DE19706136B4 - Device aimed at firing a nuclear fussion - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung,
die auf die Zündung
einer Kernfusion abzielt und die im Falle einer erfolgreichen Zündung eine
Reaktionswärmeabfuhr
und einen kontinuierlichen Betrieb erlaubt, mit:
• einem Förderband
12,
• einem
Aufzug 11,
• einem
Gehäuse
2, in das Fusionsmaterial 1 eingelagert ist,
• einer Vielzahl
von Laserleitstäben
3a, die in das Gehäuse 2
hineinragen und an dem Aufzug 11 trennbar befestigt sind,
• einer Vielzahl
von Lasern, wobei die Laserstrahlen der Laser 3b über die
in das Gehäuse
2 hineinragenden Laserleitstäbe
3a auf das Fusionsmaterial 1 gerichtet sind und
• einem weiteren
Raum 5, der das Gehäuse
2 umgibt, und welcher Wasser zur Wärmeabfuhr enthält,
wobei
das Gehäuse
2 von dem Förderband
12 und dem Aufzug 11 in den Raum 5 gebracht wird.A device intended to ignite nuclear fusion and which, in the event of a successful ignition, permits reaction heat removal and continuous operation, comprising:
A conveyor belt 12,
An elevator 11,
A housing 2, in which the fusion material 1 is embedded,
A plurality of laser guide rods 3a, which protrude into the housing 2 and are detachably fastened to the elevator 11,
A plurality of lasers, wherein the laser beams of the lasers 3b are directed onto the fusion material 1 via the laser guide rods 3a protruding into the housing 2, and
A further space 5, which surrounds the housing 2, and which contains water for heat removal,
wherein the housing 2 is brought by the conveyor belt 12 and the elevator 11 in the space 5.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die auf die Zündung einer Kernfusion abzielt und die im Falle einer erfolgreichen Zündung eine Reaktionswärmeabfuhr und einen kontinuierlichen Betrieb erlaubt.The The present invention relates to a device based on the ignition of a Nuclear fusion aims at and in the case of a successful ignition a reaction heat dissipation and allows continuous operation.
Es
ist allgemein bekannt, eine Kernfusion durch Laserbeschuss zu erreichen.
So wird beispielsweise in der
Sowohl die Herstellung bzw. Bereitstellung des Brennstoffträgerhohltropfens als auch die Zeitabstimmung, wann die Zündung zu erfolgen hat, erweist sich als äußerst schwierig. Zum einen ist der Zündzeitpunkt abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoffträgerhohltropfens im Wasserbad. Zum anderen ist der Zündzeitpunkt abhängig von der Übereinstimmung des Schnittpunktes der Laserstrahlen mit der Position des Brennstoffträgerhohltropfens im Fusionsgefäß. Darüber hinaus wird durch den Umstand, dass sich der Brennstoffträgerhohltropfen unmittelbar im Wasserbad befindet, die von der Fusionsreaktion erzeugte Wärmeenergie ständig – auch während des Fusionsvorgangs als solchem – an das Wasserbad abgegeben, so dass, bis die Zündung erfolgen kann, eine höhere Energie verwendet wird. Ferner sind die Einsatzmöglichkeiten der für die Zündung heranzuziehenden Laser beschränkt, da für die Zündung gewährleistet werden muss, dass die Laserstrahlen nicht von dem Wasserbad absorbiert werden, weil sonst eine Zündung der Kernfusionsreaktion von vornherein unterbunden wäre.Either the production or provision of the fuel carrier hollow droplet as well as the timing of when the ignition has to be made turns out as extremely difficult. One is the ignition timing dependent from the flow velocity of the fuel carrier hollow drop in a water bath. On the other hand, the ignition depends on the match the intersection of the laser beams with the position of the fuel carrier hollow drop in the fusion vessel. Furthermore is due to the fact that the fuel carrier hollow drop immediately in the water bath generated by the fusion reaction Thermal energy constantly - even during the Fusion process as such - an delivered the water bath, so that, until the ignition can take place, a higher energy is used. Furthermore, the possibilities of use are to be used for the ignition Laser limited, there for the ignition guaranteed must be that the laser beams are not absorbed by the water bath, because otherwise an ignition the nuclear fusion reaction would be prevented from the outset.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben aufgeführten Nachteile zu umgehen, und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der der Zündvorgang für eine Kernfusion präzise eingestellt werden kann.task The present invention is the disadvantages listed above to circumvent, and to provide a device with which the ignition for one Nuclear fusion accurate can be adjusted.
Gelöst werden diese Aufgaben mit den Merkmalen des Anspruchs 1.Be solved These objects with the features of claim 1.
Erfindungsgemäß wird das das Fusionsmaterial enthaltende Fusionsgehäuse von einem weiteren Fusionsraum umgeben, welcher wiederum ein Arbeitsmittel in Form von Wasser zur Wärmeabfuhr enthält. Ferner werden die Laserstrahlen der Laser über in das Fusionsgefäß hineinragende Laserstäbe geführt und direkt auf das Fusionsmaterial gerichtet. Mit dieser Maßnahme wird der Vorteil erreicht, dass durch das zusätzliche Fusionsgehäuse, an dem die Laserleitstäbe vorgesehen sind, das Fusionsmaterial von den Arbeitsmitteln getrennt wird, und insbesondere außerhalb des für die Zündung vorgesehenen Bereiches im Kernfusionsreaktor vorbereitet bzw. funktionsgerecht ausgerichtet werden kann. Dadurch ist eine exakte Lagepositionierung des Fusionsmaterials im Verhältnis zu den Laser bzw. Laserleitstäben möglich. Durch die räumliche Trennung des Arbeitsmittels von dem Fusionsmaterial aufgrund des Fusionsgehäuses wird erreicht, dass auf das Absorptionsverhalten des Arbeitsmittels keine Rücksicht genommen werden muss, und somit das Einsatzgebiet auf die verschiedenartigen Lasertypen erweitert werden kann.According to the invention the fusion material containing fusion housing from another fusion space surrounded, which in turn a working fluid in the form of water Contains heat dissipation. Further The laser beams of the laser are projecting into the fusion vessel Led and laser rods directed directly onto the fusion material. With this measure will the advantage achieved by the additional fusion housing, on the laser guide rods are provided, the fusion material separated from the work equipment will, and especially outside of for the ignition prepared area in the nuclear fusion reactor or functional can be aligned. This is an exact position positioning of the fusion material in proportion to the laser or Laserleitstäben possible. By the spatial Separation of the working fluid from the fusion material due to the fusion cage is achieved that on the absorption behavior of the working fluid no consideration must be taken, and thus the field of application to the various types Laser types can be extended.
Auch ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, eine Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit bzw. Verwirbelung des Arbeitsmittels – wie es im bekannten Fall vorliegt – nicht mehr gegeben. Durch das Vorhandensein eines Fusionsgefäßes wird erfindungsgemäß eine Trennung zwischen dem die Wärme aufnehmenden Arbeitsmittel und dem Fusionsmaterial herbeigeführt, so dass die von den Lasern zur Verfügung gestellte Zündenergie effektiv zur Zündung herangezogen werden kann, ohne dass vorher – wie im bekannten Fall – das Fusionsmaterial durch das Arbeitsmittel abgekühlt wird, wodurch somit effektiv eine höhere Zündenergie benötigt werden würde.Also is with the device according to the invention, a dependency from the flow velocity or turbulence of the working fluid - as in the known case present - not more given. Due to the presence of a fusion vessel is According to the invention a separation between the heat receiving working materials and the fusion material, so that's available from the lasers Asked ignition energy effective for ignition can be used without previously - as in the known case - the fusion material cooled by the working fluid , thus effectively requiring a higher ignition energy would.
Erfindungsgemäß wird aufgrund der zeitlichen Abfolge eine Zeitverzögerung zwischen dem Zündzeitpunkt und der Wärmeabfuhr aufgrund des Arbeitsmittels dadurch erreicht, dass das Fusionsgefäß vernichtet wird. Aufgrund dieser Zeitverzögerung wird erreicht, dass der Fusionsvorgang vollständig abgeschlossen wird, bevor die Wärmeaufnahme durch das Arbeitsmittel erfolgt.According to the invention is due the time sequence, a time delay between the ignition and the heat dissipation due to the working fluid achieved by destroying the fusion vessel becomes. Due to this time delay will be ensures that the fusion process is completed before the heat absorption through the work equipment takes place.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Further advantageous embodiments are in the subclaims listed.
Wird vorzugsweise der Kernfusionsreaktor mit einer Transporteinheit vorgesehen, die das Fusionsgehäuse in den Fusionsraum einbringt, so kann gewährleistet werden, dass der Kernfusionsreaktor kontinuierlich arbeitet und eine kontinuierliche Wärme zur Energieerzeugung zur Verfügung stellt.Becomes preferably the nuclear fusion reactor is provided with a transport unit, the fusion case into the fusion space, it can be ensured that the Nuclear fusion reactor works continuously and a continuous Heat to Energy production available provides.
In vorteilhafter Weise wird die Transporteinheit so ausgestaltet, dass neben einer Aufzugsanlage auch ein Förderband vorgesehen ist. Das Förderband dient dazu, das Fusionsgehäuse samt beweglichem Teil der Aufzugsanlage aus einer Wärmekammer herauszuführen und in der Aufzugsanlage zu positionieren, in der dann das bewegliche Teil samt Fusionsgehäuse in den Fusionsraum eingeführt wird. Sobald die Fusion erfolgt ist, wird das bewegliche Teil der Aufzugsanlage aus dem Fusionsraum geführt und über ein eventuell weiteres Förderband erneut in die Wärmekammer befördert, in der dann ein weiteres Fusionsgehäuse samt Fusionsmaterial präpariert werden kann. Dadurch wird gewährleistet, dass ein kontinuierliches Arbeiten des Kernfusionsreaktors gegeben ist.Advantageously, the transport unit is designed so that in addition to a Aufzugsanla ge also a conveyor belt is provided. The conveyor belt serves to lead the fusion housing together with the movable part of the elevator installation out of a heating chamber and to position it in the elevator installation, in which then the movable part together with the fusion housing is introduced into the fusion space. As soon as the merger has taken place, the moving part of the elevator system is led out of the fusion space and conveyed again via a possibly further conveyor belt into the heating chamber, in which a further fusion housing together with the fusion material can be prepared. This ensures that there is continuous operation of the nuclear fusion reactor.
Damit der Energieverlust des erwärmten Arbeitsmittels nicht allzu groß wird, ist es von Vorteil, dass Mittel zur Stromerzeugung im Kernfusionsreaktor vorgesehen sind.In order to the energy loss of the heated Work equipment does not get too big, it is beneficial that means of generating electricity in the nuclear fusion reactor are provided.
Wird das Fusionsgehäuse gemäss Anspruch 4 kegelförmig mit einer kreisförmigen Grundfläche ausgebildet, so ist gewährleistet, dass in Überkopflage das Fusionsmaterial sicher in der Kegelspitze gehalten wird. Ferner sind in der Grundfläche Durchlässe für die Laserstäbe vorgesehen, welche kreisförmig angeordnet sein können.Becomes the fusion housing according to Claim 4 cone-shaped with a circular Base formed, this ensures that in overhead position the fusion material is held securely in the apex of the cone. Further are in the footprint passages for the laser rods provided, which circular can be arranged.
Wird gemäss Anspruch 5 das Fusionsgehäuse kugelförmig ausgebildet, wobei im Zentrum der Kugel das Fusionsmaterial vorgesehen ist, wird erreicht, dass eine Rundumbestrahlung mit Laserstrahlen möglich ist.Becomes according to Claim 5, the fusion housing spherical formed, wherein provided in the center of the ball, the fusion material is achieved, that is an all-round irradiation with laser beams possible is.
Wird hingegen das Fusionsgefäß gemäss Anspruch 6 als ein Doppelkegelstumpf mit kreisförmiger Grundfläche ausgebildet, so können einerseits die Vorteile einer Zentrierung des Fusionsmaterials in der Ebene der abgeflachten Kegelspitzen erfolgen. Andererseits kann dennoch eine beidseitige Bestrahlung durch die Laserstrahlen erfolgen.Becomes however, the fusion vessel according to claim 6 is formed as a double truncated cone with a circular base, so can on the one hand, the advantages of centering the fusion material in the Level of the flattened conical tips done. On the other hand can nevertheless a two-sided irradiation by the laser beams take place.
Wird das Kernfusionsgehäuse gemäss Anspruch 7 mindestens doppelwandig ausgebildet, so kann mit dieser Maßnahme die Zeitverzögerung, bis das Arbeitsmittel in das Fusionsgehäuse eindringt, gesteuert bzw. eingestellt werden.Becomes the nuclear fusion housing according to Claim 7 formed at least double-walled, it can with this measure the time delay, until the working medium penetrates into the fusion housing, controlled or be set.
Werden die Laser in das bewegliche Teil der Aufzugsanlage integriert, so ist die Möglichkeit gegeben, dass lediglich das Fusionsgehäuse mit den Laserleitstäben sowie lediglich die Energieversorgung zu den einzelnen Lasern erneuert werden muss.Become the lasers integrated into the moving part of the elevator system, so is the possibility given that only the fusion housing with the Laserleitstäben as well only the power supply to the individual lasers renewed must become.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass das Fusionsgehäuse aus Quarzglas, Normalglas, Porzellan, Keramik, Schamotte, Silikamaterial, Holz oder Metall gebildet wurde. Auch kann ein anderes geeignetes Material verwendet werden.It has proven to be advantageous that the fusion housing Quartz glass, normal glass, porcelain, ceramics, chamotte, silica, Wood or metal was formed. Also, another suitable Material used.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Fusionsgehäuse und die Laserleitstäbe aus gleichem Material gebildet sind, da insbesondere beim Verschmelzen des Fusionsgehäuses und der Laserleitstäbe keine Verunreinigung durch das andere Material erfolgt.Especially It is advantageous if the fusion housing and the Laserleitstäbe of the same material are formed, in particular when merging the fusion housing and the laser guide rods no contamination by the other material takes place.
Wird zur Stromerzeugung eine Dampfturbine herangezogen, so kann der Wärmetransport aufgrund der Verdampfung des Arbeitsmittels auf einfache Weise zur Turbine ermöglicht werden.Becomes used to generate electricity a steam turbine, so the heat transport due to the evaporation of the working fluid in a simple way to Turbine allows become.
Unter Bezugnahme auf die einzelnen Figuren soll im folgenden die Wirkungsweise der Erfindung näher erläutert werden:Under Reference to the individual figures will be in the following the mode of action closer to the invention explained become:
In
Ferner
ist erkennbar, dass in der untersten Stellung der Aufzugsanlage
Aus
der
Wird
vorzugsweise Deuterium bzw. Tritium als Fusionsmaterial verwendet,
so ist zusätzlich
ein Heliumaustritt
Die
Funktionsweise der gemäß
In
der Wärmekammer
wird das bewegliche Teil
Es ist auch ebenso denkbar, dass das Bereitstellen eines weiteren Fusionsgehäuses und der Zündvorgang parallel verlaufen.It is also conceivable that providing a further fusion housing and the ignition process run parallel.
In
In
Gemäß
Es ist aber ebenso denkbar, mehr als zwei Aufzuganlagen in einem Kernfusionsreaktor zu integrieren, um die Effizienz noch höher zu steigern.It but is also conceivable, more than two elevator systems in a nuclear fusion reactor to increase efficiency even more.
Als besonderer Vorteil ist zu erwähnen, dass das Fusionsgehäuse ein Vakuumgefäß ist. Vorzugsweise wird der Fusionsraum als Wasserbecken ausgebildet, in dem das Vakuumgefäß versenkt wird, wobei das Fusionsmaterial z.B. Deuterium oder Tritium eingeschlossen ist. An diesem Gefäß sind eine genügende Anzahl von Lasern (mindestens 192 Stück) und Laserleitstäbe angebracht. Diese sind notwendig, damit der Laserstrahl durch das Wasser an das Fusionsgefäß geführt werden kann. Die Fusion an sich wird durch einen Stromstoß erzeugt, der die Laser initiiert. Durch die sich ergebende Fusionshitze zerspringt, schmilzt oder verbrennt das Fusionsgefäß, so dass die Energie vom Wasser aufgenommen – gleichmäßig verteilt – und sofort an die Turbine und den Generator zur Stromerzeugung abgegeben wird.When special advantage is to mention that the fusion case a vacuum vessel is. Preferably the fusion space is formed as a pool of water, sinking in the vacuum vessel with the fusion material e.g. Deuterium or tritium included is. On this vessel are one enough Number of lasers (at least 192 pieces) and laser guide rods attached. These are necessary to allow the laser beam through the water the fusion vessel are guided can. The fusion itself is generated by a surge, which initiates the lasers. Shattered by the resulting fusion heat, melts or burns the fusion vessel, so that the energy from the Water absorbed - evenly distributed - and immediately is delivered to the turbine and the generator for power generation.
Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird erreicht, dass alle technischen Vorgänge einer Kernfusion zum Zwecke
der Stromerzeugung in einem Wasserbad stattfinden können. Ferner
wird erreicht, dass die Kernfusion in einem Vakuumgefäß im Wasserbad
stattfindet, dass im Vakuumgefäß im Wasserbad
Fusionsmaterial z.B. Tritium bzw. Deuterium eingelagert ist, dass
das Vakuumgefäß
Claims (9)
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---|---|---|---|
DE29724525U DE29724525U1 (en) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | Nuclear fusion reactor |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19706136A DE19706136B4 (en) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | Device aimed at firing a nuclear fussion |
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DE19706136A1 DE19706136A1 (en) | 1997-10-23 |
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ID=7820562
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Country | Link |
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DE (1) | DE19706136B4 (en) |
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---|---|---|---|---|
DE102008007309A1 (en) * | 2008-02-02 | 2009-08-06 | Alfons Roschel | Collection of electrons for energy, on breaking down/melting nuclei has an electrode within a hollow body, connected to the plus pole of a voltage supply, with material at the tip heated by a laser beam |
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---|---|---|---|---|
DE2544043A1 (en) * | 1975-10-02 | 1977-08-25 | Wolf Dipl Ing Dr P Trommsdorff | Fusion reaction by implosion of hollow droplets - of fuel carrier liquid with high viscosity and low vapour pressure |
JPS5352898A (en) * | 1976-10-23 | 1978-05-13 | Masaaki Kusano | Nuclear fusion reactor with optical fiber |
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1997
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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NIU, K.: Nuclear fusion, Cambridge University Press 1989, S. 134-135 * |
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DE19706136A1 (en) | 1997-10-23 |
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