[发明专利]中子（*）、双中子（*）无势垒核聚变及可控氢核反应技术装置

说明书

一种中子双中子无势垒核聚变及可控氢核反应技术装置，该技术装置是继磁约束、惯性约束和冷聚变之后第四种实现可控核聚变的途径与方法。在核反应器(聚变反应堆)中开设锂窗口，通过锂掺杂技术以及调节锂窗口的开放度，让每一个核微爆在单位时间里按时序排列，这就能从根本上掌控核聚变的节奏与速率。其反应道，热中子从低能阶逐步向高能阶递进，直到高能中子n(14.07MeV)在完成(n，2n)反应后又向双中子转化即，快中子(n)与氢(H)复核并自发转入β⁺衰变，核力促成介子交换获得双中子核，至此D‑D无势垒核聚变反应模式应运而生。因受核力束缚，制约了中子的衰变，故以裸核久游于反应堆，是点燃(唤醒)停堆反应堆的唯一的火种。因此，该技术适合于车载、舰载以及聚变核电站。

1.技术领域：

本发明涉及一种将中子核反应引入到核聚变反应中，建立一种无势垒核聚变反应模式，特别是一种中子双中子无势垒核聚变及可控氢核反应技术装置。该技术装置是继磁约束、惯性约束和冷聚变之后第四种实现可控核聚变的途径与方法。

2.背景技术：

人类的热核聚变反应最初是在热核武器爆炸中实现的。1952年11月1日美国在太平洋上的埃尼威克岛上进行了第一次氢弹试验，其爆炸力为一千万吨级。此次氢弹装料主要是氘(D)即零下240℃条件下的液态氘。若用原子弹爆炸产生的5000万度高温(高温持续时间仅为十亿分之一秒)去点燃低温液态氘是困难的。相反，如果在液体氘中加入少量氚(T)就会使氘弹爆炸变得容易很多。因为，氚在以氘为装料的氢弹中的作用宛如引火柴，由裂变弹产生的高温高压首先引爆氚，再由氚所产生的更大能量使氘弹爆炸。氚具有放射性，半衰期是12.3年，不能长期储存，但可以通过中子核反应获得。资料显示，裂变弹爆炸时每千吨裂变当量可产生2×10²³个中子。实际工程是把锂(⁶Li)装入氢弹弹体中，受中子轰击即可获得氚：

在氢弹设计方案中，(1)式的功能仅仅是为了获得和补充一定量的氚，再由热核反应引爆氘即

完成氘弹爆炸。

裂变弹爆炸是在百万分之一秒内完成的，而高温高压能量传递不可能在瞬间完成，但高能光子、快中子却在裂变弹爆炸的千万分之一秒已经到达核燃料的表面，首先是光核反应：

(3)式所得中子与快中子一并辐射锂。对于具备厚靶条件的⁶Li而言，中子反应截面942b(1b＝10²⁸m²)，就意味着获得氚的几率W≡1。由(1)式可知，此时的氚已具备2.74MeV的动能，既成为氘-氚核反应的原动力。氘-氚反应截面σ_D-T＝5b，单位体积靶核数N_V(/cm³)

式中，ρ_D-液体氘密度(g/cm³)；m_D-氘原子质量(g)。

对于厚靶时，核反应产额Y

由(5)式看出，在聚变反应中，高密度靶(N_V)的地位已经超出核反应截面σ(b)。

纵观(1)-(5)式是在非热核反应条件下进行的聚变核反应。(1)式代表一种无势垒核反应，是以热中子为条件；(2)式为势垒核反应是以(4)(5)式厚靶为条件；(3)式为光核反应，是对中子密度的补充，加速了聚变核反应的进程。也就是说，实现聚变核反应并非热核反应一种途径。

裂变弹爆炸产生的高温(5000万度)高压(5000万个大气压)直接作用于初始装料氘与氚。初始装料其动能为零，高温高压首先将D、T的原子壳压碎并赋予动能，热核反应唯一表达式即：