[发明专利]用于通过基于激光的核聚变生成电能的方法以及激光聚变反应堆

说明书

技术领域

本发明涉及用于生成电能的方法，所述方法是基于具有硼同位素11的质子聚变，所述质子聚变使用激光辐射和磁场并且将聚变期间释放的能量转化成电能。本发明还涉及激光聚变反应堆，其被配置来用于借助于具有硼同位素11的质子的基于激光的聚变而生成电能。本发明使用于发电领域。

现有技术

在现有技术的描述中，参考以下出版物：

[1]H.Hora,D.Pfirsch and A.Schlüter,Zeitschr.für Naturforschung 22A,278(1967)；

[2]M.S.Chu,Physics of Fluids 15,412(1972)；

[3]H.Hora,Physics of Laser Driven Plasma Wiley,New York 1981,图10.18a&b；

[4]D.Strickland and G.Mourou,Optics Communications 56,219(1985)；

[5]R.Sauerbrey,Physics of Plasmas 3,4712(1996)；

[6]H.Hora,J.Badziak等人。Physics of Plasmas 14,072701(2007)；

[7]H.Hora,Laser and Particle Beams 27,207(2009)；

[8]DE 10 2012 001 634；

[9]H.Hora等人。Laser and Particle Beams 32,63(2014)；

[10]DE 102 08 515.3；

[11]S.Fujioka等人。Scientif.Reports 3,1170(2013),公开于2013年1月30日；

[12]M.Hohenberger,P.Z.Chang等人。Physics of Plasmas 19,056306(2012)；

[13]J.Nuckolls and L.Wood,Citation 25on p.13of H.Hora and G.H.Miley Edward Teller Lectures Laser and Inertial Fusion Energy.帝国学院出版社，2005年伦敦。

[14]U.S.Pat.3444377；

[15]German Pat.DE 10 2013 016 305；

[16]K.W.Kanngiesser,D.H.Huang and H.Lips,Hochspannungsgleichstromübertragung–Systeme und ihre Planung.EV HA 7,Siemens Monographien,Munich(1994)；以及

[17]H.Hora,Laser Plasma Physics.SPIE Press Bellingham WA 2000，第130页。

最常用的产生能量的方法涉及燃烧含有碳的化石燃料。200多年以来，化石燃料的燃烧已经形成了技术进步和经济繁荣的基础。然而，作为缺点，这个过程将燃烧产物二氧化碳释放进大气，其可导致不希望有的全球气候的变化。

用于产生能量的另一个方法基于核裂变，其中释放的核能首先转化成热，然后转化成电能。尽管核电厂的运行是经济的，但是其具有处理放射性废物昂贵且有风险的缺点。此外，它涉及发电厂事故可导致极端灾难性损坏的操作风险。

核能还可由核聚变释放，其中较轻的原子核聚变以形成较重的原子核，从而在每聚变反应约10MeV的极高范围中释放能量E＝mc²(m：核质量损失m，c：光速)。然而，除了发生在恒星中的自然过程之外，至今仅仅以爆裂聚变弹的形式以不受控制的方式实现了核聚变。可控聚变发电厂已经发展了数十年，然而，尽管付出了许多研究努力，但是它们仍未被成功地实施于实践中。

已全面研究的聚变反应基于重氢氘(D)与超重氢氚(T)的聚变(D-T聚变)。然而，这种聚变反应的特征在于放射性辐射的不希望有的产生，其导致无害的非放射性材料的最初无辐射原子核的中子转化成放射性同位素(例如，在反应堆容器内)。