[发明专利]用于基于液相的嬗变的激光驱动中子产生的系统和方法

权利要求书

1.一种用于长寿命放射性超铀废料的嬗变的嬗变器系统，包括：

中子源槽，其包括在其中的中子源，其中，所述中子源包括多个氚饱和的碳纳米管(CNT)；

多个预脉冲激光器，其配置成超阈值电离方案中利用激光能量照射和穿透所述中子源槽以用于电离所述CNT和氚，并在预定时间段内将碳和氚的电离气体保持在几乎固体密度；

多个同心槽，其定位在所述中子源槽周围，并包括溶解在FLiBe盐中的长寿命放射性超铀废料的一种或多种混合物；

激光器系统，其定向成将多个激光脉冲轴向地传播到所述中子源中；以及

多个匙孔，其定向成轴向地接收所述多个激光脉冲，所述多个匙孔中的每个包括氘化材料的箔构件，其中，在由所述多个激光脉冲中的激光脉冲照射所述箔构件时，所述箔构件产生多个氘核离子，所述多个氘核离子能够作为离子束在朝向所述中子源槽的中心的方向上加速，其中，氘核束与在几乎固体密度下的电离氚等离子体融合。

2.根据权利要求1所述的嬗变器系统，其特征在于，所述箔构件包括氘化类金刚石材料，并且所述多个离子包括氘核离子和碳离子。

3.根据权利要求1和2所述的嬗变器系统，其特征在于，所述多个离子通过离子加速的相干加速(CAIL)来加速。

4.根据权利要求1至3所述的嬗变器系统，其特征在于，所述箔构件为一个或多个纳米厚。

5.根据权利要求1至4所述的嬗变器系统，其特征在于，来自所述激光器和所述预脉冲激光器的脉冲是同步的，以允许所述氘核束滞后于所述氚的电离。

6.根据权利要求1至5所述的嬗变器系统，其特征在于，所述多个预脉冲激光器包括第一组预脉冲激光器和第二组预脉冲激光器。

7.根据权利要求6所述的嬗变器系统，其特征在于，所述第一组预脉冲激光器配置成在所述第二组预脉冲激光器之前发射。

8.根据权利要求1至7所述的嬗变器系统，其特征在于，所述激光器系统包括多个反射镜，所述多个反射镜定向成将所述多个激光脉冲中的各个激光脉冲朝向所述多个匙孔中的各个匙孔引导并使所述各个激光脉冲进入所述各个匙孔。

9.根据权利要求1至8所述的嬗变器系统，其特征在于，所述多个同心槽被分段。

10.根据权利要求9所述的嬗变器系统，其特征在于，所述多个同心槽被轴向地分段。

11.根据权利要求9所述的嬗变器系统，其特征在于，所述多个同心槽被角向地分段。

12.根据权利要求1至8所述的嬗变器系统，其特征在于，多个所分段的槽包括：

第一同心槽，其定位在所述中子源周围并包括溶解在FLiBe盐中的长寿命放射性超铀废料的第一混合物；

第二同心槽，其定位在所述第一同心槽周围并包括溶解在FLiBe盐中的长寿命放射性超铀废料的第二混合物；

第三同心槽，其定位在所述第二同心槽周围并包括溶解在FLiBe盐中的长寿命放射性超铀废料的第三混合物；以及

第四同心槽，其定位在所述第三同心槽周围并包括水或水和中子反射边界中的一者。

13.根据权利要求12所述的嬗变器系统，其特征在于，所分段的第一、第二、第三和第四同心槽被轴向地分段。

14.根据权利要求12所述的嬗变器系统，其特征在于，所分段的第一、第二、第三和第四同心槽被角向地分段。

15.根据权利要求1至14所述的嬗变器系统，其特征在于，所述激光器系统包括CAN激光器或薄板放大器中的一个。