CN106024071B - 一种利用核聚变发电的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用核聚变发电的方法及系统，本发明利用工作在非临界状态下微型核聚变产生的能量提升水位，然后利用水的重力势能进行发电；采用聚变靶和激光点火实现核聚变，向聚变靶的玻璃管端部输入激光，利用激光冲击点火技术使氘丸发生聚变，每次氘丸的爆炸当量对核反应井是安全的，在这种不破坏反应井的情况下，通过每一次的微型核爆炸使反应井中水位提升并流入外部的环形水库中，环形水库底部设有发电装置，利用环形水库底部与海平面水位的高程差进行发电，本发明提供了一种无限的、清洁的、安全的利用核聚变的新能源发电系统。

Description

一种利用核聚变发电的方法及系统
技术领域
本发明属核能发电技术领域，特别是涉及一种利用核聚变发电的方法及系统。
背景技术
目前人类还不能利用核聚变能进行发电，唯一可利用的核能发电是裂变核能发电，并且都是利用核反应堆的临界状态工作，在反应堆的临界工作状态上工作是具有一定危险性的，因为裂变需要的铀等重金属元素在地球上含量稀少，而且常规裂变反应堆会产生长寿命放射性较强的核废料，另外核裂变发电需要精确的控制，一旦控制失灵，就会造成巨大的事故，历史上如：前苏联切尔诺贝利核电站事故等，这些因素限制了裂变核能发电的发展。
核聚变反应是氢的同位素――氘或氚的聚变，氘或氚在地球的海水中藏量丰富，多达40万亿吨，如果全部用于聚变反应，释放出的能量足够人类使用几百亿年，而且反应产物是无放射性污染的氦，聚变能是一种无限的、清洁的、安全的新能源。
发明内容
本发明目的在于利用激光技术和激光聚变靶用空心玻璃微球实现核聚变，减少核裂变带来的污染以及危险，以及使用化石能源对环境造成的污染，提供了一种无限的、清洁的、安全的新能源核聚变发电装置。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的，一种利用核聚变发电的方法，包括以下步骤：
(1)建立底部设有核聚变发生装置的核反应井，以及沿着所述反应井设立环形水库，在所述环形水库底部设置发电装置；
(2)启动所述核聚变发生装置，使之产生微型核聚变反应，利用微型核聚变释放出的能量将核反应井中的水推入到所述环形水库中；
(3)开启所述发电装置，将环形水库中的水经发电装置流出，水的势能转化为电能，从而实现发电。
根据本发明所述的一种利用核聚变发电的方法的进一步特征：所述核聚变发生装置包括微核爆激光导引玻璃管以及放置于所述微核爆激光导引玻璃管中的氘丸，通过在微核爆激光导引玻璃管端部通入激光，利用激光冲击点火技术使氘丸发生聚变，促使氘丸产生聚变能量。
本发明所述的一种利用核聚变发电的系统，该系统包括核反应井以及沿着所述核反应井设立的环形水库，其特征在于：所述核反应井底部还设置有核聚变发生装置，核聚变发生装置包括对称设置于核反应井底部的设置有激光发生器的高能激光房间，所述高能激光房间之间通过微核爆激光导引玻璃管连接，所述微核爆激光导引玻璃管中放置有氘丸，所述氘丸主要由激光聚变靶用空心玻璃微球以及氘气组成，所述氘气被充入到所述空心玻璃微球中，设于高能激光房间内的激光发生器发射的激光沿着微核爆激光导引玻璃管照射到氘丸上；
其中环形水库的底部还设置有发电装置。
作为另一种方案，所述核聚变发生装置包括多个呈星型结构分布的高能激光房间，星型中心与各高能激光房间之间通过微核爆激光导引玻璃管连接，在星型中心处放置所述氘丸，有利于氘丸表面全部被激光发生器发出的激光束所覆盖，从而确保氘丸表面各部分受到均匀照射。
较优地，所述核反应井侧壁设置有用于控制核反应井内水位的水阀。
较优地，所述环形水库通过底部的支撑柱支撑，使得环形水库底部高于海平面。
较优地，所述环形水库底部与所述发电装置之间用导流管连接，所述发电装置位于所述导流管下方。
较优地，根据核反应井以及环形水库的实际设计尺寸，选择合适大小的氘丸，从而保证核反应井中的水能被推到环形水库中，同时核聚变氘丸的爆炸当量对核反应井也是安全的。
较优地，所述环形水库底部与所述核反应井顶部等高，且所述环形水库的内环侧壁在核反应井井口上方形成八字型喷口，可以有效避免核反应井中的水被推到环形水库时水飞溅到环形水库外。
本发明积极效果在于：本发明充分利用水资源中的提炼出的氘或氚元素，避免使用化石资源，减少了污染。与工作在临界状态的核裂变核能发电相比，本发明核聚变核能发电，工作在非临界状态的，更安全，更环保，减少了核裂变带来的核污染，也减少了核能发电带来的危险性。相比而言，海洋资源丰富，可以充分利用资源，同时减少了我国电力短缺的问题。此装置，不仅适用于海洋发电，还适用各种水库发电。
附图说明
图1为本发明实施例所述利用核聚变发电的系统的剖视图；
图2为本发明实施例所述核聚变发生装置的微核爆激光导引玻璃管星型连接结构示意图；
附图标记说明：
1-核反应井、11-氘丸、12-激光发生器、13-微核爆激光导引玻璃管、14-水阀、15-高能激光房间、2-环形水库、21-支撑柱、22-发电装置、23-导流管。
具体实施方式
以下，举个较佳实例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
图1是表示本发明的优选的一个实施方式所涉及的利用核聚变发电的系统的剖视结构图，该系统主要包括核反应井1以及沿着核反应井1设立的环形水库2。作为优选的，我们选址的位置是大海，在海里选水位比较合适的位置用水泥建立一个核反应井1以及沿着核反应井1设立的环形水库2。其中核反应井1底部还设置有核聚变发生装置，核聚变发生装置包括对称设置于核反应井底部的设置有激光发生器12的高能激光房间15，所述高能激光房间之间通过微核爆激光导引玻璃管13连接，所述微核爆激光导引玻璃管中放置有氘丸11，所述氘丸主要由激光聚变靶用空心玻璃微球以及氘气组成，所述氘气被充入到所述空心玻璃微球中，设于高能激光房间内的激光发生器发射的激光沿着微核爆激光导引玻璃管照射到氘丸上；此外，环形水库的底部还设置有发电装置。
作为另一种方案，所述核聚变发生装置包括多个呈星型结构分布的高能激光房间，星型中心与各高能激光房间之间通过微核爆激光导引玻璃管连接，在星型中心处放置所述氘丸，有利于氘丸表面全部被激光发生器发出的激光束所覆盖，从而确保氘丸表面各部分受到均匀照射；如图2所示为核聚变发生装置的微核爆激光导引玻璃管星型连接结构示意图。
以上设施准备好之后，首先开启核反应井两边的水阀14，通过水阀14来给核反应井1供水并控制水位。然后在微核爆激光导引玻璃管13两端启动激光发生器12对氘丸11利用现有的激光冲击点火技术使其发生聚变；这时氘丸11产生巨大的能量，根据核反应井以及环形水库的实际设计尺寸，可选择合适大小的氘丸11，从而使得氘丸11的能量得到合理的利用，不至于造成能量浪费，同时氘丸11的爆炸当量对核反应井1是安全的，在这种不破坏反应井1的情况下，通过每一次的爆炸使核反应井1的水位提升，核反应井1中的水就会推入到外部的环形水库2中，环形水库2的底面使用支撑柱21作为支撑，使环形水库2的底面高于水平面，让环形水库中的水与海平面之间形成了落差。导流管23一端与环形水库2的底面相连通，另一端与发电装置22相连通，发电装置22位于导流管23下方。环形水库2中的水可以直接通过导流管23流进发电装置22中进行发电，最大效率的提高了水能的的利用效率。
作为优选的实施方案，所述环形水库底部与所述核反应井顶部等高，且所述环形水库的内环侧壁在核反应井井口上方形成八字型喷口，可以有效避免核反应井中的水被推到环形水库时水飞溅到环形水库外。
如以上所述，在本实施方式中，图示并说明了本发明的原理，但是，对于本领域技术人员而言，可以认识到本发明只要是不脱离以上所述那样的原理则可以变更配置以及细节。本发明并不限定于本实施方式所公开的特定的结构。因此，来自权利要求及其宗旨的范围内的所有修改以及变更都请求权利。

Claims (7)

1.一种利用核聚变发电的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)建立底部设有核聚变发生装置的核反应井，以及沿着所述反应井设立环形水库，在所述环形水库底部设置发电装置；
(2)启动所述核聚变发生装置，使用激光点火产生核聚变反应，利用核聚变释放出的能量将核反应井中的水推入到所述环形水库中；
(3)开启所述发电装置，将环形水库中的水经发电装置流向海面，用水的势能转化为电能，从而实现发电。
2.根据权利要求1所述的一种利用核聚变发电的方法，其特征在于，所述核聚变发生装置包括微核爆激光导引玻璃管以及放置于所述微核爆激光导引玻璃管中的氘丸，通过在微核爆激光导引玻璃管端部通入激光，利用激光聚变冲击点火技术使氘丸发生聚变，促使氘丸产生聚变能量。
3.一种利用核聚变发电的系统，该系统包括核反应井以及沿着所述核反应井设立的环形水库，其特征在于，所述核反应井底部还设置有核聚变发生装置，核聚变发生装置包括对称设置于核反应井底部的设置有激光发生器的高能激光房间，所述高能激光房间之间通过微核爆激光导引玻璃管连接，所述微核爆激光导引玻璃管中放置有氘丸，所述氘丸主要由激光聚变靶用空心玻璃微球以及氘气组成，所述氘气被充入到所述空心玻璃微球中，设于高能激光房间内的激光发生器发射的激光沿着微核爆激光导引玻璃管照射到氘丸上；
所述环形水库的底部还设置有发电装置。
4.根据权利要求3所述的一种利用核聚变发电的系统，其特征在于，所述核反应井侧壁设置有用于控制核反应井内水位的水阀。
5.根据权利要求3所述的一种利用核聚变发电的系统，其特征在于，所述环形水库通过底部的支撑柱支撑，使得环形水库底部高于周围水平面。
6.根据权利要求3所述的一种利用核聚变发电的系统，其特征在于，所述环形水库底部与所述发电装置之间用导流管连接，所述发电装置位于所述导流管下方。
7.根据权利要求3所述的一种利用核聚变发电的系统，其特征在于，所述环形水库底部与所述核反应井顶部等高，且所述环形水库的内环侧壁在核反应井井口上方形成八字型喷口。
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