[发明专利]多级谐振耦合核聚变装置

说明书

技术领域：

低温核聚变是1920年代提出的，许多人对此进行了有益的实验：如球形震荡装置，能够利用等离子体共振模式，输入能量和装置复杂程度大大降低，还有人试图在固体材料中尝试低温核聚变，本专利所探讨的是一种固体低温核聚变装置。

技术背景：

共振是利用弱能量产生大变动的有效方式。有了共振，风可以把大桥吹倒塌。共振可以改变微观的过程，在共振腔中原子的发光频率可以改变，原子核的裂变过程也可以被改变。共振是控制从微观到宏观过程的有效方式，能够让被控制物质处于一种特殊的状态，产生奇异的效果。

发明内容：

核聚变利用地球上丰度高的元素产生能量，产物不具有放射性，是一种取之不尽用之不接的清洁能源。该能源形式受到广泛重视，国际合作的ITER项目耗资百亿欧元。利用强磁将等离子体束缚在狭小空间内。虽然大型托克马克装置也利用共振降低能量输入，但是只利用了1级共振，而且该共振具有很大损耗因此所需输入的能量仍然是巨大的。而且该共振具有很大损耗，Q因数只有不到20。其他装置如激光惯性约束装置，则由于没有共振结构，要获得自持聚变反应也因能量输入太大而变得十分困难。

这些装置的共同特点是为了获得少量原子核之间的融合，而把大部分根本不会参加反应的原子加热到极高的温度，从而浪费了绝大部分输入能量。采用粒子束加速将不可能实现自持聚变反应，所输入的功远远大于产出的热量，其原因也是没有利用共振保存已经加速的粒子的能量。

为了克服传统装置不能有效将输入能量传导给能够发生聚变的原子并保存这些能量直至发生聚变反应的弱点，本人发明了多级谐振耦合装置。利用多尺度谐振体之间的谐振耦合使原子核发生聚变并控制其能量释放形式。谐振体的数目大于等于2种，其作用一是将输入能量有效地引导到能够发生聚变反应的原子并保存在这些原子的谐振中直至它们发生聚变反应，二是影响聚变反应的产物减少有害辐射。输入能量为力学波、声波、流体波或电磁波，这些波可以单独或同时输入。多尺度所指的尺度位于10^-15米至10¹米之间。谐振体的形式包括但不限于两个原子核，两个原子，微米纳米空腔利宏观尺度的空腔。共振体可以具有相同或不同的共振频率，但能够相互耦合，彼此影响，形成一体。共振体尺度小的共振体应当包含于尺度大的共振体中。

这个装置利用原子核在核势井的共振，原子势井共振，纳米共振腔，宏观共振腔之间的耦合，使输入能量能够直接作用到发生聚变反应的原子核上，使核反应产物与输入能量建立直达通道，能够相互作用。从而提高聚变能量利用效率，甚至改变聚变产物。采用多级共振耦合，可以将所需输入能量成级数降低。

附图说明：

图1是共振耦合装置示意图；图2是内壁圆滑共振腔示意图；图3是粒子共振结构示意图；图4是离子尖端结构示意图。

实施方案：

为了说明本人提出的多级谐振耦合核聚变的精神，在此指出了其中一种实施方案。采用共振腔体(1)，在其外壁(2)上加工有小腔(4)，通过通道(5)输入气体，声波，流体波，光波等能量，通过天线(6)输入电磁波。共振腔体内壁除了具有小腔外还可以是光滑结构如图2，共振腔内壁(3)和(7)上涂有微纳米金属粉末(8)，具有棱角，尖端形状，形成共振腔(9)，金属粉末的原子(10)应当能够吸附一种轻元素，最好是氕原子(11)。可以添加催化剂，使氕原子(11)能够容易进出金属晶格。这些金属粉末可以混合有非金属粉末，特别是质子超导体。通过控制通道(5)，天线(6)输入的物质流和能量流来控制反应的进行与否。

通过实施，该装置具有利用核聚变反应产生电磁波或者热能的功能。