專利名稱：：核力約束慣性制導(dǎo)冷核直接對撞聚變堆和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，實現(xiàn)氘、氚、氦、鋰……等帶有一定磁矩的輕原子核受控冷核直接對撞聚變，屬于核能源研究開發(fā)應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域：
的"冷核直接對撞聚變堆"。應(yīng)用相似的核力約束慣性制導(dǎo)方式，對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，是冷核直接對撞聚變堆、核發(fā)動機和該類核電站啟動核聚變和電能輸送系統(tǒng)的重要配套設(shè)備，所以合并申請一個專利權(quán)。請注意，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)一天高昂的能源費用和沉重的環(huán)保壓力。能源工業(yè)是推動國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的引擎，石油資源更是各大國爭奪控制的戰(zhàn)略物資。此專利發(fā)明涉及國防安全和國民經(jīng)濟(jì)的重大利益，建議國家主管部門給予重視，早日接管該專利項目，優(yōu)先扶持，盡快開展研究，造福社會。
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)白-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，比較有希望能夠勉強實現(xiàn)短暫的受控?zé)岷司圩冎挥写艌隽s束熱核聚變和慣性力約束熱核聚變。因為磁場力約束熱核聚變的基本物理條件，必須將稀薄的、高達(dá)1()8'C以上超高溫的等離子體，用強磁場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條件，必須瞬間提供多方向的強激光能量流，同步向直徑小于1毫米的靶丸壓縮。從核子克服庫侖電場排斥力勢壘實現(xiàn)對撞核聚變的基本物理條件估算，二者都需耍數(shù)千萬度以上的粒子熱運動的能量。所以1.如何將核聚變材料加熱到如此的超高溫？2.如何長時間穩(wěn)定地約束住如此超高溫的等離子體？并盡量減少能量擴散輻射損失，如何實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的、高效率的對撞核聚變？3.如何研制能長久經(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能又將提高數(shù)倍！并伴隨大量的中子輻射)材料作為約束控制的邊界？4.如何順利實現(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高效率轉(zhuǎn)化？所有這些，可以說，如此苛刻的超高溫、超高能量和大流量中子流輻射的條件，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，都難以長久穩(wěn)定地承受！盡管現(xiàn)在實行中、美、俄、印、日、韓和整個歐盟的強一強聯(lián)手國際大協(xié)作，在未來3050年內(nèi)還難以實現(xiàn)持久、可靠、穩(wěn)定和高效率的商業(yè)化發(fā)電運行。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)域作為飛機或宇宙飛船的引擎應(yīng)用。更不能作為常規(guī)車輛的動力普及使用。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際性頭號科學(xué)技術(shù)難題。本發(fā)明項目《核力約束慣性制導(dǎo)冷核直接對撞聚變堆和直流變壓器》，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，完全從另一個途徑，以現(xiàn)有的原材料和制造工藝技術(shù)水平能夠勝任的前提下，發(fā)明設(shè)計該專利的。
發(fā)明內(nèi)容《核力約束慣性制導(dǎo)冷核直接對撞聚變堆和直流變壓器》的主要研究內(nèi)容，是以氫、氘、氚、氦、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)實施冷核直接對撞聚變。筆者在《現(xiàn)代物理學(xué)經(jīng)典粒子量子化軌道運動模型通解》的專著中，已經(jīng)嚴(yán)密精確地證明(詳見Email:gw49060527iv82@vahoo.com.cn，開箱密碼276894。)原子核內(nèi)的核力，包括所謂的強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、磁場力之間相互作用平衡關(guān)系的總和。所以，核力約束慣性制導(dǎo)冷核直接對撞聚變堆發(fā)明專利，就是以現(xiàn)有的機電制造工藝水平，在宏觀特定條件下，設(shè)置空間特定組合的電磁場力先將兩串相向運動的待聚變原子核約束在某一條線段內(nèi)(同一條線形通道內(nèi))；再利用基本粒子和原子核固有的自旋動量矩矢量形成近光速自旋的超強力自轉(zhuǎn)陀螺慣性制導(dǎo)特性，來實現(xiàn)常溫條件下直接對撞核聚變的。首先，用一組帶電平板狀導(dǎo)體形成的均勻靜電場，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，在高電場強度和電勢能的正靜電場背景中，建立長矩形平面狀的等勢面。利用待聚變的輕原子核串自身核電荷形成的相互靜電場排斥力，自動被擠壓到長矩形平面的兩側(cè)通道上，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線形通道。(該線型通道截面上的電場強度大小相等，矢量方向相反，剛好互相抵消，靜電勢能最低)。將帶電輕原子核用靜電粒子直線型加速器加速后高速沿線形通道兩端相向噴入該靜電場力約束形成的零電場線形通道內(nèi)。再根據(jù)待聚變的輕原子核固有磁矩，設(shè)置外加平行該線形通道的強外磁場，在強外磁場作用下輕原子核的磁偶極矩都沿該線形通道呈定向排列磁化。它既能降低相鄰原子核之間的靜電場排斥力，又能有效地校正粒子動量矩形成超強自轉(zhuǎn)陀螺的制導(dǎo)方向。最終在原子核固有的自旋動量矩矢量形成近光速自旋的超強力自轉(zhuǎn)陀螺慣性制導(dǎo)作用下，克服庫侖力勢壘的偏向排斥作用，在同一條通道內(nèi)，實現(xiàn)冷核直接對撞核聚變。聚變后的新原子核，如氦原子核，因為自身沒有磁矩，又具有2X10、v以上的動能，可自行突破靜電場力勢壘和磁場力的約束，高速射出。經(jīng)導(dǎo)入多級離子調(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)冷核直接對撞聚變堆和直流變壓器發(fā)明設(shè)計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動模型通解》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)部的超強力自旋陀螺慣性定向制導(dǎo)特性，強、弱、電、磁相互作用統(tǒng)一性原理證明和精確的計算方法?，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)核子的模擬計算驗證的參數(shù)摘錄如下(P23)，德布羅意早年就提出并經(jīng)后人證實，微觀粒子都存在波動性，其波長i、粒子動量^=附7與普朗克常數(shù)h的關(guān)系為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>根據(jù)量子力學(xué)的粒子波動方程和牛頓力學(xué)的動量矩守恒定律，我們只要將粒子運動特征以波動、自旋量子化定態(tài)垂直雙橢圓軌道運動方式聯(lián)立確定，靜止基本粒子內(nèi)部軌道運動特征就如圖1所示，方程組為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>疋x附^-:^(^為普朗克常數(shù)和動量矩波矢量)(1.2-1)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>由(1.2)方程組中，令，4=五^^1為常數(shù)，就可以直接導(dǎo)出:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>上述結(jié)果證明基本粒子波動、自旋的兩種相互垂直的運動軌道都是橢圓軌道！(P2633,P46~53)，對沿直線噴射型的粒子或原子核，不管它是否具有磁矩，只要在離子直線型加速器的源頭由外加強磁場進(jìn)行定向，就必將對原子核內(nèi)部的所有帶電基本粒子沿量子化自旋軌道運動形成的正、負(fù)磁矩全部進(jìn)行定向，使其原子核整體的進(jìn)動方向轉(zhuǎn)向自旋的動量矩矢量方向(或反方向)。該自旋進(jìn)動軌道運動模型在P2633第4章，P4653第7章中，已經(jīng)嚴(yán)密精確地獲得證明，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)模擬計算結(jié)果如下7t+介子的自旋運動速度ve=0.6389682138ci。，,n、=0.331292xl0_15m"+介子自旋運動的軌道半徑:、92(0)=1.507187x10質(zhì)子的磁矩[》=1.4106171xlO—26^質(zhì)子核芯的波動速度va=/,cc(p4344),中子內(nèi)部由7t—和帶正電荷的核芯組成，結(jié)構(gòu)見圖3，各參數(shù)模擬計算結(jié)果如下:tt—介子的自旋運動速度tt—介子自旋運動的軌道半徑:中子的磁矩中子核芯的波動速度ve=0.6389682138cA2(0)=0.415254x10—15m=1.889164x10-15w""=-0.9661136x10_26%因為氘原子核(簡稱D核，下同。)由質(zhì)子和中子組成，磁矩為=0.4330574x10—26%，約等于質(zhì)子與中子的磁矩差值厶[/=0.4445035乂10_26%。氚原子核由質(zhì)子和兩個中子組成，磁矩為W=1.504553xlO—26^,與質(zhì)子磁矩幾乎相等。從它們的磁矩值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，兩邊對稱分布的中子磁矩自旋方向相反，剛好抵消，見圖4。根據(jù)電動力學(xué)對磁矩的定義，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動形成的，氘原子核磁矩顯然主要由質(zhì)子和中子內(nèi)帶單位電荷的所有基本粒子的自旋運動綜合形成的。其等效電流I。和電流元半徑^分別為K=;rF02/0《^=平(1.4)2tt/-。2將f/rf、^值帶入上式，得F0=2.82205xl0—16m，/。=17308.75」二、對撞核聚變D核子串和離子調(diào)速直流變壓器電流的密度估算(一)、對撞核聚變D核子串的密度估算假設(shè)每個D核子對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核子的個數(shù)NVs為仏=105/m7^6.24x10"(個/秒)a/exlO'相當(dāng)于D核子束的總電流強度為0.01安培。則對撞的每條D核子串為3.12x1016(個/秒)。假設(shè)兩條D核子串的靜電加速器的啟動能量都為6.5xl05ev,減去反應(yīng)堆對撞核聚變區(qū)的定向約束原有電勢能100000ev。那么，剩余動能應(yīng)為5.5xlO、v。則D核子串的運動速度應(yīng)為vH,=2ex5'5x10/=7.259x106=0.02421c各條D核子串的線密度&和核子間距AZ分別為e~,/mA/個各個D核子之間的電勢能W?！篹=~^~=6.1891(ev)設(shè)D核子串的線密度&^4.2981xlO"個/m)，AX=i。，In!=2,每條D核子束流外側(cè)圓柱狀表面半徑為if處的電場強度、電勢能分別為2肪。AZV/木乂2w。7。由AI的間距值和上述估算結(jié)果，在此AZ的間距上，使D核子串密度提高10100倍是可行的，由此可估算出單束對撞聚變的功率貝省(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)直接對撞冷核聚變實驗?zāi)軌虺晒Γ覀兙涂煽紤]采用多束平行排列，再以該多束平行排列進(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。以便使冷核直接對撞聚變堆的總功率呈幾何級數(shù)擴展。(二)、離子調(diào)速直流變壓器的電流強度估算同理，如果輸出功率為100千瓦，電壓為1000伏特的直流電能，則電流強度為IOOA。假設(shè)這100A的電流是由冷核聚變的a粒子經(jīng)多級離子調(diào)速直流變壓器連續(xù)降壓后形成的，因a粒子帶兩個單位正電荷，則在末級降壓中，a粒子運動速度為v=4exl009/=3.105198xl05=0.001036c<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>各條a粒子串的線密度&和粒子間距M分別為e2eva/m/個上述估算的a粒子串的粒子間距AL比原子核的間距還小！顯然，這是不可能的。好在離子調(diào)速直流變壓器內(nèi)的電磁場約束強度要求并不高，且不存在核聚變后的核于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)計密集的蜂窩狀組合結(jié)構(gòu)，將集束數(shù)直接提高數(shù)十萬倍！(詳見后面論證)。低壓部分釆取常規(guī)的手段降壓?；蛘咧苯友邪l(fā)耐高電壓的高轉(zhuǎn)速大功率的直流電動機。三、線狀零電場的設(shè)計原理(一)、靜電場力對聚變輕原子核約束能力的估算假如有兩根無限長均勻帶電的細(xì)圓柱狀導(dǎo)體，呈如圖5所示的平行分布。中間有兩個氘輕原子核迎面對撞或追尾碰撞，但由T庫侖勢壘排斥力作用會導(dǎo)致偏向"擦肩"而過。設(shè)細(xì)圓柱體的電荷線密度為&ed，由庫侖定律和高斯定理，細(xì)圓柱狀導(dǎo)體的靜電場強度A為￡e=《ed(1.5)"擦肩"而過的兩個輕原子核在兩個細(xì)圓柱狀導(dǎo)體靜電場力的擠壓作用下，平衡條件為e5ced—e5ced丄e(16)2肪o(i^—0.5AF)2肪Q(尺+0.5A/f)2;^AZA//當(dāng)i,>〉A(chǔ)//—AL時，令A(yù)/Z—2F。(令D原子核的直徑2^=2xl(T15m)時，由(1.6)式得ceALA//28r。3設(shè)i,O.lm,帶入上式得<5eed=2.00272x10"(庫%)。如果細(xì)圓柱導(dǎo)體半徑i。=0.05m，則細(xì)圓柱體表面的電勢V必須大于卩=f&eddixIn&=2.49527x1033(伏特)(1.8);j。0ix2;i0由上面的簡單估算結(jié)果表明這幾乎是天文級別的電壓值！說明以簡單的平行均勻帶電的細(xì)直圓柱導(dǎo)體組合形成的純靜電場，要實現(xiàn)輕原子核之間有效克服庫侖靜電場強勢壘迎面或追尾對撞聚變，其電場和電勢強度均要相當(dāng)高，我們根本不可能依靠現(xiàn)有的機電設(shè)備制造工藝技術(shù)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)電場分成兩束，設(shè)i,>△//>>AI時，則仍由(1.6)式得(1.9)^ALA//2令紐=10—2附，AI=10—'。m，帶入上式得《^=1.6022x10—7〔庫^y，r-1996伏特。此電壓值是現(xiàn)有的機電設(shè)備制造技術(shù)工藝的水平很容易充電做到的。這就是充分利用D核子串的內(nèi)電場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)體的線狀零電場形成原理由靜電場物理特性可知，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)體表面是個等位體。為了實現(xiàn)設(shè)計本發(fā)明專利所要求的線狀零電場的線形通道，首先必須實現(xiàn)具有一定大小的圓環(huán)狀、平板狀和有限長度的細(xì)圓柱狀導(dǎo)體在靜電場相互作用中，整個導(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個圓環(huán)片。(N值沒有上限，以能實現(xiàn)整個導(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。對平板狀導(dǎo)體，可以將其分隔成數(shù)條長條狀分導(dǎo)體，邊部用細(xì)長的半圓柱狀分導(dǎo)體環(huán)繞，之間都用電介質(zhì)隔開。同理，對有限長的細(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，還可以再分段或沿軸線切開呈2N個分導(dǎo)體，之間同樣也都用電介質(zhì)隔開。這樣，只要根據(jù)靜電場中各個導(dǎo)體的電場相互作用，計算出附加電壓，再對各個導(dǎo)體的分導(dǎo)體分別充上不同值的電壓，我們就能實現(xiàn)各個導(dǎo)體表面的原始電荷面密度或線密度大致相等。根據(jù)靜電場特征，兩個大小相等平行分布的無限長細(xì)圓柱狀導(dǎo)體，當(dāng)它們都帶等量正電荷時，在橫截面上，其電力線分布就如圖7所示。在中間ABC對稱面上，令細(xì)圓柱狀導(dǎo)體的電荷線密度為《￡，由高斯定理，合電場強度五^為五,~L.2sincycosey="sm"(1局沿著ABC對稱平面，當(dāng)《=0°時，在B點，電場強度為O,但電勢能是最大值。同號電荷都被往A、C方向排斥。當(dāng)《=45°時，~^~是最大值，如圖7的A點處，(請注意"豕"是線狀零電場線形通道的橫截面符號，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，只耍平板狀帶電導(dǎo)體一側(cè)均勻的電場強度E^略小于(U0)式E^-;;"^"的最大值，則圖8的A點處附近就能形成兩條線狀零電場線形通道。在圖8所示的線狀零電場線形通道形成原理圖中，令平板狀導(dǎo)體的電荷面密度為&D,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《？沿著線狀零電場線形通道排列的D核子串電荷線密度為《w和《w，間距為A//，aQ=45°。則根據(jù)靜電場力在對稱平面上的兩束D核子串綜合相互作用的靜電場力平衡原理，我們有<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>(l.ll)方程組可簡化為<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《p為:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>方程組進(jìn)一步簡化為:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>由(].12)方程組，我們可以推算出在《p不變的情況下，細(xì)圓柱狀導(dǎo)體的電荷線密度&的小范圍變化對D核子串密度和間距△//的影響見表1:細(xì)圓柱狀導(dǎo)體的電荷線密度(5^的小范圍變化對D核子串密度&^和間距A^的影響表表1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>&=4.65xl(T7-2.2023XI0-s-5,8921X10-92.2002X10-94.5452X10-93.1810X10-9&=6xl0-79.2070X10-88.6461XI0-87.2095X10-85.1443X10-82.6713X10-84.3012X10-73.6010X10-72.7919X10-71,9040X1(T79.6436X10-8&=1.5x10-68.5269X10—77.0215X10—75.3806X10-73.6409X10-71.8359X10-7從表1模擬計算的結(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)體的充電電壓值，就能大幅度調(diào)整待聚變的D核子串密度和內(nèi)電場，調(diào)整它的原始電荷線密度《，，從而能輕易達(dá)到大范圍的調(diào)整冷核直接對撞聚變堆的功率！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。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的入口處分流偏向控制電極相連,使兩條線狀零電場內(nèi)的4串D核子束對撞聚變能順利進(jìn)行，不至于各行其道。其中，如果《,4.65x10—7—1.5xlO"〔庫^〕，11^%=ln3，則細(xì)圓柱狀導(dǎo)體的原始充電電壓值"=~^ln3=9182~>29621(伏特)，也在現(xiàn)有機電制造技術(shù)水平的許可范圍內(nèi)。以表I數(shù)據(jù)對^n值取2.2002X10"n8.5269X10—7兩個極值，帶入肛=^~式，得LiAZ分別為7.2820X1(T11111、1.8790Xl(T13m，也都在較理想的范圍內(nèi)。同理，4根細(xì)圓柱狀帶止電荷的導(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，見圖9。必要的時候，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，使線狀零電場的束數(shù)再翻倍。請注意在實際設(shè)計方案中，聚變腔的"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)體和外加強磁場的磁化方向都應(yīng)稍微向上凸出彎曲；平板狀帶電導(dǎo)體在此處開有狹長的縫隙，使a粒子只能沿此單方向射出，這樣便于將a粒子能量集中導(dǎo)入一套多級連續(xù)的離子調(diào)速直流降壓器中。(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形成原理1.在圓環(huán)狀導(dǎo)體軸線內(nèi)側(cè)的電場強度和電勢能變化特征設(shè)導(dǎo)體環(huán)上的電荷線密度^e為《。=^~dg=Aedl=~^d",見圖10。我們先將其分為以O(shè)YZ平面對稱的兩半環(huán)，充分利用高斯對稱性原理，貝廿〖=令hesinp)2+—。2《=〖7帶入上式得:、he、he令:五7/—z0/z/r=COS"COS"—0/r—《'=COS6COS*^1—2《ycos-+《+A:z2"he〖▽1—2"os/+《+《—2gcos/—Kyhy4肪0《0J"I—2Kvcos々+K;+K，、'(1.15)<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>從上述沿Y、Z軸2個方向的電場強度計算結(jié)果的變化趨勢可以看出同號電荷在圓環(huán)狀導(dǎo)體軸向內(nèi)側(cè)的一定范圍內(nèi)，是向Z軸方向運動的，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、離子束聚焦……等的電子元件中，經(jīng)常采用這種特殊位形的電場聚焦作用。所以，根據(jù)上述初步計算結(jié)果，我們先給出一組大小相等的同軸圓環(huán)狀帶等量正電荷的導(dǎo)體，其軸向內(nèi)側(cè)電力線分布，如圖1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，在橫截面上的線狀零電場形成原理見圖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形成原理設(shè)每根帶電細(xì)圓柱狀導(dǎo)體的半徑都為/。，電荷線密度都為A,(下同)。3根帶電導(dǎo)體平行組成正三角形棱柱體，見圖13。則在三棱柱的橫截面AA'的對稱平面上，垂直方向的電場強度為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>量和為0。沿AA對稱平面上的電場強度系數(shù)(括號內(nèi))計算結(jié)果見表5。由表5可見，同號電荷，在P點是不穩(wěn)定的，沿AA對稱平面上，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稱分析可判定兩個同軸圓環(huán)狀帶同號等量正電荷的導(dǎo)體和多根細(xì)圓柱狀導(dǎo)體呈平行正二角形、正六邊形組合時，在垂直軸線橫截面上形成的線狀零電場集束分布特征，將如圖14所示。同理，當(dāng)我們將4根細(xì)圓柱狀帶等量正電荷的導(dǎo)體與兩個同軸圓環(huán)狀帶等量正電荷的導(dǎo)體按圖15方式組合時，在中軸線的橫截面上，其組合形成的線狀零電場就如圖16、圖17所示。1沿AA'對稱平面上的電場強度系數(shù)sin2or計算結(jié)果表表5a<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>當(dāng)我們將眾多細(xì)圓柱狀導(dǎo)體同一組同軸圓環(huán)狀帶同號等量正電荷的導(dǎo)體呈平行正方形組合時，在垂直軸線橫截面上形成的線狀零電場就呈現(xiàn)圖18所示的集束集群分布。需要強調(diào)補充的是圖15、16、17顯示的組合電場呈內(nèi)凹外尖的四棱柱面狀的等位面，是在周圍正電場力的擠壓情況下，帶正電荷的離子能夠暫時存在的等位面。尤其是集中在AA1、BB'、CC'、DD1四條尖棱角線上，棱角延長線上的電勢能是靠核子或離子高速追尾的動能來傳遞和維持的。從圖15、16、17的由均勻帶電的一組圓環(huán)和4根細(xì)圓柱狀導(dǎo)體組合電場內(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。使靜電場中的電荷因自身內(nèi)電場導(dǎo)致相互靜電場排斥力，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、離于或原子核的實體直徑的厚度。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AA1、BB'、CC1、DD1四條尖棱角線上的尖端棱線處的凈剩正電荷，將沿AA1、BB1、CC'、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磁場，必然會在強磁場的磁化下，靠離子或原子核自身磁矩串聯(lián)起來，沿四條線狀零電場軌道高度集中。同時，如果外磁場強度足夠大，對撞原子核之間還存在相當(dāng)大的異性磁極之間的吸引力。這正是我們所希望的。四、平行線段零電場的外加強磁場磁化設(shè)置對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的冷核聚變反應(yīng)腔內(nèi)時，只要相鄰的輕原子核間距遠(yuǎn)大于原子核的半徑ro，(AI>>re),靜電場力就很容易將待聚變的輕原子核都約束在該線段上。在外界平行線段零電場軌道的強磁場定向磁化下，整條線段軌道上的全部待聚變輕原子核的固有磁矩就會如圖19所示，呈定向排列磁化串通成一條細(xì)長的電流螺線管。這種排列對核聚變迎面對撞的精確定位導(dǎo)向，顯然會起關(guān)鍵作用。由電動力學(xué)的電流螺線管磁化公式，盡管各個電流元的間距比原子核磁矩的等效半徑大得多(AI>>&)，但是穿過整條D核子串的整個細(xì)K螺線管中的所有電流元的總磁通量并沒有減少，Os=_[[3。.W二5。;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)強度Bo為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>由磁場的高斯定理，在螺線管端部如圖19所示的左邊第二個電流元，以該電流元為中心，磁力線是呈半球面^向左向外發(fā)散的，磁感應(yīng)強度》工的矢量可近似表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>在線段零電場構(gòu)成的軌道中間，當(dāng)兩個D核子的間距從AL^^的迎面對撞之前，如圖20所示。令MFQ，帶電粒子的波動速度為c,由庫侖定律和(1.19)、(1.20)式，其平行D核子串方向相互作用的電、磁場勢能f/e、t^可分別表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>上面的推導(dǎo)演算證明靜電場排斥力和排斥的能量遠(yuǎn)大于電流元磁場的吸引力和吸引的能量。其總能量應(yīng)等于為提供兩個D核于迎面對撞核聚變的起碼動能。因為D核子由質(zhì)子和中子串聯(lián)組成，核力的作用范圍假設(shè)為10—15m,可作為聚變瞬間克服庫倫勢的F。估計值。假設(shè)設(shè)置矢量疊加構(gòu)成的線狀零電場的背景導(dǎo)體起始電壓為100000伏特，則靜電加速器的起始電勢能值C/。為"2"e+100000(g。>g—+100000(ev)2579988(e"(!.23)五、D原子核以近光速自旋形成超強力自轉(zhuǎn)陀螺的慣性制導(dǎo)作用假設(shè)一串D原子核沿著一條線狀零電場線形通道的直線軌道運動，在指向直線狀的零電場力和平行強外磁場力的雙重約束作用下，它們的核自旋矢量將重合在同一條直線軌道上，并與強外磁場平行。對于整串D核子中間的任意一個原子核，都受到兩邊原子核靜電場力的排斥作用，沿平行線方向的靜電場相互作用力大小相等，方向相反，互相抵消。由于中子核芯帶有的單位正電荷是D核子的凈剩正電荷，又是以相同的近光速波動速度作圓周運動的。隨著中子核芯的波動和附加運動，它們很可能將以圖20所示方式集體運動，其總體電勢能才會降至最低。由庫侖定律，兩側(cè)D核子對中間一個D核子垂直D原子核串方向的靜電場力^為《丄=2>(2F0)2+(2"-l)2AL2》(1.24)l丫+|—-同理，由安培定律、(1.1920)式，上述以光速作圓周運動的單位正電荷，磁場作用力^i應(yīng)為令(1.24)式中^>>&，為簡化分析，n都取2，i^簡化為:(1.25)8.2963e2,0(1.26)令(1.24)式中AZ—F。，&±又可簡化為:(1.27)無論^>>^,還是AZ—^，該垂直方向的庫侖排斥力d和磁場力F^都能輕易地阻止兩串D原子核迎面對撞。為了更具說服力，對電磁場的F^和Fu力，筆者都是取其最大值。如果我們不能有效克服i^和F^電磁場力在兩串D核子對撞之前的偏向作用，則冷核直接對撞聚變都無從談起。前面筆者在《現(xiàn)代物理學(xué)經(jīng)典粒子量子化軌道運動模型通解》的專著中己經(jīng)證明，對沿直線噴射型的粒子或原子核，不管它是否具有磁矩，只要在離子直線型加速器的源頭由外加強磁場進(jìn)行定向，就必將對原子核內(nèi)部的所有帶電基本粒子沿量子化自旋軌道運動形成的正、負(fù)磁矩全部進(jìn)行定向，使其原子核整體的進(jìn)動方向轉(zhuǎn)向自旋的動量矩矢量方向(或反方向)。由此類推，所有的原子哮，當(dāng)它以直線噴射型方式運動時，只要外加強磁場進(jìn)行定向，該磁場方向也就是該原子核的自旋動量矩矢量方向或反方向。在上述慣性制導(dǎo)的冷核直接定向?qū)ψ簿圩兡Ｐ驮O(shè)計中，當(dāng)D核子從加速器內(nèi)剛噴射出來或噴射之前，就應(yīng)該先以強磁場力約束確定各個D核子串自旋矢量方向是取正方向，還是反方向。令原子核的自旋動量矩為了,原子核內(nèi)的基本粒子總數(shù)為N個，每個基本粒子的動量矩都是》axw,&,由理論力學(xué)和(1.2-1)、(1.2-2)式得A=ffl=f^=《(1.28)因為在核聚變反應(yīng)腔內(nèi)運動的所有D核子，其中的質(zhì)子、中子核芯的自旋速度都相同，所以，假如D核子串在各核子相互電磁場力/^和尸u作用下導(dǎo)致各個D核子動量矩矢量的偏向旋轉(zhuǎn)，那么這個偏向旋轉(zhuǎn)的角速度fi^應(yīng)相等。而要維持這個角速度6^偏向旋轉(zhuǎn)的陀螺慣性力矩^^xAZ，由(1.28)式得^丄為jv^(129)AZ2;r巧AZ因G丄〉G丄，我們只要比較尸丄和《丄+《丄比值就能判斷慣性制導(dǎo)的可能性。只要&丄〉《丄+Fu，就說明D核子的陀螺慣性制導(dǎo)恢復(fù)力F^能夠克服D核子之間對撞前的電磁場偏向力F^+F^。由(1.25)、(1.26)式得K丄+^丄2;r&AZ19332e2&2x3.9332e2(1.30)上式前面括號內(nèi)為精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)，其值為137.0359907。TV=4,且Q、21，說明、ro乙》d+,"的值，由此判斷利用兩個D核子串的自身超強自轉(zhuǎn)的陀螺慣性制導(dǎo)特性，來實現(xiàn)核力約束慣性制導(dǎo)直接對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?。?！圖1.靜止基本粒子內(nèi)部波動、自旋量子化定態(tài)垂直雙橢圓軌道運動特征示意圖圖2.基本粒子沿波動、自旋、進(jìn)動軌道運動時形成的波粒二象性特征示意圖圖3.質(zhì)子、中子內(nèi)部T^介子、核芯的波動、自旋運動軌道在XOY平面上的投影圖圖4.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.靜電場力約束輕原子核能力估算原理示意6.圓環(huán)狀、平板狀和細(xì)圓柱狀導(dǎo)體的表面電荷原始面密度大致相等的形成原理圖圖7.兩個平行設(shè)置無限長細(xì)圓柱狀帶等量止電荷的導(dǎo)體電力線分布示意圖圖8.平板狀帶正電荷導(dǎo)體與2根細(xì)圓杵狀帶正電荷導(dǎo)體的線狀零電場形成原理示意圖圖9.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原理示意圖圖IO.圓導(dǎo)體環(huán)中內(nèi)側(cè)的電場強度￡^、五hy變化計算原理示意圖圖11.一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12.兩個平行無限長細(xì)圓柱狀導(dǎo)體與兩個同軸圓環(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原理示意圖圖13.3根無限長細(xì)圓柱狀帶電導(dǎo)體呈正三角形組合的電場強度計算原理示意圖圖14.兩個同軸圓環(huán)狀帶同號等量正電荷的導(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集束分布示意圖圖15.均勻帶電的兩個圓環(huán)和4根導(dǎo)體組合的電場示意圖圖16.組合電場內(nèi)部等位面的形狀和內(nèi)凹外凸呈尖棱角狀線狀零電場的橫截面示意圖圖17.組合電場內(nèi)凹外凸尖四棱柱面狀的等位面和核子離子由內(nèi)電場形成的沿棱線分布示意圖圖18.—組同軸圓環(huán)狀帶同號等量正電荷的導(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呈集群集束分布示意圖圖19.沿某一線段零電場軌道分布的輕原子核磁矩在強外磁場的磁化作用下呈定向排列示意圖圖20.兩個電流元之間垂直方向的電、磁場相互作用力原理示意圖圖21.核力約束慣性制導(dǎo)冷核直接對撞聚變反應(yīng)腔的工作原理示意圖圖22.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.核力約束慣性制導(dǎo)的離子調(diào)速直流增壓器工作原理示意圖圖24.《核力約束慣性制導(dǎo)冷核直接對撞聚變堆和直流變壓器》項目設(shè)計的總體方案和技術(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)體對應(yīng)的電介質(zhì)IO.核力約束慣性制導(dǎo)冷核直接對撞聚變反應(yīng)腔的約束制導(dǎo)直接對撞核聚變想象通道ll.D原子核對撞運動的速度和方向12.聚變形成氦原子核的噴射運動速度和方向B.由核聚變反應(yīng)腔噴射出來的高能氦原子核的運動速度和方向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)速想象通道17.質(zhì)子或氦、鋰離子束流和高速運動的方向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.末級離子調(diào)速降壓器23.高能氦原子核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)置啟動電源的離子調(diào)速直流高倍增壓器具體實施例方式上面已經(jīng)較全面地分析和模擬計算論證了《核力約束慣性制導(dǎo)冷核直接對撞聚變堆和直流變壓器》的
發(fā)明內(nèi)容。為了簡要概括本發(fā)明的具體實施方式，我們以圖21、22、23、24的簡化模型或示意圖來表示冷核直接對撞聚變的反應(yīng)腔、離子調(diào)速降壓腔、離子加速增壓腔和冷核直接對撞聚變反應(yīng)堆的技術(shù)路徑組合簡圖。下面，我們對核力約束慣性制導(dǎo)的離子束調(diào)速直流變壓器的機械效率給予簡要補充論證。一、《核力約束慣性制導(dǎo)離子調(diào)速直流變壓器》項目設(shè)計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m'、m2,所帶的凈電量為q,、q2,每秒的離子束流量為N,、N2。令a.對離子減速降壓運動設(shè)m,離子原始動能的等效電壓為V,,運動速度為v,，電流為I,二qW。nte調(diào)速離子的啟動速度可忽略不計。在起始和混合調(diào)速段，見圖22，由總能量守恒定律K=_LmiVl2a.3i-i)會，A^24(;^7V,+ot27V2)v22(1.31—2)在混合調(diào)速段末端的電壓為V2，(也可以設(shè)定為某一基準(zhǔn)電壓)。此時兩種離子都具有相同的運動速度v2，內(nèi)部各離子相互作用力的合力為O，各個離子都保持勻速直線運動。當(dāng)離子進(jìn)入逆壓減速運動的軌道段時，(該軌道段由靜電型離子直線加速器倒裝構(gòu)成)，由于電場力的排斥作用，質(zhì)量小、帶有凈電荷量大的離子減速快；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)速運動的結(jié)果，將又是能量的交換過程。如果最后兩種離子都以^^0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/^-^^因為:/3=仏^+《2^2所以:V2,iV，M《AM(1.32—l)(1.32—2)如果^=《=1，即都是同種離子，則:/、V,1+W，~乂a.33—i)(1.33—2)對同種離子，在進(jìn)入逆壓減速運動軌道段時，由于加速度都相同，只要普通的電磁場聚焦管就可以了,如果nu為F—離子，ni2為電子e—，由于^,=34630。假設(shè)電壓降壓幅度達(dá)10000倍，貝'J:VV2iV,1早3.463(1,34)上述分析結(jié)果說明'99尸—離子調(diào)速階段的速度變化很小。在逆壓階段還繼續(xù)對電子起關(guān)鍵的推進(jìn)作用。b.如果是加速增壓運動只要將上述分析計算的方向倒過來即可。但應(yīng)取/^<<w2，對電子和單個的？F—離子而言，隨機的幾率太大，對整條管道而言，則會自動調(diào)整混合離子束的整體運動速度，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。因為鋰、鈉、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?，重離子也可考慮釆用某些氣態(tài)化合物。二、《核力約束慣性制導(dǎo)冷核直接對撞聚變堆和直流變壓器》總體技術(shù)途徑《核力約束慣性制導(dǎo)冷核直接對撞聚變堆和直流變壓器》項目總體研究設(shè)計方案、技術(shù)途徑見圖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)和能量輸出的自動平衡控制系統(tǒng)……等配套裝置系統(tǒng)，均可根據(jù)本主體項目的研究設(shè)計方案和運行參數(shù)，在現(xiàn)有的相應(yīng)項目的技術(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)冷核直接對撞聚變堆和直流變壓器發(fā)明項目，其特征是在常溫真空條件下，根據(jù)輕原子核固有的磁矩和內(nèi)電場，先設(shè)置空間特定導(dǎo)體和電流組合的電磁場；在強正電場背景中，以靜電場強度矢量疊加方式，疊加構(gòu)成一條線狀零電場；將兩串由30～150萬伏特靜電直線型粒子加速器中噴射出來待聚變的原子核約束在這條線狀零電場的線形通道內(nèi)；外加強磁場平行于這條線狀零電場，以便對原子核的自旋動量矩矢量起關(guān)鍵的定向作用；再利用原子核固有的自旋動量矩矢量形成近光速自旋的超強力自轉(zhuǎn)陀螺慣性制導(dǎo)特性，來克服庫侖強勢壘的偏向排斥作用，實現(xiàn)慣性主動瞄準(zhǔn)制導(dǎo)直接對撞核聚變的；應(yīng)用相似的核力約束慣性制導(dǎo)方式，對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)動機和該類核電站啟動核聚變和電能輸送系統(tǒng)的重要配套設(shè)備，所以合并申請一個專利權(quán)。2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)置空間特定組合的電磁場，就是由數(shù)個或數(shù)組不同形狀的帶電導(dǎo)體通過特定空間組合設(shè)置形成的靜電場背景中，由各導(dǎo)體產(chǎn)生的靜電場強度矢量疊加方式，使其內(nèi)部產(chǎn)生一組線狀零電場的技術(shù)方法；通過將每一個帶電導(dǎo)體都分隔成N個分導(dǎo)體，各分導(dǎo)體之間都用電介質(zhì)隔開；首先假設(shè)某一整個導(dǎo)體表面原始凈電荷的面密度是某一常數(shù)，對周圍空間產(chǎn)生均勻?qū)ΨQ的電場電力線，根據(jù)輕原子核串固有的內(nèi)電場，并與其它的帶電導(dǎo)體的電場矢量共同疊加合成本專利發(fā)明所要求的成組線狀零電場；然后再考慮各帶電導(dǎo)體及分導(dǎo)體因靜電場相互感應(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所述的冷核聚變反應(yīng)腔內(nèi)，可以通過調(diào)整噴射D核子串的流量，或改變各導(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，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核子審束流在線狀零電場的線形通道入口處分流偏向控制電極相連，避免兩串核子各行其道，使每條線狀零電場通道內(nèi)相向運動的兩串核子的直接對撞聚變都能順利進(jìn)行。4.如權(quán)利要求2所述的線狀零電場的設(shè)計可以有多種方式，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)體的每兩塊平板之間都設(shè)置一組平行分布的細(xì)圓柱狀帶電導(dǎo)體組合，形成集束集群的線狀零電場線形通道組。5.如權(quán)利要求1所述的核力約束慣性制導(dǎo)離子調(diào)速直流變壓器，因為不存在聚變后的原子核沿垂直方向的噴射問題，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線形通道的平行集束集群設(shè)計；如同軸一組圓環(huán)狀帶電導(dǎo)體與3N個平行設(shè)置的細(xì)圓柱狀帶電導(dǎo)體組合，多個細(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線形通道集束呈幾何級數(shù)激增。6.如權(quán)利要求1所述的核子束或離子束在噴射進(jìn)入線狀零電場線形通道之前，都應(yīng)該先用很強的外加定向磁場約束粒子自旋動量矩與線狀零電場線形通道方向平行，并且都必須用圓環(huán)狀電極板的電場和磁場聚焦透鏡對核子束或離子束進(jìn)行綜合疊加聚焦。7.如權(quán)利要求l所述的在核子束、離子束調(diào)速直流減壓器的設(shè)計中，可以對核子束或離子束實行連續(xù)多級的降壓調(diào)速；即在每一級的調(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；這樣可以省略多個倒裝的靜電型核子、離子束直線加速器。8.如權(quán)利要求1所述的對離子調(diào)速直流增壓器的設(shè)計，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)生成較穩(wěn)定的離子，如電子和r、cr負(fù)離子，質(zhì)子和Na+、K+、Hg++……等正離子組合；還可以考慮符合條件的氣態(tài)化合物離子。9.如權(quán)利要求1所述的平行線狀零電場線形通道方向的外加磁場設(shè)計，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，在線狀零電場線形通道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所述的本發(fā)明核子束、離子束的加速、對撞核聚變、混合調(diào)速運動，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)實施的；所以，整個系統(tǒng)內(nèi)部還必須配備一套或一套以上抽真空設(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)冷核直接對撞聚變堆和直流變壓器發(fā)明，特征是在常溫真空條件下，根據(jù)輕原子核固有的磁矩和內(nèi)電場，先設(shè)置空間特定組合的電磁場。在強正電場背景中，以靜電場矢量疊加方式，構(gòu)成一條線狀零電場。將兩串由30～150萬伏特靜電直線型粒子加速器中噴射出來待聚變的原子核約束在這條線狀零電場構(gòu)成的線形通道內(nèi)。外加強磁場平行于這條線狀零電場，對原子核的自旋動量矩矢量起關(guān)鍵的定向作用。再利用原子核固有的自旋動量矩矢量形成近光速自旋的超強力自轉(zhuǎn)陀螺慣性制導(dǎo)特性，來克服庫侖強勢壘的偏向排斥作用，實現(xiàn)慣性主動瞄準(zhǔn)制導(dǎo)直接對撞核聚變的。應(yīng)用相似的核力約束慣性制導(dǎo)方式，對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)動機和該類核電站啟動核聚變和電能輸送系統(tǒng)的重要配套設(shè)備，所以合并申請一個專利權(quán)。文檔編號H02N11/00GK101540211SQ20091012963公開日2009年9月23日申請日期2009年3月14日優(yōu)先權(quán)日2008年3月18日發(fā)明者黃振強申請人:黃振強