專利名稱：：核力約束慣性制導(dǎo)冷核聚變堆和離子調(diào)速直流變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：在常溫條件下，由核力約束慣性制導(dǎo)的聯(lián)合方式，實(shí)現(xiàn)氘、氚、氦、鋰……等帶有一定磁矩的輕原子核受控冷核對(duì)撞聚變，屬于核能源研究開發(fā)應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域：
的"冷核聚變堆"。應(yīng)用相似的核力約束慣性制導(dǎo)方式，對(duì)不同速度和能量的離子束進(jìn)行混合調(diào)速，研制成的離子調(diào)速直流變壓器，是冷核聚變堆、核發(fā)動(dòng)機(jī)和該類核電站啟動(dòng)核聚變和電能輸送系統(tǒng)的重要配套設(shè)備，所以合并申請(qǐng)一個(gè)專利權(quán)。請(qǐng)注意，本專利有望一勞永逸地徹底解決全人類面臨的能源和環(huán)保難題，所以其研發(fā)進(jìn)度每耽擱一天，全人類就得多承擔(dān)一天高昂的能源費(fèi)用和沉重的環(huán)保壓力。能源工業(yè)是推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的引擎，石油資源更是各大國(guó)爭(zhēng)奪控制的戰(zhàn)略物資。此專利發(fā)明涉及國(guó)防安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重大利益。根據(jù)中華人民共和國(guó)專利法第二章授予專利權(quán)的條件，第二十五條不授予專利權(quán)的條款，第一款(一)科學(xué)發(fā)現(xiàn)；第五款(五)用原子核變換方法獲得的物質(zhì)。建議將該發(fā)明專利列為國(guó)家絕密級(jí)專利，優(yōu)先扶持，盡快開展研究。
背景技術(shù)：
：建造通過重核裂變方式獲取核能源的核反應(yīng)堆或核電站，上一世紀(jì)40年代就已獲得成功。但是，自然界中的鈾礦資源也有限，充其量只能滿足全人類數(shù)百年的需求。況且，這類核反應(yīng)堆還存在放射性核廢料的污染后期處理掩埋的難題。當(dāng)科學(xué)界發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)的能量就是由熱核聚變產(chǎn)生的以后。經(jīng)過幾代人的不懈努力研究探索，目前看來比較有希望能勉強(qiáng)實(shí)現(xiàn)受控核聚變的只有磁場(chǎng)力約束熱核聚變和慣性力約束熱核聚變。因?yàn)榇艌?chǎng)力約束熱核聚變的基本物理?xiàng)l件，必須將稀薄的、高達(dá)10"C以上超高溫的等離子體，用強(qiáng)磁場(chǎng)力約束在一定的空間范圍內(nèi)。慣性力約束熱核聚變的基本物理?xiàng)l件，必須瞬間提供多方向的強(qiáng)激光能量流，同步向直徑小于1毫米的靶丸壓縮。從核子克服庫(kù)侖電場(chǎng)力勢(shì)壘實(shí)現(xiàn)核聚變的基本物理化學(xué)條件估算，二者都需要數(shù)千萬度以上的粒子熱運(yùn)動(dòng)的能量。所以1.如何將核聚變材料加熱到如此的超高溫？2.如何長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地約束住如此超高溫的等離子體？并盡量減少能量擴(kuò)散損失，如何實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的、高效率的核聚變？3.如何研制能長(zhǎng)久經(jīng)受如此超高溫和超高能量粒子輻射的(尤其是高效率核聚變后的等離子體溫度和離子的動(dòng)能又將提高數(shù)倍！)材料作為約束控制的邊界？4.如何順利實(shí)現(xiàn)如此超高溫等離子體的連續(xù)穩(wěn)定的輸送和熱能一一電能的轉(zhuǎn)化？所有這些，可以說，如此苛刻的超高溫和超高能量的條件，以人類現(xiàn)有的科技水平，以一切由原子或分子構(gòu)成的所有材料，都難以長(zhǎng)久穩(wěn)定地承受！盡管現(xiàn)在實(shí)行中、美、俄、印、日、韓和整個(gè)歐盟的強(qiáng)一強(qiáng)聯(lián)手國(guó)際大協(xié)作，在未來3050年內(nèi)還難以實(shí)現(xiàn)持久、可靠、穩(wěn)定和高效率的商業(yè)化發(fā)電運(yùn)行。上述三類核反應(yīng)堆的核反應(yīng)系統(tǒng)、能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)和安全防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)備都相當(dāng)龐大、復(fù)雜、笨重，無法在航天、航空領(lǐng)域作為飛機(jī)或宇宙飛船的引擎應(yīng)用。更不能作為常規(guī)車輛的動(dòng)力普及使用。核聚變堆已經(jīng)成為全人類面臨沉重的能源、環(huán)保壓力，迫切需要盡快解決，歷經(jīng)60余年仍久攻不克的國(guó)際性頭號(hào)科學(xué)難題。本發(fā)明項(xiàng)目《核力約束慣性制導(dǎo)冷核聚變堆和離子調(diào)速直流變壓器》，就是為一勞永逸地徹底解決全人類面臨的能源和環(huán)保難題，完全從另一個(gè)途徑，在現(xiàn)有的制造工藝技術(shù)能夠勝任的前提下，發(fā)明設(shè)計(jì)該專利的。
發(fā)明內(nèi)容《核力約束慣性制導(dǎo)冷核聚變堆和離子調(diào)速直流變壓器》的主要研究?jī)?nèi)容，是以氫、氖、氣、鋰……等帶有一定磁矩的輕原子核，在本人發(fā)明的、特定的核力約束慣性制導(dǎo)受控冷核聚變反應(yīng)腔內(nèi)實(shí)施冷核對(duì)撞聚變。筆者在《現(xiàn)代物理學(xué)經(jīng)典粒子量子化軌道運(yùn)動(dòng)模型通解》的專著中，已經(jīng)嚴(yán)密精確地證明(詳見Email:gw4卯60527iv82(gvahoo.com.cn，開箱密碼276894。)原子核內(nèi)的核力，包括所謂的強(qiáng)相互作用力和弱相互作用力，都是在原子核微觀特定的條件下形成的電、磁場(chǎng)力之間相互平衡關(guān)系的總和。所以，核力約束慣性制導(dǎo)冷核對(duì)撞聚變發(fā)明專利，就是以現(xiàn)有的機(jī)電制造工藝水平，在宏觀特定條件下，設(shè)置特定的電磁場(chǎng)力先將兩串相向運(yùn)動(dòng)的待聚變?cè)雍思s束在某一條線段內(nèi)；再利用基本粒子和原子核固有的自旋動(dòng)量矩矢量形成近光速6旋的超強(qiáng)力自轉(zhuǎn)陀螺慣性制導(dǎo)特性，來實(shí)現(xiàn)常溫條件下直接對(duì)撞核聚變的。首先，用一塊帶正電荷的平板狀導(dǎo)體，和一組大小相等、細(xì)圓柱狀帶等量正電荷的導(dǎo)體，通過特定的空間組合設(shè)置，在高電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)能的正靜電場(chǎng)背景中，建立長(zhǎng)矩形平面狀的等勢(shì)面。利用待聚變的輕原子核串自身相互靜電場(chǎng)排斥力，自動(dòng)被擠壓到長(zhǎng)矩形平面的兩側(cè)，形成兩條平行排列的核子串。從而建立一組或數(shù)組集束的線狀零靜電場(chǎng)。(該線狀區(qū)截面上的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，矢量方向相反，剛好互相抵消，靜電勢(shì)能最低)。將帶電輕原子核用靜電粒子直線型加速器加速后高速沿兩端相向噴入該靜電場(chǎng)力約束形成的零電場(chǎng)線段內(nèi)。再根據(jù)待聚變的輕原子核固有磁矩，設(shè)置附加平行該線段的強(qiáng)外磁場(chǎng)，在強(qiáng)外磁場(chǎng)作用下輕原子核的磁偶極矩都沿該線段呈定向排列磁化。它既能降低相鄰原子核之間的靜電場(chǎng)排斥力，又能有效地校正陀螺的制導(dǎo)方向。最終在原子核同有的自旋動(dòng)量矩矢量形成近光速自旋的超強(qiáng)力自轉(zhuǎn)陀螺慣性制導(dǎo)作用下，克服庫(kù)侖力勢(shì)壘的偏向作用，實(shí)現(xiàn)冷核直接對(duì)撞聚變的。聚變后的新原子核，比如氦原于核，因?yàn)樽陨頉]有磁矩，又具有2X10^v以上的動(dòng)能，可自行突破靜電場(chǎng)力勢(shì)壘和磁場(chǎng)力的約束，高速射出。經(jīng)導(dǎo)入多級(jí)離子調(diào)速直流變壓器直接轉(zhuǎn)化成電壓為(101000)乂103伏特的直流電能輸出。一、核力約束慣性制導(dǎo)冷核聚變堆和離子調(diào)速直流變壓器發(fā)明設(shè)計(jì)的物理模型和理論依據(jù)本發(fā)明的核心基礎(chǔ)理論來自筆者的《現(xiàn)代物理學(xué)經(jīng)典粒子量子化軌道運(yùn)動(dòng)模型通解》新現(xiàn)代物理學(xué)專著，在第114章中系統(tǒng)論證的粒子、原子核內(nèi)部的超強(qiáng)力自旋陀螺慣性定向制導(dǎo)特性，強(qiáng)、弱、電、磁相互作用統(tǒng)一性原理證明和精確的計(jì)算方法?，F(xiàn)先將與本發(fā)明專利有關(guān)的主要物理模型、定理、公式和相關(guān)核子的模擬計(jì)算驗(yàn)證的參數(shù)摘錄如下(P23),德布羅意早年就提出并經(jīng)后人證實(shí)，微觀粒子都存在波動(dòng)性，其波長(zhǎng)i、粒子動(dòng)量F-wP與普朗克常數(shù)h的關(guān)系為:(1.1)根據(jù)量子力學(xué)的粒子波動(dòng)方程和牛頓力學(xué)的動(dòng)量矩守恒定律，我們只要將粒子的運(yùn)動(dòng)特征以波動(dòng)、自旋量子化定態(tài)垂直雙軌道運(yùn)動(dòng)方式聯(lián)立確定，靜止基本粒子內(nèi)部軌道運(yùn)動(dòng)特征就如圖1所示，方程組為&XW^。=A(上為普朗克常數(shù)和動(dòng)量矩矢量<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>由(1.2)方程組中，令v^=￡^^1為常數(shù)，就可以直接導(dǎo)出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>上述結(jié)果證明兩種相互垂直的運(yùn)動(dòng)軌道都是橢圓軌道！(P5)，對(duì)沿直線噴射型的粒子或原子核，其進(jìn)動(dòng)方向也是自旋的動(dòng)量矩矢量方向(或反方向)。該自旋進(jìn)動(dòng)軌道運(yùn)動(dòng)模型在P26-33第4章已經(jīng)嚴(yán)密精確地證明，見圖2:(P4142)，質(zhì)子內(nèi)部由;r+介子和核芯組成，結(jié)構(gòu)見圖3,各參數(shù)模擬計(jì)算結(jié)果如下7T+介子的自旋運(yùn)動(dòng)速度7T+介子自旋運(yùn)動(dòng)的軌道半徑:質(zhì)子的磁矩:^=0.6389682138c=0.331292xl(T15m&2(,)=1.507187x10—15m1.4106171xl(T26《質(zhì)子核芯的波動(dòng)速度:(p4344)，中子內(nèi)部由;r—和帶正電荷的核芯組成，結(jié)構(gòu)見圖3，各參數(shù)模擬計(jì)算結(jié)果如下ve=0.6389682138c冗—介子的自旋運(yùn)動(dòng)速度;r—介子自旋運(yùn)動(dòng)的軌道半徑中子的磁矩中子核芯的波動(dòng)速度A2W=0.415254x10—15/nie20r)=1.889164xl(r15mt/n=~0.9661136xl(T26%因?yàn)殡雍?簡(jiǎn)稱D核，下同。)由質(zhì)子和中子組成，磁矩為=0.4330574x10—26^，約等于質(zhì)子中子的磁矩差值A(chǔ)tZ-0.4445035xlCr26%。氚原子核由質(zhì)子和兩個(gè)中子組成，磁矩為，=1.504553x10—26與質(zhì)子磁矩幾乎相等。從它們的磁矩就可判斷氘原子核由質(zhì)子中子沿自旋軸串接而成；氚原子核內(nèi)質(zhì)子位于中間，兩邊對(duì)稱分布的中子磁矩白旋方向相反，剛好抵消，見圖4。根據(jù)電動(dòng)力學(xué)對(duì)磁矩的定義，由(1.3)方程組，原子核磁矩是由帶電基本粒子沿閉合軌道運(yùn)動(dòng)形成的，氘原子核磁矩顯然主要由中子內(nèi)帶單位電荷的核芯粒子的波動(dòng)運(yùn)動(dòng)形成的。其等效電流I。和電流元半徑^分別為"_2t-2gV>&=兀r0/0=兀r。^;"^=(1.4)2ttr02將"rv。值帶入上式，得F。=2.82205xl0_16m，/。=17308.754二、對(duì)撞核聚變D核子串和離子調(diào)速直流變壓器電流的密度估算(一)、對(duì)撞核聚變D核子串的密度估算假設(shè)每個(gè)D核子對(duì)撞聚變釋放的有效能量為107ev,100千瓦功率的核聚變反應(yīng)堆每秒需要的D粒子的個(gè)數(shù)Nd/s為Wd=105/^7-6.24xl0"(個(gè)/秒)。/exlO'相當(dāng)于D核子束的總電流強(qiáng)度為0.01安培。則對(duì)撞的每條D核子串為3.12x1016(個(gè)/秒)。假設(shè)兩條D核子串的靜電加速器的啟動(dòng)能量都為6.5xl05ev,減去反應(yīng)堆對(duì)撞核聚變區(qū)的定向約束原有屯勢(shì)能100000ev。那么，剩余動(dòng)能應(yīng)為5.5xl()Sev。則D核子串的運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)為vrf'=」2ex5-5x10/=5.133xl06(m/)二0.01712cmd/s200各條D核子串的線密度&和核子間距AI分別為3.12"0'6=6078xl09(^/)，^=《=L645Xl(r10v<n/mA/個(gè)各個(gè)D核子之間的電勢(shì)能W。W,_!_=8.7536(ev)設(shè)0核子串的線密度&=6.078"09(個(gè)/111)，AL=W。，lnA-2,每條D核子束流外側(cè)圓柱狀表面半徑為/處的電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能分別為五^"^-1.064xl0"「伏牛f4)^=1]11丄=12.133(伏特)2;ALV/術(shù)乂2丌f。/0由AL的間距值和上述估算結(jié)果，在此AL的間距上，使D核于串密度提高10100倍是可行的，由此可估算出單束對(duì)撞聚變的功率具有(0.110)MW(百萬瓦)的可調(diào)變化區(qū)間。如果上述單束兩串D核子的核力約束慣性制導(dǎo)對(duì)撞冷核聚變實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虺晒?，我們就可考慮采用多束平行排列，再以該排列進(jìn)行分組并列，合并使用一套靜電型粒子加速器和離子調(diào)速直流變壓器等配套設(shè)備。以便使總功率呈幾何級(jí)數(shù)擴(kuò)展。(二)、離子調(diào)速直流變壓器的電流強(qiáng)度估算同理，如果輸出功率為100千瓦，電壓為1000伏特的直流電能，則電流強(qiáng)度為100A。假設(shè)這100A的電流是由冷核聚變的a粒子經(jīng)多級(jí)離子調(diào)速直流變壓器連續(xù)降壓后形成的，則在末級(jí)降壓中，a粒子運(yùn)動(dòng)速度為v=4exl00(^/=3.105198xl05(11/)二0.001036c各條a粒子串的線密度《和粒子間距AL分別為《=翌==201002x1015(V)，AL==4.97508x10—16(乂)上述估算的a粒子串的粒子間距AL比原子核的間距還?。★@然，這是不可能的。好在離子調(diào)速直流變壓器內(nèi)的電磁場(chǎng)約束強(qiáng)度要求并不高，且不存在核聚變后的核子沿垂直方向噴射的問題。我們可以在10000伏特以上的高壓部分用直流變壓器降壓，設(shè)計(jì)密集的蜂窩狀組合結(jié)構(gòu),將集束數(shù)直接提高上萬倍！(詳見后面論證)。低壓部分采取常規(guī)的手段降壓。或者直接研發(fā)耐高電壓的高轉(zhuǎn)速直流電動(dòng)機(jī)。三、線狀零電場(chǎng)的設(shè)計(jì)原理(一)、靜電場(chǎng)力對(duì)待聚變輕原子核約束能力的估算假如有兩根無限長(zhǎng)均勻帶電的細(xì)圓柱體，呈如圖5所示的平行分布。中間有兩個(gè)氖輕原子核迎面對(duì)撞或追尾碰撞，但由于庫(kù)侖勢(shì)壘排斥力作用會(huì)導(dǎo)致偏向"擦肩"而過。設(shè)細(xì)圓柱體的電荷線密度為《ed,由庫(kù)侖定律和高斯定理，靜電場(chǎng)強(qiáng)度^為五,~(1.5)"擦肩"而過的兩個(gè)輕原子核在綜合細(xì)圓柱狀導(dǎo)體靜電場(chǎng)力的擠壓作用下，平衡條件為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>.當(dāng)/,AH4AL時(shí)'令A(yù)/f—2FD(D原子核的直徑2^=2x10—15wi)時(shí)，由(1.6)式得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(1-7)設(shè)/^-0.1m，帶入上式得《ed=2.00272x1023($^^)。如果細(xì)圓柱體半徑W。=0.05m,則圓柱體表面的電勢(shì)V必須大于及<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(伏特)(1.8)由上面的簡(jiǎn)單估算結(jié)果表明這幾乎是天文級(jí)別的電壓值！說明以簡(jiǎn)單的平行均勻帶電的直圓柱體組合形成的純靜電場(chǎng)，要實(shí)現(xiàn)輕原子核之間克服庫(kù)侖靜電場(chǎng)強(qiáng)勢(shì)壘迎面或追尾對(duì)撞聚變，其電場(chǎng)和電勢(shì)強(qiáng)度均要相當(dāng)高，我們根本不可能依靠現(xiàn)有的機(jī)電設(shè)備制造工藝的水平來充電產(chǎn)生這么高的電壓！如果將圖5的D核子串直接由自身的內(nèi)電場(chǎng)分成兩束，設(shè)/^>/^>>仏時(shí)，則仍由(1.6)式得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(1.9)令A(yù)i/二10-2m，AL=10-10m，帶入上式得&crf=1.6022x10—7〔庫(kù)^^j,卩=1996伏特。此電壓值是現(xiàn)有的機(jī)電設(shè)備制造工藝的水平很容易做到的。這就是充分利用D核子串的內(nèi)電場(chǎng)物理模型和理論依據(jù)。(二)、平板狀帶正電荷的導(dǎo)體與一組細(xì)圓柱狀帶正電荷導(dǎo)體的線狀零電場(chǎng)形成原理由靜電場(chǎng)物理特性可知，在靜電平衡狀態(tài)下，電荷都分布在導(dǎo)體表面，電力線都垂直于導(dǎo)體表面，導(dǎo)體表面是個(gè)等位體。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)本發(fā)明專利所要求的線狀零電場(chǎng)，首先必須實(shí)現(xiàn)具有一定大小的圓環(huán)狀、平板狀和有限長(zhǎng)度的細(xì)圓柱狀導(dǎo)體在靜電場(chǎng)相互作用中，整個(gè)導(dǎo)體表面靜電荷的原始等密度分布，或者近似等密度分布。為此，對(duì)圓環(huán)狀導(dǎo)體，可以先將導(dǎo)體表面沿平行圓環(huán)線分隔成6N個(gè)圓環(huán)片。(N值沒有上限，以能實(shí)現(xiàn)整個(gè)導(dǎo)體表面的原始電荷面密度盡量相等為準(zhǔn))。圓環(huán)片之間用電介質(zhì)隔開成分導(dǎo)體。對(duì)平板狀導(dǎo)體，可以將其分隔成數(shù)條長(zhǎng)條狀分導(dǎo)體，邊部用細(xì)長(zhǎng)的半圓柱狀分導(dǎo)體環(huán)繞，之間都用電介質(zhì)隔開。同理，對(duì)有限長(zhǎng)的細(xì)圓柱狀導(dǎo)體，可以在兩端附加一副半球狀或半橢球狀的分導(dǎo)體，見圖6。必要時(shí)，還可以再分段或沿軸線切開呈2N個(gè)分導(dǎo)體，之間同樣也都用電介質(zhì)隔開。這樣，只要根據(jù)靜電場(chǎng)中各個(gè)導(dǎo)體的電場(chǎng)相互作用，計(jì)算出附加電壓，再對(duì)各個(gè)導(dǎo)體的分導(dǎo)體分別充上不同值的電壓，我們就能實(shí)現(xiàn)各個(gè)導(dǎo)體表面的原始電荷面密度或線密度大致相等。根據(jù)靜電場(chǎng)特征，兩個(gè)大小相等平行分布的無限長(zhǎng)細(xì)圓柱狀導(dǎo)體，當(dāng)它們都帶等量正電荷時(shí)，在橫截面上，其電力線分布就如圖7所示。在中間ABC對(duì)稱面上，令細(xì)圓柱狀導(dǎo)體的電荷線密度為《一由高斯定理，合電場(chǎng)強(qiáng)度￡4為^<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>(1.10)沿著ABC對(duì)稱平面，當(dāng)《=0°時(shí)，在B點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度為0，但電勢(shì)能是最大值。同號(hào)電荷都被往A、C方向排斥。當(dāng)《=45°時(shí)，￡A=是最大值，如圖7的A點(diǎn)處，(請(qǐng)注意"e"是線狀零電場(chǎng)的橫截面符號(hào)，下同)。當(dāng)我們將平板狀帶正電荷的導(dǎo)體與圖7所示的細(xì)圓柱狀帶正電荷的導(dǎo)體按圖8所示的空間設(shè)置時(shí)，只要平板狀帶電導(dǎo)體一側(cè)均勻的電場(chǎng)強(qiáng)度￡^略小于(1.10)式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>的最大值,則圖8的A點(diǎn)處附近就能形成兩條線狀零電場(chǎng)。在圖8所示的線狀零電場(chǎng)形成原理圖中，令平板狀導(dǎo)體的電荷面密度為《p，與下邊的電介質(zhì)距離為d=0.20m，細(xì)圓柱狀導(dǎo)體的電荷線密度為(5，沿著線狀零電場(chǎng)排列的D核子串電荷線密度為^^和&^，間距為Aif，《0=45°。則根據(jù)靜電場(chǎng)力在對(duì)稱平面上的靜電場(chǎng)力平衡原理，我們有<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>(1.11)方程組可簡(jiǎn)化為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>令平板導(dǎo)體與下面電介質(zhì)組成的電容器電壓為40000伏特，則平板導(dǎo)體的電荷面密度為:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>方程組進(jìn)一步簡(jiǎn)化為:庫(kù)侖,=0.04w,sin2c^=sin(180'—2ar,)=sin2or2，則&^=《d2,(1.12)玉^印^(1.14)由(1.14)式，我們可以推算出細(xì)圓柱狀導(dǎo)體的電荷線密度t^的小范圍變化對(duì)D核子串密度&^和間距A7/的影響見表1:細(xì)圓柱狀導(dǎo)體的電荷線密度^n的小范圍變化對(duì)D核子串密度&^和間距AH的影響表表la,的取值(°)32.53537.54042.52的計(jì)算值(°)57.55552.55047.5AH的計(jì)算值(m)0.037300.029120.02144O據(jù)ll0.006999"/米D核子串線密度&^的模擬計(jì)算值(庫(kù)侖/米)&=4.65xl0—7-2.2023X10-8-5.8921X10—92.2002X10-94.5452X10-93.1810X1(T9&二6xl(T79.2070X10扁s8.6461X10-87.2095X10-85.1443X10-82.6713X10—84.3012X10-73.6010X10-72.7919X10-71細(xì)0X10-79.6436X10-811.5x10"8.5269X1(T77.0215X10-75.3806X10-73.6409X10-71.8359X1(T7從表1模擬計(jì)算的結(jié)果可看出，只要我們適當(dāng)調(diào)整細(xì)圓柱狀導(dǎo)體或平板狀導(dǎo)體內(nèi)各分導(dǎo)體的充電電壓,就能大幅度調(diào)整待聚變的D核子串密度和內(nèi)電場(chǎng)，調(diào)整它的原始電荷線密度<5,從而能輕易達(dá)到大范圍的調(diào)整冷核聚變堆的功率！也可以通過調(diào)整噴射D核子串的流量，從而達(dá)到大幅度調(diào)整反應(yīng)堆功率的目的。11還可以直接通過預(yù)先安裝在聚變氦原子核噴射口兩側(cè)的電壓傳感器，直接與D核子串束流在線狀零電場(chǎng)的入口處分流偏向電極相連，使兩條線狀零電場(chǎng)內(nèi)的4串核子對(duì)撞聚變能順利進(jìn)行，不至于各行其道。其中，如果《,4.65xl(T7—1.5><10-6〔庫(kù)%〕，ln^^=ln3，則細(xì)圓柱狀導(dǎo)體的原始充電電壓值〃=JLln3-9182—29621(伏特)，也在現(xiàn)有技術(shù)水平的許可范圍內(nèi)。2加0以表1數(shù)據(jù)對(duì)《"值取2.2002X10一和8.5269X1(^兩個(gè)極值，帶入AL-1式，得AL分別為7.2820X10-"m、1.8790Xl()-13m，也都在較理想的范圍內(nèi)。同理，4根細(xì)圓柱狀帶正電荷的導(dǎo)體，與平板狀帶電導(dǎo)體的組合電力線就能合成我們所需要的中間三組共6條線狀零電場(chǎng)，見圖9。必要的時(shí)候，我們還可以在平板帶電導(dǎo)體的兩側(cè)都布置一組細(xì)圓柱狀的帶電導(dǎo)體，使線狀零電場(chǎng)的束數(shù)再翻倍。請(qǐng)注意在實(shí)際設(shè)計(jì)方案中，聚變腔的a粒子垂直于D核子串噴射位置及附近，細(xì)圓柱狀、平板狀帶電導(dǎo)體和外加強(qiáng)磁場(chǎng)的磁化方向都應(yīng)稍微向上凸山彎曲；平板狀帶屯導(dǎo)體在此處開有狹長(zhǎng)的縫隙，使a粒子只能沿此單方向射出，這樣便于a粒子能量集中導(dǎo)入多級(jí)連續(xù)的離子調(diào)速直流調(diào)壓器中。(三)、一組圓環(huán)狀帶電導(dǎo)體和幾根細(xì)圓柱狀帶電導(dǎo)體組合的線狀零電場(chǎng)形成原理1.在圓環(huán)狀導(dǎo)體軸線內(nèi)側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)能變化特征設(shè)導(dǎo)體環(huán)上的電荷線密度Ae為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>，見圖10。我們先將其分為以O(shè)YZ平面對(duì)稱的兩半環(huán)，充分利用高斯對(duì)稱性原理，貝l」<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>同理:五-.2同理，電勢(shì)能應(yīng)表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>￡hy的積分系數(shù)~t-^~~^-^d〃計(jì)算結(jié)果表0J;r(l-2/rvcoS/S+KX)'(1.17)表2<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>從上述沿Y、Z軸2個(gè)方向的電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果的變化趨勢(shì)可以看出同號(hào)電荷在圓環(huán)狀導(dǎo)體軸向內(nèi)側(cè)的一定范圍內(nèi)，是向Z軸方向運(yùn)動(dòng)的，如表2的黑體字?jǐn)?shù)據(jù)所標(biāo)出的負(fù)值范圍。在現(xiàn)有的電子槍、離子束等電子元件中，經(jīng)常采用這種特殊位形的電場(chǎng)聚焦作用。所以，根據(jù)上述初步計(jì)算結(jié)果，我們先給出一組大小相等同軸圓環(huán)狀帶等量正電荷的導(dǎo)體軸向內(nèi)側(cè)電力線分布，如圖11所示。2.—組圓環(huán)狀帶正電荷的導(dǎo)體與2根細(xì)圓柱狀帶正電荷的導(dǎo)體組合的線狀零電場(chǎng)形成原理同理，一組圓環(huán)狀帶正電荷的導(dǎo)體與2根細(xì)圓柱狀帶正電荷的導(dǎo)體組合的線狀零電場(chǎng)形成原理見圖12。3.—組圓環(huán)狀帶正電荷的導(dǎo)體與3根細(xì)圓柱狀帶正電荷的導(dǎo)體組合的線狀零電場(chǎng)形成原理設(shè)毎根帶電細(xì)圓柱狀導(dǎo)體的半徑都為/。，電荷線密度都為《(下同)。3根帶電導(dǎo)體平行組成正三角形，見圖13。則在AA'的對(duì)稱平面上，垂直方向的電場(chǎng)強(qiáng)度為<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>=0，則or=30°。說明在正三角形的中心P點(diǎn)，總電場(chǎng)強(qiáng)度的矢暈和為0。沿M'對(duì)稱平面上的電場(chǎng)強(qiáng)度系數(shù)(括號(hào)內(nèi))計(jì)算結(jié)果見表5。由表5可見，同號(hào)電荷，在P點(diǎn)是不穩(wěn)定的，沿AA'對(duì)稱平面上，都是被向A方向排斥的。通過正三角形的角平分線和高斯定理的對(duì)稱分析可判定兩個(gè)同軸圓環(huán)狀帶同號(hào)等量正電荷的導(dǎo)體和多根細(xì)圓柱狀導(dǎo)體呈平行正三角形、正六邊形組合時(shí)，在垂直軸線橫截面上形成的線狀零電場(chǎng)集束分布特征，將如圖14所示。沿M!對(duì)稱平面上的電場(chǎng)強(qiáng)度系數(shù)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>當(dāng)我們將4根細(xì)圓柱狀帶等量正電荷的導(dǎo)體與兩個(gè)同軸圓環(huán)狀帶等量正電荷的導(dǎo)體按圖15方式組合時(shí)，在中軸線的橫截面上，其組合形成的線狀零電場(chǎng)就如圖16所示。當(dāng)我們將眾多細(xì)圓柱狀導(dǎo)體同一組同軸圓環(huán)狀帶同號(hào)等量正電荷的導(dǎo)體呈平行正方形組合時(shí)，在垂直軸線橫截面上形成的線狀零電場(chǎng)就呈現(xiàn)圖18所示的集束集群分布。15需要強(qiáng)調(diào)補(bǔ)充的是圖15、16、17顯示的組合電場(chǎng)呈內(nèi)凹外尖的四棱柱面狀的等位面，是在周圍正電場(chǎng)力的擠壓情況下，帶正電荷的離子能夠暫時(shí)存在的等位面。尤其是集中在M1、BB'、CC'、DD'四條尖棱角線上，棱龜線延長(zhǎng)線上的電勢(shì)能是靠核子或離子高速追尾的動(dòng)能來傳遞和維持的。從圖15、16、17的由均勻帶電的一組圓環(huán)和4根導(dǎo)體組合電場(chǎng)內(nèi)部等位面的形狀中可以看出作為本發(fā)明的關(guān)鍵，約束離子或核子束流的等位面內(nèi)凹外凸呈尖棱角狀。使靜電場(chǎng)中的電荷因自身內(nèi)電場(chǎng)導(dǎo)致相互靜電排斥力，必然都被擠壓分開在導(dǎo)體表面的各呈尖棱角處。而且不管是電子、離子或原子核，都只能是一層排成一串，該電荷層的厚度只能是電子、離子或原子核的實(shí)體直徑的厚度。導(dǎo)體的表面仍然是等位體，電荷的密度分布直接與導(dǎo)體表面的曲率有關(guān)，所以M1、BB1、CC1、DD1四條尖棱角線上的尖端棱線處的凈剩正電荷，將沿AA'、BB1、CC1、DD'各呈一條線狀集中分布。其它凹處的等位面上，不存在凈剩電荷。如果再外加平行尖端棱線的強(qiáng)磁場(chǎng)，必然會(huì)在強(qiáng)磁力線磁化下，靠離子或原子核自身磁矩串聯(lián)起來，沿四條線狀零電場(chǎng)高度集中。同時(shí)，如果磁化強(qiáng)度足夠大，對(duì)撞原于核之間還存在相當(dāng)大的異性磁極之間的吸引力。這正是我們所希望的。四、平行線段外加強(qiáng)磁場(chǎng)磁化設(shè)置對(duì)待聚變輕原子核的定向約束效果估算當(dāng)待聚變的輕原子核D核子束，被噴入如圖9所示具有線狀零電場(chǎng)的冷核聚變反應(yīng)腔內(nèi)時(shí)，只要相鄰的輕原子核間距遠(yuǎn)大于原子核的半徑r。，(ALrfl),靜電場(chǎng)力就很容易將待聚變的輕原子核都約束在該線段上。在外界平行線段的強(qiáng)磁場(chǎng)定向磁化下，整條線段上的全部待聚變輕原子核的固有磁矩就會(huì)如圖19所示，呈定向排列磁化串通成一條長(zhǎng)電流螺線管。這種排列對(duì)核聚變的精確定位導(dǎo)向起關(guān)鍵作用。由電動(dòng)力學(xué)的電流螺線管磁化公式，盡管各個(gè)電流元的間距比原子核磁矩的等效半徑大得多(ALFQ)，但是穿過整個(gè)螺線管所有電流元的總磁通量沒有減少，<DB=^[f5。.必=5。7^=fi,;r，不論是在電流元內(nèi)側(cè)還是外側(cè)，都是常數(shù)。螺線管兩端的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bo為.-2("-l)AL2AL由磁場(chǎng)的高斯定理，在螺線管端部如圖19所示的左邊第二個(gè)電流元，以該電流元為中心，磁力線是呈平球面形向左向外發(fā)散的，磁感應(yīng)強(qiáng)度》，的矢量可近似表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>(1.20)在線段零電場(chǎng)的中間，當(dāng)兩個(gè)D核子的間距從AL—F。的迎面對(duì)撞之前，如圖20所示。令/^>>&，由庫(kù)侖定律和(1.19)、(1.20)式，其平行D核子串方向相互作用的電、磁場(chǎng)勢(shì)能(/￡、t^可表示為+—-》o4;re^AL2廣f~\(1.21)^=《2,"如(AL)=-f;gJ,=(1.22)上面的推導(dǎo)演算證明靜電場(chǎng)排斥力和排斥的能量遠(yuǎn)大于電流元磁場(chǎng)的吸引力和吸引的能量。其總能量應(yīng)等于為提供兩個(gè)D核子迎面對(duì)撞核聚變的起碼動(dòng)能。因?yàn)镈核子由質(zhì)子中子串聯(lián)組成，核力的作用范圍為10—'5m,可作為^值。假設(shè)線狀零電場(chǎng)的起始電壓為100000伏特，則靜電加速器的起始電勢(shì)能值f/。為:.30)上式前面括號(hào)內(nèi)為精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)，其值為137.0359907。W=4,說明>>+&±的值，由此判斷利用兩個(gè)D核子串的自身超強(qiáng)自轉(zhuǎn)的陀螺慣性制導(dǎo)特性，來實(shí)現(xiàn)核力約束慣性制導(dǎo)對(duì)撞冷核聚變不但可行，而且?guī)缀跏瞧駷榇巳祟惸軌蜷_發(fā)利用核聚變能的唯一途徑！?。Dl.是靜止基本粒子內(nèi)部波動(dòng)、自旋量子化定態(tài)垂直雙橢圓軌道運(yùn)動(dòng)示意圖圖2.是基本粒子沿波動(dòng)、自旋、進(jìn)動(dòng)軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)形成的波粒二象性特征示意圖圖3.是質(zhì)子、中子內(nèi)部pi介子、核芯的波動(dòng)、自旋運(yùn)動(dòng)軌道在XOY平面上的投影圖圖4.是質(zhì)子、中子、氘及氚原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和磁矩合成原理示意圖圖5.是靜電場(chǎng)力約束輕原子核能力估算原理示意圖圖6.是圓環(huán)狀、平板狀和細(xì)圓柱狀導(dǎo)體的表面屯荷原始面密度大致相等的形成原理圖圖7.是兩個(gè)平行設(shè)置無限長(zhǎng)細(xì)圓柱狀帶等量正電荷的導(dǎo)體電力線分布示意圖圖8.是平板狀帶正電荷導(dǎo)體與2根細(xì)圓柱狀帶正電荷導(dǎo)體的線狀零電場(chǎng)形成原理示意圖圖9.是平板狀帶正電荷的導(dǎo)體與一組細(xì)圓柱狀帶正電荷導(dǎo)體的組合電力線和形成的線狀零電場(chǎng)原理示意圖圖IO.是圓導(dǎo)體環(huán)中內(nèi)側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度￡^、五^變化計(jì)算原理示意圖圖11.是一組大小相等同軸圓環(huán)狀帶等量正電荷的導(dǎo)體軸向內(nèi)側(cè)電力線分布示意圖圖12.是兩個(gè)平行無限長(zhǎng)細(xì)圓柱狀與兩個(gè)同軸圓環(huán)狀帶等量正電荷的導(dǎo)體在軸向橫截面上形成的線狀零電場(chǎng)原理示意圖圖13.是3根無限長(zhǎng)細(xì)圓柱狀帶電導(dǎo)體呈正三角形組合的電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算原理示意圖圖14.是兩個(gè)同軸圓環(huán)狀帶同號(hào)等量正電荷的導(dǎo)體和多根細(xì)圓柱狀導(dǎo)體呈平行正三角形、正六邊形組合在垂直軸線橫截面上形成的線狀零電場(chǎng)集束分布示意圖圖15.是均勻帶電的兩個(gè)圓環(huán)和4根導(dǎo)體組合的電場(chǎng)示意圖圖16.是組合電場(chǎng)內(nèi)部等位面的形狀和內(nèi)凹外凸呈尖棱角狀線狀零電場(chǎng)的橫截面示意圖圖17.是組合電場(chǎng)內(nèi)凹外凸尖四棱柱面狀的等位面和核子離子由內(nèi)電場(chǎng)形成的沿棱線分布示意圖圖18.是一組同軸圓環(huán)狀帶同號(hào)等量正電荷的導(dǎo)體和多根細(xì)圓柱狀導(dǎo)體用平行正方形組合在垂直軸線橫截面上形成的線狀零電場(chǎng)呈集群集束分布示意圖圖19.是沿某一線段分布的輕原子核磁矩在強(qiáng)外磁場(chǎng)的磁化作用下呈定向排列示意圖圖20.是兩個(gè)電流元之間垂直方向的電、磁場(chǎng)相互作用力原理示意圖圖21.是核力約束慣性制導(dǎo)冷核聚變反應(yīng)腔的工作原理示意圖圖22.是核力約束慣性制導(dǎo)的離子調(diào)速直流降壓器工作原理示意圖圖23.是核力約束慣性制導(dǎo)的離子調(diào)速直流增壓器丁作原理示意圖圖24.是《核力約束慣性制導(dǎo)冷核聚變堆和離子調(diào)速直流變壓#》項(xiàng)目設(shè)計(jì)的總體技術(shù)途徑組合原理示意圖圖中l(wèi).質(zhì)子和自旋磁矩矢量2.中子和自旋磁矩矢量3.氘原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和磁矩合成原理4.氚原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和磁矩合成原理5.圓環(huán)狀和平板狀導(dǎo)體的各分導(dǎo)體6.圓環(huán)狀和平板狀分導(dǎo)體之間的分隔電介質(zhì)7.細(xì)圓柱狀導(dǎo)體兩側(cè)的分隔電介質(zhì)8.細(xì)圓柱狀導(dǎo)體兩端的分導(dǎo)體9.與平板狀帶電導(dǎo)體對(duì)應(yīng)的電介質(zhì)IO.核力約束慣性制導(dǎo)冷核聚變反應(yīng)腔的約束制導(dǎo)對(duì)撞核聚變通道ll.D原子核對(duì)撞運(yùn)動(dòng)的速度和方向12.聚變形成氦原子核的噴射運(yùn)動(dòng)速度和方向13.由核聚變反應(yīng)腔噴射出來的高能氦原子核的運(yùn)動(dòng)速度和方向14.調(diào)速降壓氦原子核束流15.被混合調(diào)速后的氦原子核16.核力約束慣性制導(dǎo)的離子調(diào)速通道17.質(zhì)子或氦、鋰離子束流和高速運(yùn)動(dòng)的方向18.參加混合調(diào)速的大質(zhì)量汞離子19.被混合調(diào)速后的質(zhì)子或氦、鋰離子和汞離子束流20.核聚變后調(diào)速降壓轉(zhuǎn)化的高壓直流電能輸出21.輸出電源的高壓電容器22.末級(jí)離子調(diào)速降壓器23.高能氦原于核24.供給靜電型直線離子加速器電源的高壓電容器25.初級(jí)離子調(diào)速直流降壓器26.核力約束慣性制導(dǎo)冷核聚變的反應(yīng)腔27.靜電型直線離子加速器28.內(nèi)置啟動(dòng)電源的離子調(diào)速直流高倍增壓器具體實(shí)施例方式上面已經(jīng)較全面地分析和模擬計(jì)算論證了《核力約束慣性制導(dǎo)冷核聚變堆和離子調(diào)速直流變壓器》的
發(fā)明內(nèi)容。為了簡(jiǎn)要概括本發(fā)明的具體實(shí)施方式，我們以圖21、22、23、24簡(jiǎn)化表示冷核聚變反應(yīng)腔、離子調(diào)速降壓腔、離子加速增壓腔和冷核聚變反應(yīng)堆的技術(shù)路徑組合簡(jiǎn)圖。下面，我們對(duì)核力約束慣性制導(dǎo)的離子束調(diào)速直流變壓器的機(jī)械效率給予簡(jiǎn)要補(bǔ)充論證。一、《核力約束慣性制導(dǎo)離子調(diào)速直流變壓器》項(xiàng)目設(shè)計(jì)的物理模型和理論依據(jù)設(shè)有兩種離子的質(zhì)量分別為IIh、恥，所帶的凈電量為Ql、Q2，每秒的離子束流量為R、N2。令a.對(duì)離子減速降壓運(yùn)動(dòng)設(shè)ni,離子原始動(dòng)能的等效電壓為V,，運(yùn)動(dòng)速度為v,，電流為L(zhǎng)二q,IVni2調(diào)速離子的啟動(dòng)速度可忽略不計(jì)。在起始和混合調(diào)速段，見圖22，由總能量守恒定律(1.31—1).2iii(1.31—2)在混合調(diào)速段末端的電壓為V:，(也可以設(shè)定為某一基準(zhǔn)電壓)。此時(shí)兩種離于都具有相同的運(yùn)動(dòng)速度v2，內(nèi)部各離子相互作用力的合力為O,各個(gè)離子都保持勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)離子進(jìn)入逆壓減速運(yùn)動(dòng)的軌道段時(shí)，(該軌道段由靜電型離子直線加速器倒裝構(gòu)成)，由于電場(chǎng)力的排斥作用，質(zhì)量小、帶有凈電荷量人的離子減速快r質(zhì)量大、凈電量小的離子減速慢。在被核力約束慣性制導(dǎo)綜合作用的單通道軌道內(nèi)調(diào)速運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，將又是能量的交換過程。如果最后兩種離子都以Vs40的速度全部擠入球殼狀的電壓腔，由于在真空狀態(tài)下，中間幾乎都沒有發(fā)生能量損失，也不必考慮電磁波輻射，從總能量守恒定律得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>(1.34)上述分析結(jié)果說明？F—離子調(diào)速階段的速度變化很小。在逆壓階段還繼續(xù)對(duì)電子起關(guān)鍵的推進(jìn)作用<b.如果是加速增壓運(yùn)動(dòng)只要將上述分析計(jì)算的方向倒過來即可。但應(yīng)取》21<<;2，對(duì)電子和單個(gè)的':F—離子而言，隨機(jī)的幾率太大，對(duì)整條管道而言，則會(huì)自動(dòng)調(diào)整混合離子束的整體運(yùn)動(dòng)速度，見圖23。與降壓調(diào)速的不同之處僅在于逆壓階段，質(zhì)量相差懸殊的輕離子、原子核或電子，必須回流循環(huán)使用。因?yàn)殇嚒⑩c、鉀、銣、銫、鈁元素的汽化溫度都在550750'C范圍內(nèi)，汞元素為357。C。在真空離子狀態(tài)，可能汽化溫度會(huì)大大降低。正離子采用質(zhì)子、鋰離子和汞離子的組合，也可考慮用氫、氦離子和汞離子組合?？赡艿脑?，重離子也可考慮采用某些氣態(tài)化合物。二、《核子約束慣性制導(dǎo)冷核聚變堆和離子調(diào)速直流變壓器》總體技術(shù)途徑《核子約束慣性制導(dǎo)冷核聚變堆和離子調(diào)速直流變壓器》項(xiàng)目總體研究方案、技術(shù)途徑組合見圖24。至于其它的原子核或離子發(fā)生器，離子或原子核的直線加速器，原子核燃料供應(yīng)和能量輸出的自動(dòng)平衡控制系統(tǒng)……等配套裝置系統(tǒng)，均可根據(jù)本主體項(xiàng)目的研究設(shè)計(jì)方案和運(yùn)行參數(shù)，在現(xiàn)有的相應(yīng)項(xiàng)目的技術(shù)、設(shè)備和制造工藝條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)選和改進(jìn)。權(quán)利要求1.核力約束慣性制導(dǎo)冷核聚變堆和離子調(diào)速直流變壓器發(fā)明，其特征是在常溫條件下，設(shè)置空間特定組合的電磁場(chǎng)，根據(jù)輕原子核固有的磁矩和內(nèi)電場(chǎng)，先將兩串待聚變的原子核約束在同一條線段內(nèi)；再利用原子核固有的自旋動(dòng)量矩矢量形成近光速自旋的超強(qiáng)力自轉(zhuǎn)陀螺慣性制導(dǎo)特性，來克服庫(kù)侖強(qiáng)勢(shì)壘的偏向作用，實(shí)現(xiàn)直接對(duì)撞核聚變的；應(yīng)用相似的核力約束慣性制導(dǎo)方式，對(duì)不同速度和能量的離子束進(jìn)行混合調(diào)速，研制成的離子調(diào)速直流變壓器，是冷核聚變堆、核發(fā)動(dòng)機(jī)和該類核電站啟動(dòng)核聚變和電能輸送系統(tǒng)的重要配套設(shè)備，所以合并申請(qǐng)一個(gè)專利權(quán)。2.如權(quán)利要求1所示的設(shè)置空間特定的電磁場(chǎng)，就是由數(shù)個(gè)或數(shù)組不同形狀的帶電導(dǎo)體通過特定空間組合設(shè)置形成的靜電場(chǎng)背景中，使其內(nèi)部產(chǎn)生一組線狀零電場(chǎng)的技術(shù)方法；通過將每一個(gè)帶電導(dǎo)體都分隔成N個(gè)分導(dǎo)體，各分導(dǎo)體之間都用電介質(zhì)隔開。首先假設(shè)某一整個(gè)導(dǎo)體表面原始凈電荷的面密度是某一常數(shù)，對(duì)周圍空間產(chǎn)生均勻?qū)ΨQ的電力線(電場(chǎng))，根據(jù)輕原子核串固有的內(nèi)電場(chǎng)，并與其它的帶電導(dǎo)體共同合成本專利發(fā)明所要求的成組的線狀零電場(chǎng)；然后再考慮各帶電導(dǎo)體及分導(dǎo)體因靜電場(chǎng)相互感應(yīng)作用形成的附加電壓，最后根據(jù)附加電壓值將各導(dǎo)體和分導(dǎo)體分別充上各自相應(yīng)的總電壓值。3.如權(quán)利要求l、2所示的冷核聚變反應(yīng)腔內(nèi)，可以通過調(diào)整噴射D核子串的流量，改變各導(dǎo)體內(nèi)分導(dǎo)體的充電電壓，就能大幅度調(diào)整待聚變的D核子串線密度和內(nèi)電場(chǎng)，從而達(dá)到大幅度調(diào)整反應(yīng)堆功率的目的；還可以直接通過聚變形成的氦原子核噴射口兩側(cè)的電壓傳感器，直接與D核子串束流在線狀零電場(chǎng)的入口處分流偏向電極相連，避免兩串核子各行其道，使每條線狀零電場(chǎng)內(nèi)相向運(yùn)動(dòng)的兩串核子的對(duì)撞聚變都能順利進(jìn)行。4.如權(quán)利要求2所示的線狀零電場(chǎng)的設(shè)計(jì)可以有多種方式，除本文提供的平板狀帶電導(dǎo)體和一組2N個(gè)平行分布的細(xì)圓柱狀帶電導(dǎo)體的組合；一組圓環(huán)狀帶電導(dǎo)體和一組細(xì)圓柱狀的帶電導(dǎo)體組合外；還可以考慮在一組帶電平板狀導(dǎo)體的每?jī)蓧K平板之間都設(shè)置一組平行分布的細(xì)圓柱狀帶電導(dǎo)體，形成集束集群的線狀零電場(chǎng)組。'5.如權(quán)利要求1所示的核力約束慣性制導(dǎo)離子調(diào)速直流變壓器因?yàn)椴淮嬖诰圩兒蟮脑雍搜卮怪狈较虻膰娚鋯栴}，而是全部沿調(diào)速的延伸方向單向噴射，所以更容易進(jìn)行成組集群線狀零電場(chǎng)的平行集束集群設(shè)計(jì)。如同軸一組圓環(huán)狀帶電導(dǎo)體與3N個(gè)平行設(shè)置的細(xì)圓柱狀帶電導(dǎo)體組合，多個(gè)細(xì)圓柱狀帶電導(dǎo)體可以沿正三邊形或正4邊形的頂點(diǎn)分布，還可以呈陣列或多圈的蜂窩狀組合。這樣可以使成組的線狀零電場(chǎng)集束呈幾何級(jí)數(shù)激增。6.如權(quán)利要求1所示的核子束或離子束在噴射進(jìn)入線狀零電場(chǎng)之前，都應(yīng)先用定向磁場(chǎng)確定自旋動(dòng)量矩方向或反方向，并且都必須用圓環(huán)狀電極板的電場(chǎng)和磁場(chǎng)聚焦透鏡對(duì)核子束或離子束進(jìn)行綜合疊加聚焦。7.如權(quán)利要求1所示的在核子束、離子束調(diào)速直流減壓器的設(shè)計(jì)中，可以對(duì)核子束或離子束實(shí)行連續(xù)多級(jí)的降壓調(diào)速。即在每一級(jí)的調(diào)速管末端，噴射口的端部，都繼續(xù)大流量地引入低速核子束或離子束，直至最后將末級(jí)低速的全部大流量核子束或離子束全部引入球殼狀金屬電容器中，轉(zhuǎn)化成具有一定電壓的直流電。這樣可以省略多個(gè)倒裝的靜電型核子、離子直線加速器。8.如權(quán)利要求1所示的對(duì)離子調(diào)速直流增壓器的設(shè)計(jì)，可以根據(jù)增壓的倍數(shù)，應(yīng)盡量采用質(zhì)量差異懸殊的、容易在較低溫度下激發(fā)生成并較穩(wěn)定的離子，如電子和F、Cl—負(fù)離子，質(zhì)子和Na+、K+、Hg++……等正離子組合。9.如權(quán)利要求1所示的平行線狀零電場(chǎng)方向的外磁場(chǎng)設(shè)計(jì)，應(yīng)盡量考慮采用內(nèi)芯高磁導(dǎo)率的非導(dǎo)體材料分段填充的電流螺線管，在線狀零電場(chǎng)起始端部和出口的電磁鐵部分都留有供核子束或離子束噴射的通道孔。10.如權(quán)利要求1所示的本發(fā)明核子束、離子束的加速、對(duì)撞聚變、混合調(diào)速運(yùn)動(dòng)，直至電能轉(zhuǎn)化輸出的全部工作空間，都是在抽真空的封閉容器或管道內(nèi)實(shí)施的。所以，整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部還必須配備一套抽真空設(shè)備，以便將核聚變后形成的氦原子核，經(jīng)調(diào)速最終完成電能轉(zhuǎn)化后轉(zhuǎn)變成寶貴的氦氣體，不斷地從工作區(qū)抽出并收集起來。全文摘要核力約束慣性制導(dǎo)冷核聚變堆和離子調(diào)速直流變壓器發(fā)明項(xiàng)目，有望一勞永逸地徹底解決全人類面臨的能源和環(huán)保難題。為一切宇宙飛船、飛機(jī)、艦船、車輛及發(fā)電廠……等耗能設(shè)備、工廠提供潔凈安全無限的核動(dòng)力能源，使全人類真正進(jìn)入核能時(shí)代。本發(fā)明項(xiàng)目特征是在常溫條件下，設(shè)置空間特定組合的電磁場(chǎng)，根據(jù)輕原子核固有的磁矩和內(nèi)電場(chǎng)，先將兩串待聚變的原子核約束在同一條線段內(nèi)；再利用原子核固有的自旋動(dòng)量矩矢量形成近光速自旋的超強(qiáng)力自轉(zhuǎn)陀螺慣性制導(dǎo)特性，來克服庫(kù)侖強(qiáng)勢(shì)壘的偏向作用，實(shí)現(xiàn)直接對(duì)撞核聚變的；應(yīng)用相似的核力約束慣性制導(dǎo)方式，對(duì)不同速度和能量的離子束進(jìn)行混合調(diào)速，研制成的離子調(diào)速直流變壓器，是冷核聚變堆、核發(fā)動(dòng)機(jī)和該類核電站啟動(dòng)核聚變和電能輸送系統(tǒng)的重要配套設(shè)備，所以合并申請(qǐng)一個(gè)專利權(quán)。文檔編號(hào)H02N1/00GK101350582SQ20081008791公開日2009年1月21日申請(qǐng)日期2008年3月18日優(yōu)先權(quán)日2008年3月18日發(fā)明者黃振強(qiáng)申請(qǐng)人:黃振強(qiáng)