫(yī)學(xué)目 的提供帶有一或多個(gè)緩慢細(xì)轉(zhuǎn)耙的單個(gè)正方形正離子存儲(chǔ)環(huán)。
這些發(fā)明都能夠由核聚變產(chǎn)生一些高能粒子，但沒(méi)有一個(gè)發(fā)明能提供顯著 的能量生成所必需的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種核聚變能量生成系統(tǒng)，它具有一或多個(gè)核聚變能量生成堆， 每一個(gè)核聚變能量生成堆都含有多個(gè)平面型核聚變發(fā)生室，它們位于多個(gè)平面 型能量吸收室之間的間隙內(nèi)。
在本發(fā)明能量生成的一較佳方式中，每個(gè)平面型核聚變發(fā)生室包含含有氫 的兩個(gè)同位素氘和氚的低壓氣體。固定磁通密度圖案和旋轉(zhuǎn)射頻電場(chǎng)的組合使 這些氣體離子化，通過(guò)質(zhì)量使它們分開(kāi)，并形成與多個(gè)氚離子存儲(chǔ)環(huán)相交的多 個(gè)氘離子存儲(chǔ)環(huán)。
在氘離子存儲(chǔ)環(huán)與氚離子存儲(chǔ)環(huán)相交處發(fā)生核聚變。所得的高能中子穿越 平面型核聚變發(fā)生室的壁，且在鄰近平面型能量吸收室處被捕獲，并所得的高 能阿爾法粒子撞擊每個(gè)平面型核聚變發(fā)生室的內(nèi)壁，從而提供額外的熱能，該 熱能通過(guò)熱導(dǎo)性也被傳遞到鄰近的平面型能量吸收室。所得的熱能在外部功率 處理設(shè)備中被轉(zhuǎn)換為更有用能量形式。
由于氚是合意的燃料源，而且不容易得到，因此在核聚變能量生成系統(tǒng)中 包括制造氖的能力是很有用的。
實(shí)現(xiàn)這種氚制造的兩個(gè)最顯然的方法是加入低能中子從而引起鋰裂變; 以及氘-氘聚變。
在鋰裂變的情況，鋰用在平面型能量吸收室中，即從高動(dòng)能聚變中子吸收 能量，又在大部分聚變中子動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱之后，使所得的低能中子聚變并通過(guò) 核裂變轉(zhuǎn)換為氚和氦。通過(guò)包括作為中子倍增器的材料，可以增加氚生成率。
在氘-氘核聚變的情況，氚及氦3是產(chǎn)品，氚也可用作能量生成核聚變?nèi)剂?元素。


圖1A是三個(gè)相交的正離子存儲(chǔ)環(huán)的啟示性布置的平面圖。
圖IB是用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)射頻電場(chǎng)以將能量結(jié)合到圖1A的相交正離子存
儲(chǔ)環(huán)中的典型電極的啟示性布置的平面圖。
圖2是用于平面型核聚變發(fā)生室的典型多個(gè)相交正離子存儲(chǔ)環(huán)的平面圖。
圖3A是在沒(méi)有交變梯度聚焦情況下的增大的磁通密度的側(cè)視圖。 圖3B和圖3C是針對(duì)傾斜的增大磁通密度配置的組合而定位以提供交變
梯度聚焦的鐵磁體的側(cè)視圖。
圖3D和圖3E是適合于為交變梯度聚焦提供增大磁通密度區(qū)的鐵磁體的
側(cè)視圖。
圖4是以多個(gè)平面型能量吸收室間隔開(kāi)的、與能量變換裝置連接的多個(gè) 平面型核聚變發(fā)生室的堆的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的目的是在低壓等離子體中提供多個(gè)相交正離子存儲(chǔ)環(huán)，以提供 正離子間的反向碰撞，導(dǎo)致核聚變。每個(gè)正離子存儲(chǔ)環(huán)中的正離子的速度由以 下的目標(biāo)來(lái)確定碰撞正離子之間的動(dòng)量要相等；以及使相交正離子束存儲(chǔ)環(huán) 中的多種正離子相互組合所需的聚變截面積最大化以及使維持相交正離子存 儲(chǔ)環(huán)所需的能量最小化這兩方面之間要達(dá)到最佳平衡。
產(chǎn)生正離子存儲(chǔ)環(huán)所涉及的基本原理類似于回旋加速器原理，其中將固 定磁通密度施加到含有兩個(gè)D形中空電極的真空室。在回旋加速器中，帶電粒 子被引進(jìn)真空室，在兩D形中空電極之間施加射頻功率脈沖，因帶電粒子的線 速度增加，從而導(dǎo)致帶電粒子聚束，并使兩D形中空電極之間的間隙中所得的 聚束的帶電粒子加速，從而以恒定角速度進(jìn)入一個(gè)當(dāng)帶電粒子的線性速度增大 時(shí)螺旋向外的軌道中。針對(duì)"回旋加速器條件(cyclotron condition)"艮卩B=2 Ji fm/q,，來(lái)選擇射頻功率脈沖的頻率以及固定磁通密度場(chǎng)的大小,其中B是以特 斯拉為單位的磁通密度，m是以千克為單位的粒子質(zhì)量，f是以赫茲為單位的旋 轉(zhuǎn)頻率，以及q是以庫(kù)倫為單位的粒子電荷。回旋加速器條件的另一種表述是
6B=M/(qr)，其中B是以特斯拉為單位的磁通密度，M是以千克米/秒為單位的粒 子動(dòng)量，q是以庫(kù)倫為單位的粒子電荷，以及r是以米為單位的正離子存儲(chǔ)環(huán)半 徑。
回旋加速器加速度系統(tǒng)與本發(fā)明的系統(tǒng)的目的不同之處在于核聚變系統(tǒng) 的期望動(dòng)能是在幾萬(wàn)電子伏特至幾十萬(wàn)電子伏特范圍內(nèi)最有利于核聚變的，而 非研究用回旋加速器通常所需的數(shù)百萬(wàn)至萬(wàn)億電子伏特，而且核聚變的期望帶 電粒子密度遠(yuǎn)高于研究用回旋加速器的所需帶電粒子密度，以提供對(duì)能量生成 有用的聚變率。為了實(shí)現(xiàn)核聚變中有用的功率所需的較高正離子密度，通過(guò)低 壓等離子體使正離子加速，而非通過(guò)真空。等離子體中的自由電子使正離子的 電荷相互屏蔽，避免帶正電的離子相互間排斥而分散，并因此得到較高的正離 子密度。
不使用射頻脈沖來(lái)加速正離子，本發(fā)明使用多電極旋轉(zhuǎn)加速器，為方 便，稱之為Seldon加速器，它產(chǎn)生近似于正弦波的旋轉(zhuǎn)射頻電波。利用Seldon 加速器，在鄰近旋轉(zhuǎn)射頻電波的最大負(fù)值電壓的等離子體中，存在著正離子密 度增加，這是由于等離子體中的正離子之間的吸引力和射頻電波的最大負(fù)值電 壓而導(dǎo)致的。該正離子密度增加的正電荷是通過(guò)旋轉(zhuǎn)射頻電波而被加速的，這 會(huì)促成沿著正離子存儲(chǔ)環(huán)的循環(huán)，該循環(huán)接近于旋轉(zhuǎn)射頻電波的旋轉(zhuǎn)速度。
如果垂直于正離子存儲(chǔ)環(huán)的旋轉(zhuǎn)軸的有效平均固定磁通密度小于 Sddon加速器中的回旋加速器條件，則循環(huán)的正離子的磁偏轉(zhuǎn)將會(huì)減小，而且 將會(huì)由旋轉(zhuǎn)射頻電場(chǎng)螺旋向外地加速。
如果垂直于Seldon加速器中的正離子旋轉(zhuǎn)軸的有效平均固定磁通密度 大于回旋加速器條件，則循環(huán)的正離子的磁偏轉(zhuǎn)將會(huì)螺旋向內(nèi)地增加，并停止 向Seldon加速器的旋轉(zhuǎn)射頻電場(chǎng)提供能量。
為了準(zhǔn)確地控制每?jī)蓚€(gè)相交正離子存儲(chǔ)環(huán)的交點(diǎn)，有必要為每個(gè)相交正 離子存儲(chǔ)環(huán)提供有效平均固定磁通密度徑向增加的區(qū)域。對(duì)小于所需正離子存 儲(chǔ)環(huán)尺寸的有效平均半徑，有效平均固定磁通密度小于回旋加速器條件。這會(huì) 導(dǎo)致所選質(zhì)量的正離子螺旋向外地朝向所需相交正離子存儲(chǔ)環(huán)軌道。當(dāng)平均半 徑增加至所需相交正離子存儲(chǔ)環(huán)軌道時(shí)，有效平均固定磁通密度增加至回旋加 速器條件。當(dāng)平均半徑超過(guò)所需正離子存儲(chǔ)環(huán)軌道時(shí)，有效平均固定磁通密度在很短的距離上就增加至大于回旋加速器條件。過(guò)了這個(gè)很短的距離，有效平 均固定磁通密度會(huì)減小至小于回旋加速器條件。
提供這種磁通密度的有效平均半徑變化是圖1A中多個(gè)增大磁通密度區(qū)50
的一個(gè)功能(函數(shù))。制備這些增大磁通密度區(qū)的裝置可包括相鄰的鐵磁體
(ferromagnetic volumes)、永磁體、或通過(guò)圍繞每個(gè)相交正離子存儲(chǔ)環(huán)40相隔 一段距離定位的線圈驅(qū)動(dòng)的電流，這種電流或與鐵磁體分離、或與鐵磁體結(jié)合。 另外合意的增大磁通密度區(qū)50的功能是要為每個(gè)相交正離子存儲(chǔ)環(huán)40提供聚 焦及成形。
鐵磁體30以及在固定磁場(chǎng)強(qiáng)度區(qū)域內(nèi)所得的各增大磁通密度區(qū)50的形 狀和位置的啟示性例子被顯示在圖3A， 3B, 3C， 3D及3E中。
圖1A是示意圖，顯示了三個(gè)相鄰單元的曲率半徑減小的相交正離子存 儲(chǔ)環(huán)40,它們每一個(gè)與增大磁通密度區(qū)50相應(yīng)，是因多個(gè)相鄰鐵磁體30單元 的存在而導(dǎo)致的，諸如圖3A、圖3B、圖3C、圖3D及圖3E所示。因而形成的 每個(gè)相交正離子存儲(chǔ)環(huán)40的形狀不同于環(huán)形，對(duì)六個(gè)增大磁通密度區(qū)50而言 接近六角形。這些單元的相交正離子存儲(chǔ)環(huán)40之間的各交點(diǎn)區(qū)每一個(gè)都形成 核聚變區(qū)60。
圖1B是示意圖，顯示了多個(gè)電極70的平面圖，這些電極用于在圖1A 的相交正離子存儲(chǔ)環(huán)40的每個(gè)特定區(qū)域處提供旋轉(zhuǎn)射頻電波。
圖2是平面圖，顯示了在平面型核聚變發(fā)生室80的一個(gè)單元內(nèi)的33個(gè) 單元的相交正離子存儲(chǔ)環(huán)40。
圖3A是側(cè)視圖，顯示了相交正離子存儲(chǔ)環(huán)40的兩個(gè)單元，它們穿過(guò)由 兩個(gè)直排單元的鐵磁體30所產(chǎn)生的增大磁通密度區(qū)50?？拷龃蟠磐芏葏^(qū) 50右邊的正離子存儲(chǔ)環(huán)40單元環(huán)繞至右邊進(jìn)入紙頁(yè)內(nèi)，靠近增大磁通密度區(qū) 50左邊的正離子存儲(chǔ)環(huán)40單元環(huán)繞至左邊超出紙頁(yè)的范圍。如果相交正離子 存儲(chǔ)環(huán)40是在增大磁通密度區(qū)50的中心上方，增大磁通密度區(qū)50的曲率促使 正離子存儲(chǔ)環(huán)40向外及向上。同樣地，如果相交正離子存儲(chǔ)環(huán)40是在增大磁 通密度區(qū)50的中心下方，增大磁通密度區(qū)50的曲率促使正離子存儲(chǔ)環(huán)40向外 及向下。因此，這種直排布置的鐵磁體30提供了不合需要的散焦。
圖3B和圖3C所示的鐵磁體30單元的連續(xù)組合布置提供了交變梯度聚焦的例子。在圖3B中，左邊的相交正離子存儲(chǔ)環(huán)40通過(guò)增大磁通密度區(qū)50向外 及向下偏轉(zhuǎn)，而在圖3C中，右邊的相交正離子存儲(chǔ)環(huán)40同樣地通過(guò)增大磁通 密度區(qū)50向外及向上偏轉(zhuǎn)。由于左邊的正離子存儲(chǔ)環(huán)40的豎直偏轉(zhuǎn)量與來(lái)自 增大磁通密度區(qū)50中心的豎直位移量相關(guān)，這會(huì)導(dǎo)致凈交變梯度聚焦效應(yīng)。
同樣地，交變豎直偏轉(zhuǎn)組合通過(guò)圖3B和圖3C中的增大磁通密度50的 連續(xù)組合作用在增大磁通密度50右邊的正離子存儲(chǔ)環(huán)40上的力，也會(huì)導(dǎo)致交 變梯度聚焦。
在圖3D中,鐵磁體30的兩個(gè)單元的形狀決定了增大磁通密度區(qū)50的形 狀，該區(qū)的形狀會(huì)導(dǎo)致中兩個(gè)單元的相交正離子存儲(chǔ)環(huán)40向外及向下偏轉(zhuǎn)，而 在圖3E中，鐵磁體30的兩個(gè)單元的形狀決定了增大磁通密度區(qū)50的形狀，該 區(qū)的形狀會(huì)導(dǎo)致這兩個(gè)單元的相交正離子存儲(chǔ)環(huán)40向外及向上偏轉(zhuǎn)。各單元 的相交正離子存儲(chǔ)環(huán)40的連續(xù)向下和向上偏轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致交變梯度聚焦。
圖4是核聚變堆100的側(cè)視圖，它包括用各單元平面型能量吸收室90 間隔開(kāi)的多個(gè)單元的平面型核聚變發(fā)生室80。在每個(gè)平面型能量吸收室90內(nèi) 產(chǎn)生的熱能，來(lái)自每個(gè)平面型核聚變發(fā)生室80中的核聚變產(chǎn)生的高能粒子，該 熱能通過(guò)能量傳輸連接器94被傳送到能量轉(zhuǎn)換裝置96。
如果能量傳輸連接器94是加熱流體傳輸管路系統(tǒng)，或是加熱流體傳輸 管路系統(tǒng)與流體加熱傳輸耦合系統(tǒng)的組合，則能量轉(zhuǎn)換裝置96可以是用于驅(qū) 動(dòng)發(fā)電機(jī)的汽輪機(jī)。如果熱電裝置被用于通過(guò)由電線組成的能量傳輸連接器94 來(lái)驅(qū)動(dòng)電力，則能量轉(zhuǎn)換裝置可以是電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(electric power level conversion system)。
如果相交正離子存儲(chǔ)環(huán)是氘離子，并假定，例如氘之間聚變的最佳輸入 能是500 Kev，則每個(gè)氘的動(dòng)能將為250Kev,或4.0055E-14焦耳，質(zhì)量為 3.344xl0'27千克且速度為4.895E6米/秒，大約為光速的1.6%,以及動(dòng)量為 1.637E-20千克米/秒。假定有效存儲(chǔ)環(huán)的直徑為1米，則相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)射頻電場(chǎng) 頻率為1.56兆赫，且回旋加速器條件的平均磁通密度為.205特斯拉。
對(duì)于離子質(zhì)量不同的兩個(gè)相交正離子存儲(chǔ)環(huán)，例如，3.344E-27千克的氘和 5.008E-27千克的氣，正離子存儲(chǔ)環(huán)將會(huì)有不同需要的粒子速度以提供相等動(dòng) 量。由于氚的質(zhì)量比氘大大約50%，因此每個(gè)氘正離子的速度應(yīng)比每個(gè)氚離子
9的速度快50%。
假定，例如，気和氚核聚變的最佳能量為60Kev,氘正離子的速度將為 1.858E6米/秒，對(duì)于36Kev的動(dòng)能，氚正離子的速度將為1.239E6米/秒，對(duì)于 24Kev的動(dòng)能及6.21E-21千克米/秒的動(dòng)量，則與氖正離子的動(dòng)量相同。
再假定正離子存儲(chǔ)環(huán)有效直徑為l米，氘正離子存儲(chǔ)環(huán)的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)射頻電 場(chǎng)頻率為591千赫，氚正離子存儲(chǔ)環(huán)的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)射頻電場(chǎng)頻率為394千赫。氘 正離子存儲(chǔ)環(huán)和氚正離子存儲(chǔ)環(huán)的回旋加速器條件的平均磁通密度是0.0774 特斯拉。
對(duì)于質(zhì)量不同而電荷相同的相同動(dòng)量的粒子，回旋加速器條件達(dá)到相同的 平均磁通密度，且不同質(zhì)量粒子的正離子存儲(chǔ)環(huán)的大小及形狀相同。
因?yàn)榕c電子發(fā)生聚變碰撞和離子碰撞而導(dǎo)致動(dòng)能損失，所以施加到多個(gè)電 極的實(shí)際射頻可能稍為較高，以建立合意的正離子速度。
對(duì)于較小直徑的正離子存儲(chǔ)環(huán)，施加到多個(gè)電極70上所需的旋轉(zhuǎn)電場(chǎng)頻 率和磁通密度值對(duì)所需回旋加速器條件而言相應(yīng)地較高。
應(yīng)當(dāng)理解，相應(yīng)于不同的帶電粒子質(zhì)量的不同旋轉(zhuǎn)頻率，除了提供合意的 正離子存儲(chǔ)環(huán)動(dòng)量之外，還提供了粒子的質(zhì)譜儀分離。
因?yàn)槊恳黄矫嫘秃司圩儼l(fā)生室中最初的處理氣體包含氘和氚兩者，所以
有必要通過(guò)質(zhì)量來(lái)使這兩種離子同位素分離，以使相鄰的相交正離子存儲(chǔ)環(huán)具 有不同的同位素。帶較高氖射頻旋轉(zhuǎn)電場(chǎng)速度的多個(gè)電極圖案內(nèi)的氖正離子在 需要的軌道處被加速至一個(gè)超越回旋加速器條件的速度，因此，如果包括增大 磁通密度區(qū)的有效平均磁通小于氚離子的回旋加速器條件，則氚正離子螺旋向 外并遠(yuǎn)離該多電極圖案。
帶較低氚射頻旋轉(zhuǎn)電場(chǎng)速度的多個(gè)電極圖案內(nèi)的氘正離子被加速至 小于回旋加速器條件的速度，因此，氘正離子螺旋向內(nèi)，且要么保持在該圖案 內(nèi)，要么因布朗運(yùn)動(dòng)而被分散開(kāi)。
為了產(chǎn)生正離子存儲(chǔ)環(huán)，有必要將室中的氣體完全離子化成等離子體。 可用各種簡(jiǎn)單的技術(shù)來(lái)提供這種離子化，但是加速正離子可以提供足夠的離子 化之外。從氫原子中除去電子所需的能量大約為13.6電子伏特。因?yàn)殡x子的 質(zhì)量比電子的質(zhì)量大很多，所以高動(dòng)能氘離子和固定電子之間的碰撞會(huì)使電子的速度增加至幾乎是氘離子速度的兩倍。13.6電子伏特的電子動(dòng)能可通過(guò)與帶 超過(guò)12,500電子伏特動(dòng)能(小于核聚變正常所需的動(dòng)能)的氘離子碰撞來(lái)產(chǎn)生。 因此，其動(dòng)能足以提供核聚變的氘離子也將使氘原子離子化，從而得到需要的 等離子體。
如果引入等離子體有問(wèn)題，很多等離子體的生成技術(shù)可以利用。 因?yàn)槠矫嫘秃司圩儼l(fā)生室是在低壓下運(yùn)作的，所以具有內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)是有 利的。在不干擾正離子存儲(chǔ)環(huán)產(chǎn)生的情況下，無(wú)磁性支撐結(jié)構(gòu)可設(shè)置在每一個(gè) 正離子環(huán)的中心位置。因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)位于核聚變粒子產(chǎn)生磁通量之中，所以含內(nèi) 部冷卻液的管狀結(jié)構(gòu)也是合意的?；蛘?，能夠在高溫下保持耐壓強(qiáng)度的陶瓷制 間隔物也可使用。為便于維護(hù)，使每一個(gè)低壓聚變發(fā)生室及每一個(gè)能量吸收室 可獨(dú)立移動(dòng)是有利的。最終目的是使用遠(yuǎn)程和/或機(jī)械人操作該去除過(guò)程，以對(duì) 核聚變電力系統(tǒng)的操作進(jìn)行維護(hù)。
一種備選的裝置是具有多重獨(dú)立式可移動(dòng)的夾層結(jié)構(gòu)，每一個(gè)結(jié)構(gòu)由熱 結(jié)合在能量吸收室每一側(cè)上的低壓核聚變發(fā)生室組成。在該方式中，聚變中子 的熱能被能量吸收室的主體吸收，而聚變阿爾法粒子的熱能被低壓核聚變發(fā)生 室的壁吸收并通過(guò)熱導(dǎo)性傳輸?shù)侥芰课帐摇?br>為正離子存儲(chǔ)環(huán)圖案提供磁通密度圖案所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度生成是公知 技術(shù)，該技術(shù)通常由直流電線圈和鐵磁芯組成。諸如使用超導(dǎo)導(dǎo)體的各種方法 也是舊技術(shù)。
事實(shí)上，沿相同軌道的相同動(dòng)量和電荷的正離子存儲(chǔ)環(huán)有很大的適應(yīng) 性。利用相同的磁通密度圖案，簡(jiǎn)單變換個(gè)別正離子存儲(chǔ)環(huán)的Seldon加速器的 頻率，為正離子存儲(chǔ)環(huán)所選的正離子質(zhì)量就會(huì)改變。
權(quán)利要求
1. 一種核聚變發(fā)生室，它包括在低壓等離子體中操作的多個(gè)相交的正離子存儲(chǔ)環(huán)，每一個(gè)相交的正離子存儲(chǔ)環(huán)中的正離子的動(dòng)量以及每一個(gè)相交的正離子存儲(chǔ)環(huán)的大小和形狀都是由固定的磁通密度圖案和旋轉(zhuǎn)的射頻電場(chǎng)來(lái)決定的，并且能夠在相鄰的相交的正離子存儲(chǔ)環(huán)中的粒子之間產(chǎn)生核聚變。
2. —種核聚變能量生成堆，它包含如權(quán)利要求
1所述的核聚變發(fā)生室的多個(gè)單元，其中間隔排列著多個(gè)能量吸收室，每一個(gè)能量吸收室包含用于將通過(guò)核聚變 而產(chǎn)生的高能粒子的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能的材料，并且提供用于將所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)移 到外部能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的裝置。
3. 如權(quán)利要求
l所述的核聚變發(fā)生室，其特征在于，它具^(guò)由增大的磁通密度 的圖案所提供的交變梯度聚焦，所述增大的磁通密度的圖案是由多個(gè)鐵磁體產(chǎn)生 的，所述多個(gè)鐵磁體被放置在相對(duì)于每一個(gè)正離子存儲(chǔ)環(huán)的位置處。
4. 如權(quán)利要求
l所述的核聚變發(fā)生室，其特征在于，它具有由增大的磁通密度 的圖案所提供的交變梯度聚焦，所述增大的磁通密度的圖案是由多個(gè)像永磁體或 電動(dòng)磁線圈這樣的磁場(chǎng)源產(chǎn)生的，所述磁場(chǎng)源被放置在相對(duì)于每一個(gè)正離子存儲(chǔ) 環(huán)的位置處。
5. 如權(quán)利要求
1所述的平面型核聚變發(fā)生室，其特征在于,在相交的正離子存 儲(chǔ)環(huán)的相鄰單元中，不同質(zhì)量的正離子的動(dòng)量基本上是相等的。
6. 如權(quán)利要求
l所述的核聚變發(fā)生室，其特征在于，它具有用于定位其它物質(zhì) 的裝置，所述其它物質(zhì)通過(guò)核聚變所發(fā)射的粒子的轟擊作用而被轉(zhuǎn)換成更合意的 材料。
7. —種核聚變能量生成堆，它包含核聚變能量生成組件的多個(gè)單元，每一個(gè)核聚變能量生成組件包括如權(quán)利要求
1所述的核聚變發(fā)生室，同時(shí)核聚變能量吸收室 按一種夾層配置被熱接合到核聚變發(fā)生室每一側(cè)。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種在等離子體中產(chǎn)生多個(gè)相交正離子存儲(chǔ)環(huán)(40)、從而發(fā)生核聚變并且將所產(chǎn)生的高能粒子的能量轉(zhuǎn)換成更有用的能量形式的組件及方法。該組件由低壓聚變發(fā)生室(80)的交變層組成，聚變發(fā)生室(80)包含相交正離子存儲(chǔ)環(huán)(60)以及能量吸收室(90)，能量吸收室(90)用于吸收能量并將能量傳輸?shù)酵獠磕芰刻幚硌b置(96)。
文檔編號(hào)G21B1/00GKCN101449337SQ200680054709
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2006年12月28日
發(fā)明者約翰·塞爾登·奧格萊 申請(qǐng)人:約翰·塞爾登·奧格萊導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan