磁電誘導(dǎo)式核聚變反應(yīng)器

我設(shè)想建造一種新型的核聚變裝置, 它將綜合利用磁場(chǎng)約束和電場(chǎng)加速來(lái)引發(fā)核聚變. 根據(jù)現(xiàn)有的在研方案, 實(shí)現(xiàn)核聚變目前有兩種方式: 一種是磁約束核聚變(托卡馬克裝置), 另一種是慣性約束核聚變. 但就目前的研究進(jìn)展而言, 這些裝置的前景普遍不容樂(lè)觀. 對(duì)于托卡馬克, 實(shí)現(xiàn)核聚變需要將等離子體加熱到相當(dāng)高的溫度, 并用強(qiáng)磁場(chǎng)壓縮等離子體. 這勢(shì)必會(huì)帶來(lái)包括加熱能量不集中, 耗能大, 補(bǔ)注核燃料困難, 產(chǎn)能引出困難, 材料易老化等諸多問(wèn)題. 對(duì)于慣性約束裝置, 則對(duì)燃料的包裝和激光照射方式的選擇有相當(dāng)高的要求. 為此, 我認(rèn)為可以將電場(chǎng)和磁場(chǎng)結(jié)合起來(lái), 用電場(chǎng)加速等離子體, 用磁場(chǎng)約束等離子體, 然后通過(guò)兩股相對(duì)而行的等離子體流壓縮后碰撞, 將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為核與核之間的電勢(shì)能, 從而實(shí)現(xiàn)較低溫度下的穩(wěn)定動(dòng)態(tài)核聚變過(guò)程.

一、我的設(shè)計(jì)如下圖所示:

如圖, 兩組電磁鐵平行放置, 反應(yīng)腔夾于磁鐵之間. 每個(gè)電磁鐵組水平均分為兩半, 中間以狹縫隔開(kāi). 其線圈繞組使得在通交流電時(shí)兩半的磁場(chǎng)方向相反, 大小相同. 兩組電磁鐵通以同步高頻交流電, 于是就可以使兩組電磁鐵之間的半邊磁通量變化, 從而在反應(yīng)腔所在的位置產(chǎn)生渦旋電場(chǎng). 兩邊的渦旋電場(chǎng)在反應(yīng)腔中部橫穿的導(dǎo)流管處疊加. 導(dǎo)流管兩端自然產(chǎn)生主、副對(duì)撞點(diǎn), 即反應(yīng)點(diǎn)1和2. 反應(yīng)腔內(nèi)同時(shí)還存在水平方向同軸的環(huán)形磁場(chǎng)(此點(diǎn)與托卡馬克相同), 用于約束粒子沿環(huán)形軌跡運(yùn)動(dòng), 并在反應(yīng)點(diǎn)處收緊以壓縮等離子體.

二、裝置的工作原理如下：

1、注入. 將核聚變反應(yīng)燃料(氘-氚或氘-氦3或其他)氣化, 通入電離室進(jìn)行預(yù)電離. 在交流電的位相為0的時(shí)候?qū)㈦婋x后的等離子體脈沖注入反應(yīng)腔. 其中的電子會(huì)因荷質(zhì)比大而打到腔壁上, 故此時(shí)內(nèi)部主要為熾熱的原子核.

2、加速，注入后, 反應(yīng)腔內(nèi)恰好？Φ/？t為最大, 即渦旋電場(chǎng)為最強(qiáng). 粒子在電場(chǎng)力和洛侖茲力的作用下開(kāi)始加速.

3、反應(yīng)，加速1/4周后，粒子開(kāi)始參與第一次反應(yīng), 與反應(yīng)腔另一半入射的粒子在反應(yīng)點(diǎn)處經(jīng)磁場(chǎng)壓縮后對(duì)撞反應(yīng). 同時(shí), 電場(chǎng)方向改變, 未反應(yīng)的粒子在另一個(gè)半周繼續(xù)加速, 同時(shí)加注器補(bǔ)給燃料, 在另一個(gè)反應(yīng)點(diǎn)再次參與反應(yīng). 如此循環(huán)往復(fù), 不僅很好地利用了核燃料, 而且將反應(yīng)集中在兩點(diǎn), 能量的引出自然很方便。

三、理論可行性分析：

現(xiàn)代大型電磁鐵磁感應(yīng)強(qiáng)度可達(dá)5T，因此說(shuō)建造一個(gè)直徑9m的容器也是可行的。

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