專利名稱:一種觸發氘鈀氣固系統發熱的設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種觸發氘鈀氣固系統發熱的設備。
技術背景
在傳統的石油、煤炭等化石燃料即將耗竭之際，加上化石燃料給人類帶來的環境污染、全球變暖等諸多問題，迫使很多國家開始著手尋找清潔、無污染的新能源。
在工業上已經應用的符合上述條件的替代能源主要包括太陽能、風能、生物質能、 地熱等。但這些能源由于技術方面的原因，還遠沒有達到能夠替代傳統的化石燃料的程度。
目前，可行的化石燃料的替代品是鈾裂變能，但其尚未解決的巨大的安全問題一直困擾著核裂變能的發展，特別是2011年3月日本福島核電站的核泄漏，在全世界范圍內產生了巨大的危害和恐慌，更加敲醒警鐘使人們慎重利用核裂變能。自此，人們又把希望放在了核聚變能的利用上。核聚變能可彌補核裂變能的巨大缺點，但它也有其不足之處，那就是對反應條件和技術水平要求較高，人們目前還無法進行較好的控制和利用，其安全性和可控性還在研制當中。
實用新型內容
本實用新型的目的是為了克服現有的通過核聚變方法獲取能量的方法存在的上述缺點，提供一種觸發氘鈀氣固系統發熱的設備。
本實用新型提供一種觸發氘鈀氣固系統發熱的設備，其中，該設備包括反應室、氘氣供給裝置、抽真空裝置、激光器和半反射鏡，所述反應室內設置有陶瓷管以及纏繞在該陶瓷管上的鈀絲，所述半反射鏡用于將所述激光器發射的激光透射到所述鈀絲上，所述氘氣供給裝置與所述反應室連通，用于對反應室提供氘氣，所述抽真空裝置與所述反應室連通， 用于對反應室抽真空。
根據本實用新型的設備通過氘氣供給裝置向反應室中供應氘氣，并由激光器發射的激光來照射鈀絲，從而觸發氘-氘在鈀晶格中發生核聚變來產生巨大的能量，由于核聚變能夠釋放比核裂變更大的能量并且不會產生核廢料且對環境污染小，所以根據本實用新型的觸發氘鈀氣固系統發熱的設備能夠經濟、方便、可靠、可控和安全地獲取能量。
附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式
一起用于解釋本實用新型，但并不構成對本實用新型的限制。在附圖中
圖1是根據本實用新型的觸發氘鈀氣固系統發熱的設備的結構示意圖；
圖2是根據本實用新型的觸發氘鈀氣固系統發熱的設備的另一結構示意圖；
圖3是由532nm倍頻脈沖激光觸發氘鈀系統后的發熱圖。
具體實施方式
[0012]以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
如圖1所示，根據本實用新型的觸發氘鈀氣固系統發熱的設備包括反應室1、氘氣供給裝置2、抽真空裝置3、激光器4和半反射鏡7，所述反應室1內設置有陶瓷管5以及纏繞在該陶瓷管5上的鈀絲6，所述半反射鏡7用于將所述激光器4發射的激光透射到所述鈀絲6上，所述氘氣供給裝置2與所述反應室1連通，用于對反應室1提供氘氣，所述抽真空裝置3與所述反應室1連通，用于對反應室1抽真空。
在本實用新型中，所述抽真空裝置3與所述反應室1之間設置有閥門，通過調節該閥門能夠實現對反應室1的抽真空，例如將反應室1抽真空至10-30Pa，從而確保充入反應室1內的氘氣的純度。所述氘氣供給裝置2與所述反應室1之間也設置有閥門，通過調節該閥門能夠控制向反應室1中注入氘氣，從而使得鈀絲6能夠吸收氘氣。
在本實用新型中，所述氘氣供給裝置2可以為儲存氘氣的容器如儲存罐，也可以為用于產生氘氣的氘氣發生裝置。
下面結合圖2來對根據本實用新型的觸發氘鈀氣固系統發熱的設備的另一結構進行詳細描述。如圖2所示，根據本實用新型的觸發氘鈀氣固系統發熱的設備除了包括圖1 所示的部件之外，還包括激光功率計8和連接到所述激光功率計8的輸出端的數據采集裝置10。激光器4發射的激光通過半反射鏡7之后被分為兩束光，其中一束光從半反射鏡7 透射到鈀絲6上，而另一束光則被半反射鏡7反射到激光功率計8上而被激光功率計8所接收。在本實用新型中，半反射鏡7可以是透7/反3(即透射光強為激光器發射的激光強度的70%，反射光強為激光器發射的激光強度的30%)型半反射鏡。當然也可以使用其他類型的半反射鏡。另外，數據采集裝置10則用于通過測量所述激光功率計8的輸出電壓來獲得照射到鈀絲6上的激光功率變化ΔΡ。由于激光功率計8的輸出電壓與激光功率計8 接收到激光能量之間的關系是本領域技術人員公知的，所以此處不再贅述。
另外，根據本實用新型的觸發氘鈀氣固系統發熱的設備還包括位于所述反應室1 內的多個溫度傳感器(其在反應室內的示意位置未示出)，所述多個溫度傳感器分別用于對被所述激光器4照射的鈀絲6部分的溫度、未被所述激光器4照射的鈀絲6部分的溫度和反應室1的溫度進行監測，所述數據采集裝置10還連接到所述溫度傳感器的輸出端來獲得激光照射前后所述鈀絲6的溫度變化Δ T并根據所述鈀絲6的溫度變化Δ T和所述鈀絲 6上的激光功率變化ΔP來獲得系統常數k(其中，k= ΔΤ/ΔΡ)。這里，系統常數k指的是單位激光功率照射鈀絲6引起的溫升。而且，通過比較吸氘前后的激光照射鈀絲引起的系統常數k的變化，就能夠計算根據本實用新型的觸發氘鈀氣固系統發熱的設備的所輸出的能量。其中，系統常數k與氘鈀核聚變所釋放的能量之間的關系是本領域技術人員公知的，此處不再贅述。另外，上述的溫度傳感器可以是電阻式溫度傳感器或者本領域技術人員公知的其他類型的溫度傳感器。
如圖2所示，根據本實用新型的觸發氘鈀氣固系統發熱的設備還包括連接到所述鈀絲6的兩端的直流穩壓電源11，所述數據采集裝置10還用于連接到所述鈀絲6的兩端來采集通過所述鈀絲6的電流和電壓。這樣就能夠通過電阻法來間接確定鈀絲6的充氘率， 即根據所述數據采集裝置10采集的鈀絲6的電流和電壓數據來計算出吸收氘氣前鈀絲6 的電阻值Rtl,以及吸收氘氣后鈀絲6的電阻值R ；根據吸收氘氣后鈀絲6的電阻值R與吸收氘氣前鈀絲6的電阻值Rtl的比值R/禮與鈀絲6的充氘率之間的關系，可以確定鈀絲6的充氘率。上述確定過程的原理是鈀絲6的電阻隨著充氘率的變化而變化，不同的充氘率使得鈀絲6內的微觀結構也不同，由鈀-氘體系相圖可知當充氘率小于0.015時，金屬鈀吸氘， 形成含氘固溶體(α相)，此時金屬鈀中包括α相金屬和氘；當充氘率大于0.015小于0.7 時，氘與α相反應形成氫化物相(β相)，此時包括α相金屬、β相金屬和氘；當充氘率大于0.7時，氘原子主要進入到β相中。這樣，在確定了鈀絲6的充氘率之后，可以確定何時停止向反應室1中注入氘氣。
此外，如圖2所示，根據本實用新型的觸發氘鈀氣固系統發熱的設備還包括位于所述反應室1外面的環繞所述反應室1的恒溫水浴裝置9。其中，該恒溫水浴裝置9可以是恒溫水箱，反應室1可以放入該恒溫水箱中。當然，恒溫水浴裝置9也可以是其他能夠實現恒溫的裝置。該恒溫水浴裝置9一方面可以確保每次試驗初始反應室1內的溫度與外界溫度相一致，從而減小試驗誤差；另一方面，可以通過改變恒溫水浴裝置9的溫度來調整鈀絲6的狀態(例如，庫侖位壘的寬度和電子在勢阱中的運動頻率)，從而能夠更好地實現氘-氘在鈀晶格中的核聚變。
另外，在本實用新型中，所述鈀絲6的直徑優選為0. 1-0. 5毫米。
另外，在本實用新型中，所述激光器(4)可以為YAG倍頻脈沖激光器或氬離子激光器。其中，YAG倍頻脈沖激光器可以發射波長為532nm的激光，其對金屬鈀中的自由電子核束縛電子發生作用。束縛的作用使金屬鈀的發射能力降低、透射能力加強，增強了金屬對激光的吸收。
根據本實用新型的優選實施方式的所述觸發氘鈀氣固系統發熱的設備的操作過程主要包括如圖2所示，利用抽真空裝置3對反應室1抽真空(例如，抽真空至例如約 10-30Pa)；恒溫水浴裝置9將反應室1的初始溫度控制在某個溫度下(例如35 士 1°C )；之后關閉抽真空裝置3與反應室1之間的閥門，打開氘氣供給裝置2與反應室1之間的閥門以由氘氣供給裝置2向反應室1內注入氘氣(例如，將反應室1的壓力保持在0. 3 0. 6MPa 范圍內，注入時間為例如M 48h)，同時通過數據采集裝置10采集通過反應室1內的鈀絲 6的電流和電壓，并計算出吸收氘氣前后的鈀絲6的電阻，然后通過吸收氘氣后鈀絲6的電阻值R與吸收氘氣前鈀絲6的電阻值RO的比值確定鈀絲6的充氘率；當確定鈀絲6的充氘率達到目標值(例如，0. 1)時，停止向反應室1中注入氘氣，并然后用激光器4照射鈀絲6， 觸發氘-氘在鈀晶格中發生核聚變，從而放出大量的熱量。
另外，圖3中還給出了用532nm倍頻脈沖激光觸發后的氘鈀系統發熱圖，其中，鈀絲的充氘率為0. 1。表1給出了 532nm YAG倍頻脈沖(脈寬，1次/秒)激光觸發氘鈀系統充氘前后所得到的實驗結果的比對，其中，鈀絲的充氘率為χ = 0. 1。
表1 532nm倍頻脈沖激光觸發氘鈀系統后的實驗結果
權利要求
1.一種觸發氘鈀氣固系統發熱的設備，其特征在于，該設備包括反應室(1)、氘氣供給裝置(2)、抽真空裝置(3)、激光器(4)和半反射鏡(7)，所述反應室(1)內設置有陶瓷管(5) 以及纏繞在該陶瓷管( 上的鈀絲(6)，所述半反射鏡(7)用于將所述激光器(4)發射的激光透射到所述鈀絲(6)上，所述氘氣供給裝置( 與所述反應室(1)連通，用于對反應室 (1)提供氘氣，所述抽真空裝置(3)與所述反應室(1)連通，用于對反應室(1)抽真空。
2.根據權利要求
1所述的設備，其特征在于，所述抽真空裝置(3)與所述反應室(1)之間設置有閥門。
3.根據權利要求
1所述的設備，其特征在于，所述氘氣供給裝置(2)與所述反應室(1) 之間設置有閥門。
4.根據權利要求
1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括激光功率計(8)和連接到所述激光功率計(8)的輸出端的數據采集裝置(10)，該激光功率計(8)用于接收從所述半反射鏡(7)反射的激光，該數據采集裝置(10)用于通過測量所述激光功率計(8)的輸出電壓來獲得照射到鈀絲(6)上的激光功率變化。
5.根據權利要求
4所述的設備，其特征在于，該設備還包括位于所述反應室(1)內的多個溫度傳感器，所述多個溫度傳感器分別用于對被所述激光器(4)照射的鈀絲(6)部分的溫度、未被所述激光器(4)照射的鈀絲(6)部分的溫度和反應室(1)的溫度進行監測，所述數據采集裝置(10)還連接到所述溫度傳感器的輸出端來獲得激光照射前后所述鈀絲(6) 的溫度變化并根據所述鈀絲(6)的溫度變化和所述鈀絲(6)上的激光功率變化來獲得系統常數。
6.根據權利要求
5所述的設備，其特征在于，所述設備還包括連接到所述鈀絲(6)的兩端的直流穩壓電源(11)，所述數據采集裝置(10)還用于連接到所述鈀絲(6)的兩端來采集通過所述鈀絲(6)的電流和電壓。
7.根據權利要求
1至6中任一項權利要求
所述的設備，其特征在于，所述設備還包括位于所述反應室(1)外面的環繞所述反應室(1)的恒溫水浴裝置(9)。
8.根據權利要求
7所述的設備，其特征在于，所述鈀絲(6)的直徑為0.1-0. 5毫米。
9.根據權利要求
7所述的設備，其特征在于，所述激光器(4)為YAG倍頻脈沖激光器或氬離子激光器。
專利摘要
本實用新型的目的是為了克服現有的通過核聚變方法獲取能量的方法存在的上述缺點，提供一種觸發氘鈀氣固系統發熱的設備。本實用新型提供一種觸發氘鈀氣固系統發熱的設備，其中，該設備包括反應室、氘氣供給裝置、抽真空裝置、激光器和半反射鏡，所述反應室內設置有陶瓷管以及纏繞在該陶瓷管上的鈀絲，所述半反射鏡用于將所述激光器發射的激光透射到所述鈀絲上，所述氘氣供給裝置與所述反應室連通，用于對反應室提供氘氣，所述抽真空裝置與所述反應室連通，用于對反應室抽真空。
文檔編號G21B1/11GKCN202159495SQ201120304711
公開日2012年3月7日 申請日期2011年8月19日
發明者付偉, 張洪月, 王紅宇, 田堅, 田承祺, 申炳俊, 趙新樂, 鄭旭豪, 金麗虹 申請人:神華科技發展有限責任公司, 神華集團有限責任公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan