快速点火聚变系统和方法技术方案

技术编号:43457651 阅读:31 留言:0更新日期:2024-11-27 12:57
本发明专利技术提供一种引发聚变反应的聚变反应堆系统及方法。该系统包括第一激光束,用于采用具有多个纳秒激光光源发射的第一脉冲能量功率密度的第一激光束在预定时间内照射燃料芯块。该系统还包括第二激光束,用于采用具有多个皮秒激光光源发射的第二脉冲能量功率密度的第二激光束照射燃料芯块以引发聚变反应。

【技术实现步骤摘要】


技术介绍

1、早期,人类从木材、煤、石油和气体产物等天然材料中开发能源。不幸的是,燃烧木材和煤炭会导致严重的污染问题,包括给大气中增加不需要的碳颗粒。石油和气体产物也有类似的局限性,它们是导致“全球变暖”的主要原因。包括核能、风能、水力发电和太阳能在内的可再生能源前景辽阔。然而,这种可再生能源存在其他缺点。风能只有在刮风的时候才有效。太阳能在太阳落山时就无法使用。水力发电仅限于有水的地区,而核能虽然前景辽阔,但有产生废物和不可靠且危险的反应堆的重大问题。另一种有前景的能量源是聚变能。

2、聚变能是两个原子核融合在一起时产生的一种能量,这一过程中会释放出大量的能量。因为地球上的核聚变反应的燃料(主要是氢)储量丰富,而且核聚变反应不会产生温室气体或其他有害污染物,所以它被认为是一种潜在的清洁且储量丰富的能源。

3、实现聚变反应主要有两种方法:惯性约束聚变(inertial confinement fusion,icf)和磁约束聚变(magnetic confinement fusion,mcf)。

4、惯性约束聚变(icf本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种利用激光装置使用惯性核聚变反应堆产生能量的方法,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述每个纳秒激光光源包括激光装置,所述激光装置配置为发射波长范围为350纳米至1070纳米的电磁辐射,其中,燃料靶至少包括氘和/或氚、硼、硼11同位素或质子-硼11同位素。

3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述每个皮秒激光光源包括激光装置,所述激光装置配置为发射波长范围为350纳米至1070纳米、频率为1赫兹至20赫兹的电磁辐射,其中,来自所述纳秒激光光源的第M增强脉冲由10赫兹的频率表征。

4.根据权利要求1所述的方法,其中,多个空腔位于所...

【技术特征摘要】

1.一种利用激光装置使用惯性核聚变反应堆产生能量的方法,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述每个纳秒激光光源包括激光装置,所述激光装置配置为发射波长范围为350纳米至1070纳米的电磁辐射,其中,燃料靶至少包括氘和/或氚、硼、硼11同位素或质子-硼11同位素。

3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述每个皮秒激光光源包括激光装置,所述激光装置配置为发射波长范围为350纳米至1070纳米、频率为1赫兹至20赫兹的电磁辐射,其中,来自所述纳秒激光光源的第m增强脉冲由10赫兹的频率表征。

4.根据权利要求1所述的方法,其中,多个空腔位于所述反应堆安全壳的内部区域内,并在空间上围绕所述外围区域配置,使得所述多个空腔区域中的每个空腔区域从所述外围区域的第一侧延伸至所述外围区域的第二侧,所述第一侧与所述第二侧相对,并沿所述内部区域的直径形成线性路径,从而所述多个空腔区域形成轮辐配置,所述每个空腔区域具有与所述反应区域同心的中心区域,并且每个空腔区域的第一端连接到所述外围区域的第一侧且每个空腔区域的第二端连接到所述外围区域的第二侧,其中,n大于1。

5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述每个皮秒激光光源的频率为1赫兹至10赫兹。

6.根据权利要求1所述的方法,还包括:使用连接到所述反应堆安全壳的燃料芯块分配器,所述燃料芯块分配器配置为以1赫兹至10赫兹的速率注入所述燃料芯块。

7.根据权利要求4所述的方法,其中,第m增强脉冲、所述每个皮秒激光光源和芯块分配器以10赫兹的频率同步。

8.根据权利要求1所述的方法,其中,每对反射镜装置在纵向方向上沿空腔长度方向,从10厘米到100厘米空间可调;其中,所述空腔长度由每对反射镜之间的空间长度限定,所述空腔长度大于所述反应堆安全壳的直径。

9.根据权利要求1所述的方法,其中,所述多个空腔区域中的每个空腔区域的长度为150米。

10.根据权利要求1所述的方法,其中,所述反应堆安全壳由范围为1米至50米的直径表征。

11.根据权利要求1所述的方法,其中,所述每个皮秒激光光源包括10个小型皮秒激光光源,所述每个小型皮秒激光光源的脉冲能量约为1千焦,频率为10赫兹。

12.根据权利要求1所述的方法,其中,所述每个皮秒激光光源的脉冲能量约为10千焦,频率为10赫兹。

13.根据权利要求1所述的方法,其中,所述多个皮秒激光光源聚焦到所述燃料芯块上的预定光斑尺寸,得到大于1×1020瓦/平方厘米、或大于1×1021瓦/平方厘米、或大于1×1022瓦/平方厘米的脉...

【专利技术属性】
技术研发人员:中村修二太田裕朗
申请(专利权)人:蓝色激光聚变公司
类型:发明
国别省市:

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