和固定的第一段的基座部分被制成平面或球面，第 二段和第三段的基座部分為球形并且彼此分開一定距離，該距離等于它們半徑差，其中，靶 容器的第三段通過(guò)管道和關(guān)閉機(jī)構(gòu)分別連接到第二段和備用單元，而第二段通過(guò)管道連接 到熱變換器，同時(shí)備用單元的設(shè)計(jì)允許其補(bǔ)充并且所述單元位于靶的第三段上方。除了第 二實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)施例突出了通過(guò)增加靶的第二段中的可裂變放射性核素的份額 (portion)來(lái)實(shí)現(xiàn)最大動(dòng)力生產(chǎn)的可能性。
[0019] 所要求保護(hù)的方法和裝置的特征將通過(guò)參考附圖1-13和表1得到更好理解。
[0020] 在附圖中：
[0021] 圖1顯示了被能量為lGeV/核子的多電荷238U離子觸發(fā)的鈾靶原子核的多重碎裂的 雪崩過(guò)程的前六個(gè)階段。
[0022] 圖2呈現(xiàn)了包括單段圓錐形靶的用于輻照重化學(xué)元素的同位素將核能轉(zhuǎn)化為熱以 實(shí)現(xiàn)本文中所提出的方法的裝置的總體視圖。
[0023] 圖3顯示了用于輻照重化學(xué)元素的同位素將核能轉(zhuǎn)化為熱的所提出的裝置的剖視 圖。
[0024] 圖4描繪了使用單段球形靶實(shí)現(xiàn)本文中所提出的方法的用于輻照重化學(xué)元素的同 位素將核能轉(zhuǎn)化為熱的裝置的總體視圖。
[0025] 圖5呈現(xiàn)了用于輻照重化學(xué)元素的同位素將核能轉(zhuǎn)化為熱的所述裝置的剖視圖。
[0026] 圖6顯示了用于輻照重化學(xué)元素的同位素將核能轉(zhuǎn)化為熱的裝置的總體視圖，其 中，使用了具有第一圓柱形段的兩段圓柱形靶。
[0027] 圖7提供了用于輻照重化學(xué)元素的同位素將核能轉(zhuǎn)化為熱的所述裝置的剖視圖。
[0028] 圖8顯示了用于輻照重化學(xué)元素的同位素將核能轉(zhuǎn)化為熱的裝置的剖視圖，其中， 使用了兩段圓柱形靶，靶的第一段的基座部分為球形。
[0029] 圖9提供了用于輻照重化學(xué)元素的同位素將核能轉(zhuǎn)化為熱的裝置的剖視圖，其中， 使用了具有截頭錐體狀的第一段的兩段圓錐形靶。
[0030] 圖10呈現(xiàn)了用于輻照重化學(xué)元素的同位素將核能轉(zhuǎn)化為熱的裝置的剖視圖，其 中，使用了兩段圓錐形靶和兩段的球形基座部分。
[0031]圖11示出了用于輻照重化學(xué)元素的同位素將核能轉(zhuǎn)化為熱的裝置的總體視圖，其 中，使用了三段圓柱形靶，第一段被制成圓柱形，第二和第三段具有球形基座部分。
[0032] 圖12呈現(xiàn)了用于輻照重化學(xué)元素的同位素將核能轉(zhuǎn)化為熱的相同裝置的剖視圖。
[0033] 圖13示出了在長(zhǎng)壽命放射性核素上關(guān)閉的核燃料循環(huán)的圖。
[0034] 表1包含長(zhǎng)壽命放射性核素的列表。
[0035] 所提出的方法基于在放射性核素原子核（范圍為3H-251Cf)當(dāng)暴露于相對(duì)論性重 粒子束(范圍從中子、質(zhì)子、重氫核到多電荷鈾離子)時(shí)的多重碎裂的動(dòng)力方面的系統(tǒng)研究 過(guò)程中得到的結(jié)果。核多重碎裂的效果已早為人知（"實(shí)驗(yàn)核物理學(xué)"，二卷，κ . Η .穆辛著， 莫斯科原子能出版社，1993年版，第11章第73段）。然而，除了其它因素，沒有對(duì)作為這樣衰 減的碎片的結(jié)果的核多重碎裂的動(dòng)力方面進(jìn)行系統(tǒng)性計(jì)算。沒有發(fā)現(xiàn)或研究通過(guò)第二代和 進(jìn)一步的代的碎片衰減靶原子核所釋放的動(dòng)力的效果。
[0036]基于用于計(jì)算由各種化學(xué)元素制成的并且暴露于相對(duì)論性離子束的靶中的核反 應(yīng)能量的方法(物理量:手冊(cè)，I. S.格里戈里耶夫和E. Ζ.梅伊利霍夫合著，莫斯科原子能出 版社，1991版）以及在布魯克黑文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站(http://www.nndc.bnl .gov/nudat2/)上 提供的關(guān)于中子和3288個(gè)核素的質(zhì)量缺陷值的估計(jì)核數(shù)據(jù)陣列，此項(xiàng)工作已經(jīng)由使用他們 自己的計(jì)算機(jī)程序的作者執(zhí)行。計(jì)算結(jié)果被認(rèn)為是用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得以證實(shí)。
[0037]進(jìn)行工作的關(guān)鍵是發(fā)現(xiàn)顯著特征，更具體地，當(dāng)靶暴露于相對(duì)論性重粒子束(而釋 放核能量并且吸收相對(duì)論性粒子的動(dòng)能）時(shí)，長(zhǎng)壽命放射性核素(包括錒系元素）的核多重 碎裂的動(dòng)力特點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)，其論證了帶電核碎片對(duì)能量釋放效率提升的積極貢獻(xiàn)。由此，作者 提出了一種針對(duì)所述效果的實(shí)際應(yīng)用的解決動(dòng)力工程、環(huán)境和公共衛(wèi)生問題的新型方法。
[0038] 因此，例如，在238U相對(duì)論性多電荷鈾離子與14C原子核之間的非彈性碰撞導(dǎo)致其多 重碎裂，并且伴有包括中子在內(nèi)的大約30(如下所計(jì)算的)個(gè)碎片逃出且彈射粒子動(dòng)能傳遞 至這些碎片。用相對(duì)論性中子擊中 238U原子核的可能結(jié)果是前者坍塌，并且伴有不多于30 (如下所計(jì)算的)個(gè)碎片通過(guò)具有能量釋放的任何通道逃出。在電荷和質(zhì)量上與氯核素不相 上下或高于(多達(dá)包括鈀)該氯核素的高能碎片導(dǎo)致 238U原子核裂變，并且伴有不多于33(如 下所計(jì)算的）個(gè)碎片逃出并釋放能量。對(duì)于mCs多重碎裂，并且伴有類似地，相對(duì)論性粒子 的動(dòng)能傳遞至多個(gè)逃出碎片，這些碎片的數(shù)量可以多達(dá)35。
[0039] 對(duì)于多重碎裂的靶原子核裂變的高能產(chǎn)物，得到了相似的結(jié)果，該高能產(chǎn)物又擊 中導(dǎo)致其裂變的隨后的原子核。由此形成的帶電原子核碎片和中子不僅攜帶彈射粒子能 量，而且還攜帶經(jīng)常從多重碎裂中和當(dāng)這些碎片和中子還與靶原子核碰撞時(shí)釋放的能量， 生成另一代的次級(jí)粒子，藉此觸發(fā)粒子材料裂變的雪崩過(guò)程。
[0040] 圖1圖示了被能量為lGeV/核子的32-電荷238U離子觸發(fā)的238U原子核的多重碎裂過(guò) 程的前六個(gè)階段，而以外觀(作為第一代)有6個(gè)質(zhì)量不相上下的帶電碎片和39個(gè)中子為例： [0041] 1.加速238U離子與靶原子核的碰撞。
[0042] 2.釋放194MeV(~3*1012種實(shí)現(xiàn)方式選項(xiàng)）的第一代高能碎片的外觀。
[0043] 3.第一代碎片的分離。
[0044] 4.第一代碎片與靶原子核碰撞。
[0045] 5.釋放~190MeV(計(jì)算出的）（超過(guò)2*108種實(shí)現(xiàn)方式選項(xiàng)）的第二代高能碎片的外 觀。
[0046] 6.第二代碎片的分離
[0047]表征本文中所提出的方法的圖1示出了第一代的每個(gè)中子和帶電碎片可以產(chǎn)生， 根據(jù)計(jì)算如下，至少10個(gè)高能碎片并且導(dǎo)致釋放大約190MeV。在這種情況下，通量粒子產(chǎn)生 至少兩代碎片，從而摧毀(根據(jù)計(jì)算如下）超過(guò)450個(gè)靶原子核并且導(dǎo)致釋放大約8.7 GeV (194+45*193 MeV = 8.7GeV)的核能。當(dāng)生產(chǎn)第三代這樣的碎片時(shí)，根據(jù)計(jì)算如下，摧毀的原 子核數(shù)量增加到4500個(gè)，而釋放的能量大約為86GeV( 194+450*190 MeV = 86GeV)。
[0048] 因此，核裂變的雪崩過(guò)程被觸發(fā)并且開始升級(jí)，除其它因素外，包括處于衰減原子 核的帶電碎片的作用下，隨著它們隨后的摧毀，該衰減原子核的能量超出沿著這些碎片的 軌跡的原子核的庫(kù)侖勢(shì)皇。
[0049] 對(duì)于第一代的其它原子核碎片(特別是，來(lái)自238U原子核的6-碎片摧毀）的可能行 為相關(guān)聯(lián)的事件序列的這樣的追蹤引起類似所謂的環(huán)狀鏈，即，具有類似質(zhì)量和電荷并且 產(chǎn)生靶原子摧毀動(dòng)作的這些序列的接近碎片的鏈。當(dāng)靶原子核根據(jù)多個(gè)選項(xiàng)被分裂成任何 其它數(shù)量的碎片時(shí)，各種尺寸的所述序列自然發(fā)生，該多個(gè)選項(xiàng)遵循能量、動(dòng)量、電荷和重 子荷守恒法則并且在類似的過(guò)程中得以實(shí)現(xiàn)。
[0050] 因此，當(dāng)發(fā)生這樣的摧毀過(guò)程時(shí)，出現(xiàn)了動(dòng)力上不相上下的靶原子核摧毀事件的 多個(gè)環(huán)狀序列。換言之，為了確保在靶中由通量的相對(duì)論性粒子引發(fā)的多個(gè)這樣的序列的 實(shí)際上可接受的動(dòng)力，在其它條件都相同的情況下，所述粒子必須獲得對(duì)于該目的而言是 足夠的能量。在這種情況下，通量中的任何粒子都能夠利用數(shù)量十分巨大的靶原子核，其相 應(yīng)地導(dǎo)致大大降低了對(duì)加速器電流強(qiáng)度的要求。
[0051] 靶材料原子核的衰減倍增的所述效果的意義如下。
[0052]第一，通過(guò)將各種材料(包括