RU2022124053A - Устройство и способ третичного низкотемпературного управляемого ядерного синтеза - Google Patents
Устройство и способ третичного низкотемпературного управляемого ядерного синтеза Download PDFInfo
- Publication number
- RU2022124053A RU2022124053A RU2022124053A RU2022124053A RU2022124053A RU 2022124053 A RU2022124053 A RU 2022124053A RU 2022124053 A RU2022124053 A RU 2022124053A RU 2022124053 A RU2022124053 A RU 2022124053A RU 2022124053 A RU2022124053 A RU 2022124053A
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nuclear
- reactor
- flux
- energy
- reaction
- Prior art date
Links
- 230000004927 fusion Effects 0.000 title claims 8
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 22
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims 15
- 239000011824 nuclear material Substances 0.000 claims 11
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 5
- -1 lithium deuteride Chemical compound 0.000 claims 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-BJUDXGSMSA-N Boron-10 Chemical compound [10B] ZOXJGFHDIHLPTG-BJUDXGSMSA-N 0.000 claims 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims 2
- GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N triton Chemical class [3H+] GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N 0.000 claims 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical group [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N Tritium Chemical compound [3H] YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims 1
- 229910052722 tritium Inorganic materials 0.000 claims 1
Claims (31)
1. Устройство для третичного низкотемпературного управляемого ядерного синтеза, содержащее часть для генерации ядерного потока J, реактор V, заполненный веществом ядерного синтеза, систему C для управления подачей ядерного потока и интенсивностью ядерной реакции, систему электрического нагрева W, систему вывода тепловой энергии H и систему вывода электрической энергии E;
при этом часть для генерации ядерного потока J выполнена с возможностью генерации ядерного потока в виде потока тритонов t с энергией одного ядра 50КэВ-1МэВ или потока дейтронов d с энергией одного ядра 100КэВ-5МэВ или потока протонов с энергией одного ядра 2- p 10МэВ и содержит ионизационную камеру и линейный ускоритель положительных ионов;
стенка реактора V содержит два слоя покрытия, при этом внутренний слой является слоем, отражающим нейтроны, а внешний слой является слоем, поглощающим нейтроны, отражающий слой изготовлен в виде покрытия из атомов бериллия 9Be; поглощающий слой изготовлен в виде покрытия из атомов бора 10B, при этом толщина стенки реактора V зависит от средней кинетической энергией нейтронов и составляет не меньше толщины, обеспечивающей уменьшение кинетической энергии нейтронов до 25,3 мэВ;
система C для управления подачей ядерного потока и интенсивностью ядерной реакции состоит из устройства для управления интенсивностью ядерного потока J, устройства для управления количеством ядерного материала N, и устройства для охлаждения паров ядерного материала до жидкого состояния и, наконец, возвращения его в реактор,
устройство для контроля интенсивности ядерного потока J и средней энергии ядра EN представляет собой устройство для контроля плотности числа атомов в ионизационной камере, напряжения и напряжения в ускорителе;
нижняя пластина реактора V представляет собой клапан, выполненный с возможностью открытия и закрытия, а размер отверстия клапана O выполнен с возможностью автоматического регулирования в соответствии с входным сигналом для выхода ядерного материала в расплавленном состоянии; отверстие клапана O соединено с узкими трубами P диаметром d, где d - максимальный диаметр узких труб P, при котором реакция ядерного синтеза не может продолжаться; для регулирования интенсивности реакции на концах узких труб P размещен толкатель из атомов бериллия 9Be, выполненный с возможностью возврата расплава через отверстие клапана О в реактор или реактор выполнен с возможностью вставки изолирующей пластины в расплавленный ядерный материал на необходимую глубину;
над реактором V установлен прибор T для измерения температуры, выполненный с возможностью преобразования результата измерения в соответствующий электрический сигнал и подачи электрического сигнала в систему управления ядерным потоком J и систему управления клапаном для поддержания температуры ядерной реакции ниже температуры кипения T0;
реактор в верхней части соединен с паровым трубопроводом, изготовленным из бора-10 и который выполнен с возможностью отвода пара из реактора и подачи его в цилиндрический участок под нижней пластиной реактора и затем обратно в реактор, при этом на выходе трубопровод снабжен односторонним открытым клапаном, указанный трубопровод с наружной стороны окружен трубопроводом охлаждающей жидкости;
система вывода тепловой энергии Н, образующейся в результате ядерной реакции, содержит охлаждающую жидкость, размещенную в пространстве между слоем поглощения нейтронов и слоем внешней оболочки реактора, соединенный с указанным пространством трубопровод и силовое устройство, обеспечивающее циркуляцию жидкости;
cистема вывода электрической энергии E состоит из источника питания постоянного тока, электроприбора и клемм проводника, подключенных к положительному и отрицательному электродам источника питания постоянного тока в двух противоположных точках реактора V, электрическое нагревательное устройство W расположено под множеством узких трубопроводов P, соединенных с отверстием клапана O, и выполнено с возможностью повторного нагрева и расплавления охлажденного и затвердевшего плавкого материала.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что реактор V выполнен прямоугольной, цилиндрической или сферической формы.
3. Способ третичного низкотемпературного управляемого ядерного синтеза, осуществляемый с использованием устройства по п.1, включающий:
заполнение реактора V веществом ядерного синтеза, состоящим в весовом соотношении из 20-70% молекул дейтерида лития 6LiD и 70-20% молекул дейтерида лития 7LiD, при этом ядро материала для ядерного синтеза также является ядром-мишенью ядерного потока;
генерирование ядерного потока в виде потока тритонов t с энергией одного ядра 50КэВ-1МэВ или потока дейтронов d с энергией одного ядра 100КэВ-5МэВ или потока протонов с энергией одного ядра 2- p 10МэВ;
ускорение ядерного потока J до заданной энергии линейным ускорителем и подача вертикально на ядерный материал, возбуждение реакции с ядерным материалом с последующим высвобождением нейтронов, которые запускают серию ядерных реакций в ядерном материале, высвобождая нейтроны и другие частицы и ядерную энергию; основные ядерные реакции, соответствующие t-пучку трития и высвобождению нейтронов, следующие:
,
основные ядерные реакции, соответствующие d-потоку дейтронов и высвобождению нейтронов и протонов, следующие:
,
основные ядерные реакции, соответствующие р-потоку протонов, которые высвобождают нейтроны, следующие:
,
основными реакциями синтеза, вызываемыми нейтронами, являются следующие:
,
реакции, вызываемые слоем поглощения нейтронов, изготовленного из бора-10:
,
при этом ядерный поток J и среднюю энергию ядер EN регулируют посредством изменения плотности числа атомов в ионизационной камере, напряжения и напряжения в ускорителе, а напряжение в ускорителе выбирают таким образом, что EN находится в диапазоне (EN1, EN2), где EN1 - энергия падающего ядра, EN2 - энергия ядра-мишени;
контроль интенсивности реакции путем измерения температуры, преобразования результата измерения в соответствующий электрический сигнал и подачи электрического сигнала в систему управления ядерным потоком J и систему управления клапаном для поддержания температуры ядерной реакции ниже температуры кипения T0, при этом, когда температура близка к T0, устройство для контроля температуры выдает сигнал системе управления интенсивностью ядерной реакции и системе управления подачей ядерного потока на уменьшение потока J и количества ядерного вещества, тем самым уменьшая силу ядерной реакции и температуру; когда температура ядерного материала ниже 700°C, устройство для контроля температуры выдает сигнал системе управления интенсивностью ядерной реакции и системе управления подачей ядерного потока на увеличение потока J и количества ядерного вещества;
регулирование интенсивности реакции осуществляют за счет увеличения количества ядерного материала в реакторе V под действием толкателя из атомов 9Be, обеспечивающего возврат расплава из узких труб P через отверстие клапана О в реактор или введением в расплавленный ядерный материал изолирующей пластины из бора-10 на необходимую глубину, определяющую замедление или прекращение реакции;
охлаждение до жидкого состояния и возврат в реактор V паров плавящегося вещества, образующихся при достижении им температуры плавления для поддержания интенсивности ядерной реакции.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что к плавящемуся веществу добавляют порошок бериллия 9Be в массовом соотношении: дейтерид лития 6 составляет 20-60%, дейтерид лития 7 составляет 60-20%, а порошок бериллия 9Be составляет 20-40%; основные ядерные реакции, связанные с бериллием, следующие:
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111096693,5 | 2021-09-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2022124053A true RU2022124053A (ru) | 2024-03-12 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2178209C2 (ru) | Способ выработки энергии из ядерного топлива, усилитель мощности для осуществления способа, энерговырабатывающая установка | |
| Perkins et al. | The investigation of high intensity laser driven micro neutron sources for fusion materials research at high fluence | |
| US20190096535A1 (en) | The method of generating thermal energy, devices of its implementation and heat generation systems | |
| Azizov | Tokamaks: from A D Sakharov to the present (the 60-year history of tokamaks) | |
| JP2010174379A (ja) | パルス電解層 | |
| EP3567606A1 (en) | A method for use in power generation and an associated apparatus | |
| RU2056649C1 (ru) | Способ управляемого термоядерного синтеза и управляемый термоядерный реактор для его осуществления | |
| Yonas | Fusion and the Z pinch | |
| CA3199186C (en) | Breeder blanket | |
| US3668067A (en) | Polygonal astron reactor for producing controlled fusion reactions | |
| JP2023042581A (ja) | 第三の低温制御が可能な核融合装置と方法 | |
| Spalding | Cusp containment and thermonuclear reactors | |
| RU2022124053A (ru) | Устройство и способ третичного низкотемпературного управляемого ядерного синтеза | |
| KR20200019953A (ko) | 핵융합로, 온열 기기, 외연 기관, 발전 장치, 및 이동체 | |
| JP2003270372A (ja) | 無反跳非熱核融合反応生成方法及び無反跳非熱核融合エネルギー発生装置 | |
| CN112309591A (zh) | 中子数增殖实现低温可控核聚变的方式与装置 | |
| US3976888A (en) | Fission fragment driven neutron source | |
| JP2015129735A (ja) | レーザービーム、又は半導体レーザーを使用して、Ｄ−Ｈｅ３，又はＢ１１−ｐを核融合燃料とした、中性子を一切放出しない核融合発電炉の自己点火条件の点火手段として、半導体レーザーを使用して自己点火を行なう核融合発電炉。 | |
| Rebut | Magnetic confinement fusion: recent results at JET and plans for the future | |
| Kim | Fission-induced inertial confinement hot fusion and cold fusion with electrolysis | |
| Ziva et al. | COMPARATIVE ANALYSIS OF COSTS AND BENEFITS OF TOKAMAK DEVICE | |
| Sheehey et al. | Computational and experimental investigation of magnetized target fusion | |
| Pompura | Controlled Thermonuclear Fusion Principles | |
| Kubic | Experimental study of the edge plasma of the Tore Supra tokamak | |
| Nakao | Burning Plasma |