CN202159495U - 一种触发氘钯气固系统发热的设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的目的是为了克服现有的通过核聚变方法获取能量的方法存在的上述缺点，提供一种触发氘钯气固系统发热的设备。本实用新型提供一种触发氘钯气固系统发热的设备，其中，该设备包括反应室、氘气供给装置、抽真空装置、激光器和半反射镜，所述反应室内设置有陶瓷管以及缠绕在该陶瓷管上的钯丝，所述半反射镜用于将所述激光器发射的激光透射到所述钯丝上，所述氘气供给装置与所述反应室连通，用于对反应室提供氘气，所述抽真空装置与所述反应室连通，用于对反应室抽真空。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种触发氘钯气固系统发热的设备。
背景技术
在传统的石油、煤炭等化石燃料即将耗竭之际，加上化石燃料给人类带来的环境污染、全球变暖等诸多问题，迫使很多国家开始着手寻找清洁、无污染的新能源。
在工业上已经应用的符合上述条件的替代能源主要包括太阳能、风能、生物质能、地热等。但这些能源由于技术方面的原因，还远没有达到能够替代传统的化石燃料的程度。
目前，可行的化石燃料的替代品是铀裂变能，但其尚未解决的巨大的安全问题一直困扰着核裂变能的发展，特别是2011年3月日本福岛核电站的核泄漏，在全世界范围内产生了巨大的危害和恐慌，更加敲醒警钟使人们慎重利用核裂变能。自此，人们又把希望放在了核聚变能的利用上。核聚变能可弥补核裂变能的巨大缺点，但它也有其不足之处，那就是对反应条件和技术水平要求较高，人们目前还无法进行较好的控制和利用，其安全性和可控性还在研制当中。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有的通过核聚变方法获取能量的方法存在的上述缺点，提供一种触发氘钯气固系统发热的设备。
本实用新型提供一种触发氘钯气固系统发热的设备，其中，该设备包括反应室、氘气供给装置、抽真空装置、激光器和半反射镜，所述反应室内设置有陶瓷管以及缠绕在该陶瓷管上的钯丝，所述半反射镜用于将所述激光器发射的激光透射到所述钯丝上，所述氘气供给装置与所述反应室连通，用于对反应室提供氘气，所述抽真空装置与所述反应室连通，用于对反应室抽真空。
根据本实用新型的设备通过氘气供给装置向反应室中供应氘气，并由激光器发射的激光来照射钯丝，从而触发氘-氘在钯晶格中发生核聚变来产生巨大的能量，由于核聚变能够释放比核裂变更大的能量并且不会产生核废料且对环境污染小，所以根据本实用新型的触发氘钯气固系统发热的设备能够经济、方便、可靠、可控和安全地获取能量。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是根据本实用新型的触发氘钯气固系统发热的设备的结构示意图；
图2是根据本实用新型的触发氘钯气固系统发热的设备的另一结构示意图；
图3是由532nm倍频脉冲激光触发氘钯系统后的发热图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
如图1所示，根据本实用新型的触发氘钯气固系统发热的设备包括反应室1、氘气供给装置2、抽真空装置3、激光器4和半反射镜7，所述反应室1内设置有陶瓷管5以及缠绕在该陶瓷管5上的钯丝6，所述半反射镜7用于将所述激光器4发射的激光透射到所述钯丝6上，所述氘气供给装置2与所述反应室1连通，用于对反应室1提供氘气，所述抽真空装置3与所述反应室1连通，用于对反应室1抽真空。
在本实用新型中，所述抽真空装置3与所述反应室1之间设置有阀门，通过调节该阀门能够实现对反应室1的抽真空，例如将反应室1抽真空至10-30Pa，从而确保充入反应室1内的氘气的纯度。所述氘气供给装置2与所述反应室1之间也设置有阀门，通过调节该阀门能够控制向反应室1中注入氘气，从而使得钯丝6能够吸收氘气。
在本实用新型中，所述氘气供给装置2可以为储存氘气的容器如储存罐，也可以为用于产生氘气的氘气发生装置。
下面结合图2来对根据本实用新型的触发氘钯气固系统发热的设备的另一结构进行详细描述。如图2所示，根据本实用新型的触发氘钯气固系统发热的设备除了包括图1所示的部件之外，还包括激光功率计8和连接到所述激光功率计8的输出端的数据采集装置10。激光器4发射的激光通过半反射镜7之后被分为两束光，其中一束光从半反射镜7透射到钯丝6上，而另一束光则被半反射镜7反射到激光功率计8上而被激光功率计8所接收。在本实用新型中，半反射镜7可以是透7/反3(即透射光强为激光器发射的激光强度的70％，反射光强为激光器发射的激光强度的30％)型半反射镜。当然也可以使用其他类型的半反射镜。另外，数据采集装置10则用于通过测量所述激光功率计8的输出电压来获得照射到钯丝6上的激光功率变化ΔP。由于激光功率计8的输出电压与激光功率计8接收到激光能量之间的关系是本领域技术人员公知的，所以此处不再赘述。
另外，根据本实用新型的触发氘钯气固系统发热的设备还包括位于所述反应室1内的多个温度传感器(其在反应室内的示意位置未示出)，所述多个温度传感器分别用于对被所述激光器4照射的钯丝6部分的温度、未被所述激光器4照射的钯丝6部分的温度和反应室1的温度进行监测，所述数据采集装置10还连接到所述温度传感器的输出端来获得激光照射前后所述钯丝6的温度变化ΔT并根据所述钯丝6的温度变化ΔT和所述钯丝6上的激光功率变化ΔP来获得系统常数k(其中，k＝ΔT/ΔP)。这里，系统常数k指的是单位激光功率照射钯丝6引起的温升。而且，通过比较吸氘前后的激光照射钯丝引起的系统常数k的变化，就能够计算根据本实用新型的触发氘钯气固系统发热的设备的所输出的能量。其中，系统常数k与氘钯核聚变所释放的能量之间的关系是本领域技术人员公知的，此处不再赘述。另外，上述的温度传感器可以是电阻式温度传感器或者本领域技术人员公知的其他类型的温度传感器。
如图2所示，根据本实用新型的触发氘钯气固系统发热的设备还包括连接到所述钯丝6的两端的直流稳压电源11，所述数据采集装置10还用于连接到所述钯丝6的两端来采集通过所述钯丝6的电流和电压。这样就能够通过电阻法来间接确定钯丝6的充氘率，即：根据所述数据采集装置10采集的钯丝6的电流和电压数据来计算出吸收氘气前钯丝6的电阻值R0，以及吸收氘气后钯丝6的电阻值R；根据吸收氘气后钯丝6的电阻值R与吸收氘气前钯丝6的电阻值R0的比值R/R0与钯丝6的充氘率之间的关系，可以确定钯丝6的充氘率。上述确定过程的原理是：钯丝6的电阻随着充氘率的变化而变化，不同的充氘率使得钯丝6内的微观结构也不同，由钯-氘体系相图可知当充氘率小于0.015时，金属钯吸氘，形成含氘固溶体(α相)，此时金属钯中包括α相金属和氘；当充氘率大于0.015小于0.7时，氘与α相反应形成氢化物相(β相)，此时包括α相金属、β相金属和氘；当充氘率大于0.7时，氘原子主要进入到β相中。这样，在确定了钯丝6的充氘率之后，可以确定何时停止向反应室1中注入氘气。
此外，如图2所示，根据本实用新型的触发氘钯气固系统发热的设备还包括位于所述反应室1外面的环绕所述反应室1的恒温水浴装置9。其中，该恒温水浴装置9可以是恒温水箱，反应室1可以放入该恒温水箱中。当然，恒温水浴装置9也可以是其他能够实现恒温的装置。该恒温水浴装置9一方面可以确保每次试验初始反应室1内的温度与外界温度相一致，从而减小试验误差；另一方面，可以通过改变恒温水浴装置9的温度来调整钯丝6的状态(例如，库仑位垒的宽度和电子在势阱中的运动频率)，从而能够更好地实现氘-氘在钯晶格中的核聚变。
另外，在本实用新型中，所述钯丝6的直径优选为0.1-0.5毫米。
另外，在本实用新型中，所述激光器(4)可以为YAG倍频脉冲激光器或氩离子激光器。其中，YAG倍频脉冲激光器可以发射波长为532nm的激光，其对金属钯中的自由电子核束缚电子发生作用。束缚的作用使金属钯的发射能力降低、透射能力加强，增强了金属对激光的吸收。
根据本实用新型的优选实施方式的所述触发氘钯气固系统发热的设备的操作过程主要包括：如图2所示，利用抽真空装置3对反应室1抽真空(例如，抽真空至例如约10-30Pa)；恒温水浴装置9将反应室1的初始温度控制在某个温度下(例如35±1℃)；之后关闭抽真空装置3与反应室1之间的阀门，打开氘气供给装置2与反应室1之间的阀门以由氘气供给装置2向反应室1内注入氘气(例如，将反应室1的压力保持在0.3～0.6MPa范围内，注入时间为例如24～48h)，同时通过数据采集装置10采集通过反应室1内的钯丝6的电流和电压，并计算出吸收氘气前后的钯丝6的电阻，然后通过吸收氘气后钯丝6的电阻值R与吸收氘气前钯丝6的电阻值R0的比值确定钯丝6的充氘率；当确定钯丝6的充氘率达到目标值(例如，0.1)时，停止向反应室1中注入氘气，并然后用激光器4照射钯丝6，触发氘-氘在钯晶格中发生核聚变，从而放出大量的热量。
另外，图3中还给出了用532nm倍频脉冲激光触发后的氘钯系统发热图，其中，钯丝的充氘率为0.1。表1给出了532nm YAG倍频脉冲(脉宽，1次/秒)激光触发氘钯系统充氘前后所得到的实验结果的比对，其中，钯丝的充氘率为x＝0.1。
表1 532nm倍频脉冲激光触发氘钯系统后的实验结果
从表1中可以看出，产生了约1860J的“过热”，输入与“过热”之比为Q过热/Q输入≈40。这里，“过热”指的是超过输入能量数倍的输出能量。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
Claims (9)
1.一种触发氘钯气固系统发热的设备，其特征在于，该设备包括反应室(1)、氘气供给装置(2)、抽真空装置(3)、激光器(4)和半反射镜(7)，所述反应室(1)内设置有陶瓷管(5)以及缠绕在该陶瓷管(5)上的钯丝(6)，所述半反射镜(7)用于将所述激光器(4)发射的激光透射到所述钯丝(6)上，所述氘气供给装置(2)与所述反应室(1)连通，用于对反应室(1)提供氘气，所述抽真空装置(3)与所述反应室(1)连通，用于对反应室(1)抽真空。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述抽真空装置(3)与所述反应室(1)之间设置有阀门。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述氘气供给装置(2)与所述反应室(1)之间设置有阀门。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括激光功率计(8)和连接到所述激光功率计(8)的输出端的数据采集装置(10)，该激光功率计(8)用于接收从所述半反射镜(7)反射的激光，该数据采集装置(10)用于通过测量所述激光功率计(8)的输出电压来获得照射到钯丝(6)上的激光功率变化。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，该设备还包括位于所述反应室(1)内的多个温度传感器，所述多个温度传感器分别用于对被所述激光器(4)照射的钯丝(6)部分的温度、未被所述激光器(4)照射的钯丝(6)部分的温度和反应室(1)的温度进行监测，所述数据采集装置(10)还连接到所述温度传感器的输出端来获得激光照射前后所述钯丝(6)的温度变化并根据所述钯丝(6)的温度变化和所述钯丝(6)上的激光功率变化来获得系统常数。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述设备还包括连接到所述钯丝(6)的两端的直流稳压电源(11)，所述数据采集装置(10)还用于连接到所述钯丝(6)的两端来采集通过所述钯丝(6)的电流和电压。
7.根据权利要求1至6中任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备还包括位于所述反应室(1)外面的环绕所述反应室(1)的恒温水浴装置(9)。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述钯丝(6)的直径为0.1-0.5毫米。
9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述激光器(4)为YAG倍频脉冲激光器或氩离子激光器。
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|---|---|---|---|---|
| TWI656298B (zh) * | 2015-12-15 | 2019-04-11 | 日商綠淨星球股份有限公司 | 發熱系統 |
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2011
- 2011-08-19 CN CN201120304711XU patent/CN202159495U/zh not_active Expired - Lifetime
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