【技术实现步骤摘要】
用碳材增强热激发的低能核反应器及其产能方法和能源装置
本专利技术属于凝聚态核科学和核工程
，具体涉及一种用碳材增强热激发的低能核反应器及其产能方法以及应用这种核反应器构成的能源装置。
技术介绍
业内专家把氢同位素间和其与Li、B、Be、C的“冷聚变”及其与Ni、Ti、V、Ca、Sr、Ba等元素间的“核嬗变”统称为以氢同位素为“燃料”的低能核反应。在学科上归入凝聚态物理，利用其释热制作的低能核反应器件和形成的能源装置属于能源工程领域。这些反应可在几百度(℃)温度和1-100大气压力下发生,这种核反应的应用通常没有足以危及人体和环境的放射性。低能核反应器是一种1-几十Kw热功率并能组合成更大型的能源装置，能源资源H(D)(利用电解等方法均可获得)、Ni、Pd、Li、B、C等不受资源储量的限止，是石油、天然气、煤的替代能源，具有体积比功率高、系统体积小的特点，燃料比能量是释放化学能的万倍以上，没有危害公众的放射性辐射，器件制作成本低，运行燃料费远低于化学燃料，属清洁的供热、发电的氢能源，可作为军民两用(家庭供热，供电，汽车、船、火星、飞机动力)，如果用于发电的新能...
【技术保护点】
1.一种用碳材增强热激发的低能核反应器，其特征在于：低能核反应器的主要结构材料耐1400℃以上高温，并对高温氢密封性良好，其结构包括耐高温的外密封壳体和用于加热壳体内反应材料的电加热器，外密封壳体内设有用于降低氢渗透率并把反应器表面温度降低到和冷却系统热交换的合适温度的热绝缘材料层，在热绝缘材料层内设有耐高温、高压的保护管，以降低密封壳体温度，降低高温氢的泄漏，其腔内为反应区，用于装填低能核反应的反应材料；反应材料包括多孔金属氧化物材料小球堆积床，在堆积床中小球的间隙和多孔金属氧化物材料的孔内填入支撑在碳纳米管、石墨烯或混合纳米金属氧化物上的多孔隙镍或镍‑钯的多元纳米合金催...
【技术特征摘要】
1.一种用碳材增强热激发的低能核反应器，其特征在于：低能核反应器的主要结构材料耐1400℃以上高温，并对高温氢密封性良好，其结构包括耐高温的外密封壳体和用于加热壳体内反应材料的电加热器，外密封壳体内设有用于降低氢渗透率并把反应器表面温度降低到和冷却系统热交换的合适温度的热绝缘材料层，在热绝缘材料层内设有耐高温、高压的保护管，以降低密封壳体温度，降低高温氢的泄漏，其腔内为反应区，用于装填低能核反应的反应材料；反应材料包括多孔金属氧化物材料小球堆积床，在堆积床中小球的间隙和多孔金属氧化物材料的孔内填入支撑在碳纳米管、石墨烯或混合纳米金属氧化物上的多孔隙镍或镍-钯的多元纳米合金催化剂，以及储氢材料，储氢材料包括储氢或氘的合金纳米粉末或经过处理的碳纳米管、石墨烯储氢或氘材料；通过控制电加热器加热，达到预定的温度后，反应区内发生氢同位素的低能核反应，并释放出明显的过热量，随着过热量的产生，利用控制系统调节由蓄能器反馈到电加热器的输入端的电量，降低外电输入功率，并维持反应区内形成稳定的温度场，或者还可输入脉冲的电加热功率，形成温度场的脉冲变化，增强反应率；反应材料的加入量应保证能在设计要求的寿期内维持设计要求的氢同位素的低能核反应，以保证寿期内燃耗对反应器输出功率的影响。2.如权利要求1所述的用碳材增强热激发的低能核反应器，其特征在于：反应区中的小球堆积床可以由表面上涂或镀有纳米厚度的多孔隙镍或镍-钯多元纳米合金催化剂的金属氧化物材料小球组成，以替代在堆积床中小球的间隙和多孔金属氧化物材料的孔内填入支撑在碳纳米管、石墨烯或混合纳米金属氧化物上的多孔隙镍或镍-钯的多元纳米合金催化剂的方案；在堆积床中小球的间隙中填入储氢材料，包括储氢或氘的合金纳米粉末或经过处理的碳纳米管、石墨烯储氢或氘材料。3.如权利要求1所述的用碳材增强热激发的低能核反应器，其特征在于：所述的电加热器位于反应器的反应区中心或者反应区外部，采用耐1400℃以上高温的碳材或钨、钼、钽合金导体材质；当电加热器位于反应区中心时，电加热器需要有耐高温和电绝缘材料的套管；当电加热器位于反应区外部时，电加热器的铠装电加热丝由耐高温水泥密封埋设在两层保护管之间。4.如权利要求1-3中任意一项所述的用碳材增强热激发的低能核反应器，其特征在于：所述的保护管为Al2O3、钇铝石榴石单晶、Sc2O3金属氧化物材料或二硅化钼的保护管，在保护管的两端内设有金属氧化物材料堵头以及耐高温、高压的密封端盖，所述堵头能够降低密封端盖处的温度；在低能核反应器运行一段时间后需要重新换料时，能够打开所述密封端盖及堵头进行换料。5.如权利要求1-3中任意一项所述的用碳材增强热...
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