[发明专利]多冲程核聚变方法及核聚变反应堆

权利要求书

1.一种多冲程核聚变反应堆，其特征在于，包括：螺线管、环向磁场线圈、极向磁场线圈和等离子体腔室；

其中，所述等离子体腔室中心为一根由多段螺线管组成的中心柱，所述螺线管由欧姆磁场线圈均匀环绕形成；所述环向磁场线圈和所述极向磁场线圈包括多个绕组，且所述环向磁场线圈的多个绕组纵向均匀环绕所述等离子体腔室，所述极向磁场线圈的多个绕组横向均匀环绕所述等离子体腔室；

所述多冲程核聚变反应堆还包括控制单元，所述控制单元用于实现以下多冲程核聚变的步骤：

S1、对多冲程核聚变反应堆中的所有螺线管进行充电，将电源的能量转换为所述螺线管的磁场储能；

S2、根据多冲程核聚变反应堆顶部和底部的螺线管感应，产生两个位于多冲程核聚变反应堆顶部和底部的初始等离子体电流环；

S3、由多冲程核聚变反应堆的极向磁场线圈推动两个初始等离子体电流环在赤道面进行融合，形成一个等离子体电流环，使所述等离子体电流环周围的磁场发生重联；

S4、根据磁场重联迅速加热等离子体，使所述等离子体达到聚变反应温度，产生聚变反应；

其中，在两个初始等离子体电流环融合过程中，所述螺线管的磁场储能转换为等离子体电流环的磁能；

S5、重复上述步骤S1至S4，使所述多冲程核聚变反应堆周期性产生聚变反应。

2.根据权利要求1所述的多冲程核聚变反应堆，其特征在于，在所述产生聚变反应后，所述控制单元还用于：

通过多冲程核聚变反应堆中的螺线管电流反向增长，驱动等离子体电流，维持聚变平衡，并由聚变反应产生的阿尔法粒子接替磁场重联加热所述等离子体，维持聚变反应，直至所述螺线管的全部磁场储能耗尽；

当所述螺线管电流达到反向最大值时，所述等离子体开始降温并衰退，所述螺线管和所述极向磁场线圈回归初始状态，聚变反应结束。

3.根据权利要求1所述的多冲程核聚变反应堆，其特征在于，所述控制单元在用于根据多冲程核聚变反应堆顶部和底部的螺线管感应，产生两个位于多冲程核聚变反应堆顶部和底部的初始等离子体电流环时，具体用于：

降低多冲程核聚变反应堆顶部和底部的螺线管电流，使多冲程核聚变反应堆顶部和底部的螺线管周围产生环向电场；

根据所述多冲程核聚变反应堆顶部和底部的环向电场击穿气体，产生两个位于多冲程核聚变反应堆顶部和底部的初始等离子体电流环。

4.根据权利要求1所述的多冲程核聚变反应堆，其特征在于，所述控制单元在用于对多冲程核聚变反应堆中的所有螺线管进行充电时，具体用于：

对多冲程核聚变反应堆中的所有螺线管从零电流充电至正向电流最大容许值。

5.根据权利要求1所述的多冲程核聚变反应堆，其特征在于，所述控制单元在用于由多冲程核聚变反应堆的极向磁场线圈推动两个初始等离子体电流环在赤道面进行融合，形成一个等离子体电流环时，具体用于：

根据位于多冲程核聚变反应堆顶部和底部的极向磁场线圈通电后产生的磁场作用，推动位于多冲程核聚变反应堆顶部和底部的初始等离子体电流环向赤道面运动，融合形成一个等离子体电流环。

6.根据权利要求1所述的多冲程核聚变反应堆，其特征在于，所述控制单元在用于根据磁场重联迅速加热等离子体，使所述等离子体达到聚变反应温度，产生聚变反应时，具体用于：

根据磁场重联，使两个初始等离子体电流环的磁能突然释放并转化为等离子体的动能和热能，从而迅速加热等离子体，使所述等离子温度上升，产生聚变反应。