基本介紹
- 中文名：氘核源
- 外文名：deuteron source
- 本質：產生和分離氘核
- 套用：聚變反應
- 氘核：電荷少，彼此間庫侖斥力較小
- 來源：海水中含有豐富的氘
套用於聚變反應,反應模型,迴旋式同向能差碰撞聚變反應器,迴旋式同向能差碰撞聚變反應器,
套用於聚變反應
聚變反應實質上是具有一定相對動能的氘核和氘核（或氘核和氚核）克服斥力，相互接近而發生融合的過程。因此，只要參加反應的氘核（或氚核）具有一定的相對動能、足夠的密度和充分的反應時間，即可實現可控聚變。基於這一點所設計的反應模型迴避了電漿所遇到的困難，具備了可控核聚變的條件。
利用加速裝置，使氘核等的能量可以隨意調控；通過環形磁場（或類環形磁場），可以對氘核等反應粒子進行有效的約束，可以使氘核、氚核的密度得到有效的控制；通過迴旋裝置，可以很好的控制反應時間；通過具有一定能差的氘核（或氚核）同向碰撞，實現聚變。
反應模型
迴旋式同向能差碰撞聚變反應器
也稱環行磁場—輻射狀電場約束模型。
該模型分為：
1、氘核源（產生和分離氘核）。
2、加速裝置（A、給氘核、氚核加速，使之成為具有一定動能和動能差的兩束粒子。氘核、氚核的具體能差和動能的選擇，可根據氘核能量與反應截面關係曲線並結合實驗條件確定；能差既要大於兩個氘核能夠接近並能發生反應的閾值，但也不能太大，要使兩者發生反應的幾率最高，這需要進行大量的實驗；低能氘核的動能，要根據反應粒子密度的需要進行調整。例如：一束氘核中單個氘核的動能選擇120kev，另一束氘核的動能選擇60kev；或者一束氘核的動能選擇165kev，另一束中氘核的動能選擇100kev等。B、調節反應生成的氚核和剩餘的氘核的能量，使之變成反應物繼續在反應器中發生聚變）。
3、約束反應裝置（將氘核和氚核約束在特定區域進行反應）。
4、分離裝置（將反應剩餘物中的氘核和氚核分離出來）。
工作原理：
第一步、
氘核源產生的氘核，通過加速裝置，呈具有特定動能差的兩束進入反應裝置。
雖然兩束氘核是同向運動，但由於其能差已達到或超過了氘核融合所必須的能量（反應閾值），所以兩束氘核可以通過碰撞而發生融合聚變。
為了增大氘核的密度，模型中採用了A——A剖面（模型一）的磁場約束。由於超導體導線通有遠離讀者方向的強電流，故導線周圍將產生順時針方向的環型磁場。由於氘核都沿著遠離讀者的方向運動，所以都將受到指嚮導線的磁場力的擠壓作用；由於氘核都沿著遠離讀者的方向運動，且帶正電，故氘核束自身也產生順時針方向的環形磁場，該磁場也對氘核有很好的約束作用。為了防止氘核過於集中在導線上，在導線外皮和反應器外皮之間設一電場，該電場的電力線方向呈輻射狀，由導線外皮指向反應器外皮。由於氘核帶正電，故將受到遠離導線向外的電場力的作用。利用電場力和磁場力將氘核約束在導線外皮和反應器外皮之間的適當的空間裡。通過調節導線的電流強度（即調節其周圍磁場強度）、導線與反應器外皮間的電場強度、氘核的動能，及進入反應器的氘核的數量，可以調節反應器內氘核的密度。為了使反應充分進行，在反應器的兩端設有兩個半圓環迴旋部分，在端部的外半環沿垂直於圓環的方向施加適當的勻強磁場，以保證將圓環部位的氘核束仍被約束在導線外皮和反應器外皮之間的適當部位。通過迴旋部分，氘核束可以在反應器內循環運動，有充分的碰撞融合機會。反應較充分後，可通過瞬間消除迴旋部分的局部磁場，使剩餘物沿出口飛出。
通過分離裝置，對剩餘物進行回收、分離，對其中的氘核、氚核要再利用。
第二步、
將第一步反應剩餘的氘核和生成的氚核引入加速裝置調節其能量，使之如同第一步反應中的一束低能氘核作為反應物再進入反應裝置。目的是讓氘核與氚核融合產生氦核和能量，讓氘核再與氘核融合產生氚核和能量。第一步和第二步需協調、循環進行。
由以上所述可以看出，通過加速裝置可以控制氘核或氚核束的動能和碰撞能差；通過控制氘核束的流量、氘核或氚核的動能、磁場強度（通過超導體的電流控制）、電場強度、反應時間，可以控制氘核或氚核的密度；通過迴旋裝置，反應時間可以隨意調節。所以本模型能夠滿足可控核聚變所必須的能量、密度、和時間條件。
迴旋式同向能差碰撞聚變反應器
也稱類環形磁場約束型。
該模型分為：
1、氘核源（產生和分離氘核）。
2、加速裝置（A、給氘核、氚核加速，實質成為具有一定動能和動能差的兩束粒子。氘核、氚核的具體能差和動能的選擇，可根據氘核能量與反應截面關係曲線並結合實驗條件確定；能差既要大於兩個氘核能夠接近並能發生反應的閾值，但也不能太大，要使兩者發生反應的幾率最高，這需要進行大量的實驗；低能氘核的動能，要根據反應粒子密度的需要進行調整。例如：一束氘核中單個氘核的動能選擇120kev，另一束氘核的動能選擇60kev；或者一束氘核的動能選擇165kev，另一束中氘核的動能選擇100kev等。B、調節反應生成的氚核和剩餘的氘核的能量，使之變成反應物繼續在反應器中發生聚變）。
3、約束反應裝置（將氘核和氚核約束在特定區域進行反應）。
4、分離裝置（將反應剩餘物中的氘核和氚核分離出來）。
工作原理：
第一步、
氘核源產生的氘核，通過加速裝置，呈具有特定動能差的兩束進入反應裝置。
雖然兩束氘核是同向運動，但由於其能差已達到或超過了氘核融合所必須的能量（反應閾值），所以兩束氘核可以通過碰撞而發生融合聚變。
為了增大氘核的密度，模型中採用了A——A剖面（模型二）的類環形磁場來約束氘核和氚核。在X軸的上方施加水平方向向右的勻強磁場，在Y軸的右側再施加豎直方向向下的勻強磁場，在X軸的下方再施加水平方向向左的勻強磁場，在Y軸的左側再施加沿豎直方向向上的勻強磁場。A——A剖面（模型二）的中間部分，為上述磁場的合磁場磁力線。由於所有氘核和氚核都具有沿遠離讀者方向前進的速度，故將受到向內的擠壓作用。可見，這種磁場能夠有效地控制反應器內的氘核和氚核的密度。
由於氘核（或氚核）都沿著遠離讀者的方向運動，且帶正電，故氘核（或氚核）束自身也產生順時針方向的環形磁場，該磁場也對氘核（或氚核）有很好的約束作用，可以束緊氘核（或氚核），防止它們向外發散。
為了使反應充分進行，在反應器的兩端設有兩個半圓環迴旋部分，在端部的外半環沿垂直於圓環的方向額外施加適當的勻強磁場，以保證將迴旋部位的氘核束仍被約束在反應器的適當部位。通過迴旋部分，氘核束可以在反應器內循環運動，有充分的碰撞融合機會。反應較充分後，可通過瞬間消除迴旋部分的局部磁場，使剩餘物沿出口飛出。
通過分離裝置，對剩餘物進行回收、分離，對其中的氘核、氚核要再利用。
第二步、
將第一步反應剩餘的氘核和生成的氚核引入加速裝置調節其能量，使之如同第一步反應中的一束低能氘核作為反應物再進入反應裝置。目的是讓氘核與氚核融合產生氦核和能量，讓氘核再與氘核融合產生氚核和能量。第一步和第二步需協調、循環進行。
該模型：通過加速裝置，可以控制氘核和氚核的動能和能差；通過控制氘核的流量、氘核和氚核的動能、磁場強度、反應時間，可以控制氘核和氚核的密度；通過迴旋裝置，反應時間可以隨意調節。所以本模型也能夠滿足可控核聚變所必須的能量、密度、和時間條件。
