[发明专利]聚变装置以及中子发生器

说明书

本公开涉及一种聚变装置和中子发生器。一种惯性静电约束型的聚变装置，包括：阴极电极结构，被构造成限定发生核聚变碰撞的空间；以及阳极电极结构，被构造成围绕所述阴极电极结构，其中所述阴极电极结构涂覆有第一涂层，该第一涂层用于增强所述阴极电极结构的热发射率。

技术领域

本公开涉及聚变装置以及中子发生器。

背景技术

惯性静电约束(IEC)等离子体反应器被人们用来产生中子或质子，或者发射相关的粒子或等离子体射流。惯性静电约束等离子体反应器具有作为阳极或阴极的格栅中心电极，其通常是球形、类球形伸长的形状或者圆柱形，格栅中心电极在反应器结构的反应室内部同轴对称布置。惯性静电约束等离子体反应器能够使低原子数原子核在非点状的球形或伸长的碰撞区中发生聚变反应。

商用的中子发生器的用户遍布许多领域，例如中子物理学教学、暗物质检测实验系统的校准、行李安检应用、新的核裂变染料的质量筛选、废旧裂变反应堆控制棒的放射线断层成像、以及在线矿物分析等。

典型的聚变反应包括但不限于以下方式：

a)₁D²+₁D²→₂He³(0.82MeV)+₀n¹(2.45MeV)

b)₁D²+₁D²→₁T³(1.01MeV)+₁p¹(3.02MeV)

c)₁D²+₁T³→₂He⁴(3.5MeV)+₀n¹(14.1MeV)

d)₁D²+₂He³→₂He⁴(3.6MeV)+₁p¹(14.7MeV)

取决于混合物，上述聚变反应都可能发生。此外，还可能存在其它聚变反应物，例如₂He³被添加到上述混合物中或者作为基础反应物。实验表明，将氦3作为添加剂可以将反应速度提高10倍。氦3作为非中子聚变燃料是已知的。氢和硼聚变是另一组聚变反应物。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种惯性静电约束型的聚变装置，包括：阴极电极结构，被构造成限定发生核聚变碰撞的空间；以及阳极电极结构，被构造成围绕所述阴极电极结构，其中所述阴极电极结构涂覆有第一涂层，该第一涂层用于增强所述阴极电极结构的热发射率。

在根据本公开的一些实施例中，所述阴极电极结构的朝着所述阳极电极结构的表面不被所述第一涂层覆盖。

在根据本公开的一些实施例中，所述阴极电极结构由金属材料制成。

在根据本公开的一些实施例中，所述金属材料包括不锈钢。

在根据本公开的一些实施例中，所述不锈钢为316L不锈钢或EN1.4571不锈钢。

在根据本公开的一些实施例中，所述第一涂层为陶瓷膜。

在根据本公开的一些实施例中，所述第一涂层为金属膜。