Systém na generovanie plazma-elektrickej energie

Číslo patentu: 287797

Dátum: 16.09.2011

Autori: Monkhorst Hendrik, Rostoker Norman

Je ešte 22 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Systém a prístroj na magnetickú topologickú konfiguráciu s obráteným poľom (FRC) a premenu produktov fúzie priamo na elektrickú energiu. Plazmové ióny sú prednostne magneticky zadržané v FRC, zatiaľ čo elektróny plazmy sú elektrostaticky zadržané v hlbokej energetickej jame, vytvorenej vyladením zvonka pôsobiaceho magnetického poľa. V tejto konfigurácii majú ióny a elektróny vhodnú hustotu a teplotu, takže pri zrážkach dochádza k ich fúzii jadrovou silou, čím vznikajú produkty fúzie vychádzajúce v tvare kruhového lúča. Energia produktov fúzie klesá súčasne s ich pohybom po špirále okolo elektrónov inverzného cyklotrónového konvertora. Výhodné je, že medzi fúzne palivové plazmy, ktoré možno použiť pre tento systém zadržania a premeny energie, patria pokročilé typy palív (aneutrónové palivá).

Text

Pozerať všetko

Vynález sa všeobecne týka oblasti fyziky plazmy, najmä postupov a prístrojov na zadržanie plazmy umožňujúce jadrovú fúzíu a na premenu energie z produktov na elektrickú energiu.Fúzia je proces, v ktorom sa spoja dve ľahké jadrá, aby vytvorili ťažšie jadro. Pri fúzii sa uvoľňuje veľká energia vo forme rýchle sa pohybujúcich častíc. Pretože jadrá atómu sú kladne nabité (obsahujú protóny), pôsobí medzi nimi odpudivá alebo Coulombova elektrostatická sila. Na vyvolanie fúzie dvoch jadier je potrebné túto odpudívú silu prekonať, k čomu dôjde, ak sa k sebe dve jadra veľmi priblížia a jadrové sily krátkeho rozsahu dostatočne vzrastú, aby prekonali Coulombovu silu a generovali jadrovú fúzíu. Energia potrebná na to, aby jadra prekonali Coulombovu bariéru, vzniká z ich tepelnej energie, ktorá musí byť značne vysoká. Fúziu je možné napríklad zaznamenať, ak je teplota aspoň rádovo 104 eV, čo zodpovedá približne 100 miliónom Kelvinov. Hodnota fúznej reakcie je funkciou teploty a vyznačuje sa veličinou, zvanou reaktivita. Napríklad reaktivita reakcie D-T má široký vrchol v rozmedzí 30 keV a 100 keV.Typická fúzna reakcia prebieha nasledovnep B - 3 o(8,7 MeV),kde D označuje deuterimn, T tritium, a je jadro hélia, n je neutrón, p je protón, He je hélium a B je bór-ll. Čísla v zátvorkách pri každej rovnici označujú kinetickú energiu produktov fúzie.Prvé dve uvedené reakcie - reakcie D-D a D-T - sú neutrónové, čo znamená, že väčšina energie produktov fúzie sa prenáša rýchlyrni neutrómni.Nevýhoda neutrónových reakcií spočíva v tom, žel. tok rýchlych neutrónov spôsobuje veľa problémov, včítane štrukturálneho poškodenia stien reaktora a vysokého stupňa rádioaktivity pre väčšinu stavebných materiálov, 2. energia rýchlych neutrónov sa získava premenou ich tepelnej energie na elektrickú energiu, čo je veľmi neefektívne (účinnosť je menšia ako 30 ).Výhodou neutrónových reakcií je1. vrchol ich aktivity nastáva pri relatívne nízkej teplote, 2. ich straty v dôsledku radíácie sú pomerne nízke, pretože atómové číslo deutéría a lritia je l.Produkty reakcie V ďalších dvoch rovniciach - D-He 3 a p-B - sa nazývajú pokročilé typy palív. Ich fúziou sa nevytvárajú rýchle neutróny ako v prípade neutrónových reakcií, ale nabité častice. Jedna z výhod týchto pokročilých typov palív spočíva v tom, že vytvárajú omnoho menej neutrónov a preto toľko netrpia s tým Spojenými nevýhodarní. Pri D-He 3 vznikajú niektoré rýchle neutróny sekundárnymi reakciami, ale tieto neutróny generujú len 10 energie produktov fúzie. Reakcia p-B je bez rýchlych neutrónov a vytvára určite pomalé neutróny, vznikajúce zo sektmdámych reakcií, čo však spôsobuje oveľa menej problémov. Ďalšia výhoda pokročilých typov spočíva v tom, že ich fúzne produkty obsahujú nabité častice, ktorých kinetická energia môže byť priamo premeniteľná na elektrickú energiu. Vhodným postupom priamej premeny energie je možné veľmi efektívne zhromaždiť energiu pokročilých typov palív ako produktov fúzie, aj vo výške presahujúcej 90 .Pokročilé typy palív však majú aj nevýhody. Patria sem napríklad vyššie atómové čísla pokročilých typov palív (2 pre He a 5 pre Bll). Preto sú aj ich straty žiarením vyššie ako pri neutrónových reakciách. Pri pokročilých typoch palív je taktiež oveľa ťažšie vyvolať fúzíu. Vrchol ich reaktivity nastáva pri oveľa vyšších teplotách a nedosahuje takú výšku ako reaktivita D-T. Vyvolanie fúznej reakcie pri pokročilých typoch palív tak vyžaduje uvedenie do stavu vyššej energie, kde je ich reaktivita význanmá. Aby teda mohli byť pokročilé typy palív uvedené do vhodných podmienok pre fúzíu, musia byť zadržané na dlhší čas.Čas zadržania plazmy je At r 2/D, kde r je minimálny rozmer plazmy a D je difúzny koeficient. Klasická hodnota difúzneho koeficientu je DC ajz/ne, kde a, je gyrorádius iónu a 7,-., je čas zrážky iónu s elektrónom. Difiízia podľa klasického koeficientu difúzie sa nazýva klasický transport. Bohmov difúzny koeficient v dôsledku nestability krátkych vlnových dlžok je D 3 (l/ 16) aiz 91, kde Q ,« je gyrofrekvencia iónu. Difúzia podľa tohto vzťahu sa nazýva anomálny transport. Pre podmienky fúzie DB/DC (l/ 16) om, E 108 má anomálny transport za následok omnoho kratší čas zadržania ako klasický transport. Tento vzťah určuje, aká veľká musí byť plazma vo fúznom reaktore na základe požiadavky, že čas zadržania pre dane množstvo plazmy musí byť dlhší ako nukleáma fúzna reakcia plazmy. Vo fúznom reaktore je preto viac žiaduci klasický transport,pretože umožňuje menšiu počiatočnú plazmu.V prvých experimentoch s toroidným zadržanim plazmy bol zistený čas zadržania At s rZ/Dg. Vďaka pok 10rokom, dosiahnutým za posledných 40 rokov, vzrástol čas zadržania na At 5 rz/DB. Jednou zo súčasných koncepcií fúzneho reaktora je Tokamak. Magnetické pole Tokamaku 68 a typická dráha častice 66 je znázomená na obrázku 5. V uplynulých tridsiatich rokoch sa snahy v oblasti fúzie sústredili na reaktor Tokamak, používajúci palivo D-T. Vyjadrením týchto snáh je Medzinárodný experímentálny reaktor (ITER), znázornený na obrázku 7. Nedávne experimenty s Tokamakmi ukazujú, že je možný klasický transport At s rz/DC, pri ktorom j e možné znížiť minimálny rozmer plazmy z metrov na centimetre. Pri týchto experimentoch boli vstrekované energetické lúče (50 až 10 keV), aby sa plazma zahriala na teplom 10 až 20 keV. Pozri W. Heidbrink a G. J. Sadler, 34 Nuclear Fusion 535 (1994). Bolo zistené, že ióny energetických lúčov V týchto experimentoch sa spomaľujú a klasicky difimdujú, zatiaľ čo tepelná plazma ďalej difundovala rýchlym anomálnym spôsobom. Príčinou je to, že ióny energetických lúčov majú veľký gyrorádius a samy osebe nie sú citlivé na zmeny vlnových dlžok kratších ako gyrorádius iónu (Ä a,). Fluktuácie krátkych vlnových dlžok majú tendenciu pohybovať sa okolo priememých hodnôt, čím sa vo výsledku rušia. Elektróny však majú omnoho menší gyrorádius, takže reagujú na ŕluktuáciu a transport anomálnym spôsobom.V dôsledku anomálneho transportu musia byť minimálne rozmery plazmy aspoň 2,8 metra. Pri zachovaní tohto rozmeru je ITER 30 metrov vysoký a priemer má 30 metrov. Je to najmenší realizovateľný D-T reaktor typu Tokamak. Pre pokročilé typy palív, ako je napríklad D-Hes a p-B, by reaktor typu Tokamak musel byť omnoho väčší, pretože čas pre nukleámu reakciu paliva je onmoho dlhší. Reaktor Tokamak, ktorý používa D-T palivo má ďalší problém spočívajúci v tom, že väčšina energie fúznych produktov sa prenáša neutrómni s energiou 14 meV, čo vyvoláva poškodenie žiarením a v dôsledku toku neutrónov indukuje reaktivitu takmer vo všetkých konštrukčných materiáloch. Premena ich energie na elektrickú energiu musí okrem toho prebiehať ako tepelný proces, ktorého účinnosť nepresahuje 30 .Ďalšou navrhovanou konfiguráciou je reaktor so zrážkou lúčov. V reaktore so zrážkou lúčov je okolitá plazma bombardovaná lúčmi iónov. Lúče obsahujú ióny s energiou, ktorá je omnoho vyššia ako pri tepelnej plazme. Generovanie vhodných fúznych reakcií v tomto type reaktora je nemožné, pretože okolitá plazma iónové lúče spomaľuje. Boli predložené rôzne návrhy, ako tento problém zredukovať a maxímalizovať počet jadrových reakcií.Napríklad patent USA číslo 4065351, autorom ktorého je Jassby a kol., opisuje postup vytvorenia proti sebe sa pohybujúcich zrážajúcích sa lúčov deuterónov a tritónov v toroidnom systéme. V patente USA číslo 4057462, autorom ktorého je J assby a kol., je vstrekovaná elektromagnetické energia na vyrovnanie účinkov plazmatickej rovnováhy, vzniknutej na jednom z druhov iónov. Toroidný systém je označený ako Tokamak. V patente USA číslo 4894199, ktorého autorom je Rostoker, sú lúče deutéria a tritia vstrekované a zachytávané rovnakou priemernou rýchlosťou ako pri Tokamaku, zrkadlené alebo spracované v zrkadlovo obrátenej konfigurácii. Studená okolitá plazma má nízku hustotu s jedným cieľom - zachytávať lúče. Lúče reagujú,pretože majú vysokú teplotu, a spomaľovanie je spôsobené najmä elektrónmi, ktoré sprevádzajú vstrekované ióny. Elektróny sú zahrievané iónmi a v tomto prípade je spomaľovanie minimálne.V žiadnom z týchto zariadení však nehrá úlohu rovnovážne elektrické pole. Ďalej v žiadnom z nich nedochádza k pokusu zredukovať anornálny transport a dokonca sa o tomto transporte ani neuvažuje.Iné patenty uvažujú o elektrostatickom zadržaní iónov a v niektorých prípadoch aj o magnetickom zadržaní elektrónov. Patrí sem patent USA číslo 3 258 402 a patent USA číslo 3 386 883, autorom ktorých je Farnsworth, ktoré opisujú elektrostatické zadržanie iónov a inertné zadržanie elektrónov, patent USA číslo 3 530 036, autorom ktorého je Hirsch a kol., a patent USA číslo 3 530 497, autorom ktorého je Hirsch, ktoré sú podobné myšlienkam Farnswortha, patent USA číslo 4 233 537, autorom ktorého je Limpaecher, ktorý opisuje elektrostatické zadržanie iónov a magnetické zadržanie elektrónov s viacpólovými odrazovými stenami s vrcholmi a patent USA číslo 4 826 646, autorom ktorého je Bussard, ktorý je podobný patentu Limpaechera, a zaoberá sa bodovýrni vrcholmi. Žiaden z týchto patentov neuvažuje o elektrostatickom zadržaní elektrónov, ani o magnetickom zadržaní iónov. Hoci existuje veľa výskumných projektov o elektrostatickom zadržaní iónov, v žiadnom z nich sa nepodarilo generovať požadované elektrostatické pole, aby ióny mali požadovanú hodnotu pre fúzny reaktor. A konečne žiaden z uvedených patentov nerozoberá magnetickú topológiu konfigurácie s obráteným poľom.Konfigurácia s obráteným poľom (Field Reversed Configuration, FRC) bola objavená náhodne okolo roku 1960 v Námomom výskumnom laboratóriu (Naval Research Laboratory) počas experimentov V oblasti azímutálneho pincha,(theta pinch). Typické technológia FRC, v ktorej má vnútomé magnetické pole obrátený smer, je znázomená na obrázkoch 8 a 10 a dráhy častíc vo FRC sú znázomené na obrázkoch 11 a 14. V Spojených štátoch a v Japonsku získalo podporu veľa výskumných programov v oblasti FRC. O teórii a experimentoch vo výskume FRC v rokoch 1960 až 1988 bol vypracovaný komplexný prehľad. Pozri M. Tuszewski, 28 Nuclear Fusion 2033 (1988). Biela kniha o vývoji FRC opisuje výskum v roku 1996 a uvádza odporúčanie pre ďalší výskum, pozri L. C. Steinhauer et al., 30 Fusion Technology 116 (1996). Do tohto času bola pri experímentoch s FRC táto konfigurácia vytváraná metódou tlieta pinch. Použitím uvedenej metódy nesú polovicu prúdu ióny a polovicu elektróny, a preto v plazme vzniká zanedbateľné elektrostatické pole a nedochádza tu k elektrostatickému zadržaniu. Ióny a elektróny v týchto FRC boli zadržané magnetický. Takmervo všetkých experimentoch s FRC sa predpokladá existencia anomálneho transportu. Pozri napríklad Tuszewski, začiatok kapitoly 1.5.2, strana 2072.Preto je potrebné vytvorit fúzny systém so zadržujúcim systémom, ktorý bude mať tendenciu podstatne znížiť alebo celkom vylúčiť anomálny transport íónov a elektrónov a poskytnúť systém tepelnej premeny energie, ktorý s vysokou účinnosťou premieňa energiu fúznych produktov na elektrickú energiu.Vynález sa týka systému, ktorý podporuje riadenú fúziu v magnetíckom poli s topológiou obráteného poľa a priamou premenou energií produktov fúzie na elektrickú energiu. Systém, tu označovaný ako systém generovania plazrnaelektrickej energie (PEG), obsahuje prednostné fúzny reaktor, ktorý má zadržujúci systém,ktorý má tendenciu podstatne redukovať alebo eliminovať anomálny transport íónov a elektrónov. Systém PEG okrem toho obsahuje systém premeny energie, spojený s reaktorom, ktorý priamo premieňa s vysokou efektivitou energiu produktu fúzie na elektrickú energiu.V jednom inovačnom aspekte vynálezu je možne anomálny transport pre ióny aj elektróny podstatne zredukovať alebo celkom eliminovať. Anomálny transport íónov je možné eliminovať magnetickým zadržaním íónov v magnetickom poli v konfigurácii s obráteným poľom (FRC). Pre elektróny je možné vyhnúť sa anomálnemu transportu energie vyladením zvonka pôsobiaceho magnetického poľa, aby vzniklo silné magnetické pole, ktoré bude elektrostaticky uzatvárať elektróny do hlbokej potenciálovej jamy. V dôsledku uvedeného je možné pri tomto prístroji použiť fúznu palivovú plazmu, proces sa teda neobmedzuje na neutrónové palivá, ale zahŕňa tiež pokročilé alebo aneutrónové palivá, čo je výhodné. Pre neutrónové palivá je energia fúznej reakcie takmer úplne vo forme nabitých častíc, to znamená energetických íónov, s ktorými je možné manipulovať v magnetickom poli a ktoré v závislosti od paliva vyvolávajú len malú alebo nulovú rádioaktivitu.V inom inovačnom aspekte vynálezu sa používa systém priamej premeny energie na premenu kinetickej energie fúznych produktov priamo na elektrickú energiu spomalením nabitých častíc prechádzajúcich elektromagnetickým poľom. Je výhodné, ak má systém priamej premeny energie podľa vynálezu takú účinnosť,toleranciu energie častíc a schopnosť elektrónov meniť frekvenciu a fázu fúzneho výstupu v hodnote asi 5 MHz, ktorá je vhodná pre frekvenciu vonkajšej napäťovej mriežky 60 Hz.V preferovanom uskutočnení obsahuje zadržujúci systém plazmy pre fúzny reaktor komoru, generátor magnetického poľa na pôsobenie magnetického poľa v smere pozdlž hlavnej osi a lcruhovú plazmatickú vrstvu, obsahujúcu cirkulujúci zväzok íónov. Ióny kruhovej vrstvy plazmatického lúča sú zadržiavané prevažne v komore magnetickou silou v rámci dráh a elektróny sú zadržiavané v elektrostatickej jame. V jednom aspekte preferovaného uskutočnenia obsahuje generátor magnetického poľa cievku s prúdom. Systém prednostné ďalej obsahuje zrkadlové cievky pri okrajoch komory, ktoré zvyšujú pôsobiace magnetické pole na koncoch komory. Systém tiež môže obsahovať vstrekovač lúčov na vstrekovanie neutralizovaného iónového lúča do pôsobiaceho magnetického poľa, pričom lúč vstupuje do dráhy v dôsledku sily, vyvolanej pôsobiacim magnetickým poľom. V inom aspekte preferovaných uskutočnení vytvára systém magnetické pole s topológiou pole s obrátenou konñguráciou.V inom preferovanom uskutočnení obsahuje systém premeny energie inverzné cyklotrónové konvertory(ICC), pripojené k opačným koncom fúzneho reaktora. ICC majú tvar dutého valca, tvorenćho niekoľkými,prednostné štyrmi alebo viacerými polovalcovitými elektródami s malými priamymi medzerami medzi sebou. Na elektródy sa striedavo aplikuje oscilačný potenciál. Elektrické pole E v ICC má štruktúru s niekoľkými pólmi, stráca sa na osiach súmernosti a rastie lineáme s polomerom. Maximálna hodnota je v medzere.ICC obsahuje okrem toho generátor magnetického poľa na pôsobenie jednotného jednosmerného rnagnetického poľa v smere prevažne opačnom na smer systému zadržania ñízneho reaktora. Na konci vzdialenejšom od energetického jadra fúzneho reaktora obsahuje ICC kolektor íónov. Medzi energetickým jadrom a ICC je symetrický magnetický vrchol, pričom magnetické pole zadržujúceho systému sa zmenšuje s magnetickým poľom ICC. Okolo magnetického vrcholu je kolektor elektrónov kruhového tvaru elektricky pripojený ku kolektoru íónov.V ďalšom uskutočnení vznikajú jadrá produktu reakcie a elektróny, neutralizujúce náboj ako kruhové lúče z obidvoch koncov energetického jadra reaktora s hustotou, pri ktorej magnetický vrchol oddeľuje elektróny a ióny v dôsledku rozdielu ich energií.Elektróny postupujú po siločiarach magnetického poľa až ku kolektoru elektrónov a ióny prechádzajú vrcholom, kde sa traj ektória íónov zmení na špirálovitý tvar, sledujúci ICC. Ako sa ióny pohybujú po špirále pozdĺž elektród, pripojených k rezonančnému obvodu, uvoľňuje sa z nich energia. Strata perpendikulárnej energie je najväčšia pre ióny s najvyššou energiou, ktoré spočiatku obiehajú v blízkosti elektród, kde je elektrické pole najsilnejšie.Ďalšie aspekty a vlastnosti vynálezu budú jasne z nasledujúceho opisu spoločne so sprievodnýrni výlcresmi.Prehľad obrázkov na výkresochPreferované uskutočnenia sú znázornené ako priklad a neslúžia ako obmedzenie vynálezu. Ilustrovane sú obrázkami sprievodných výkresov, v ktorých analogické vzťahové značky označujú analogické komponenty. Obrázok 1 znázorňuje priklad zadržujúcej komory podľa vynálezu obrázok 2 znázorňuje magnetické pole FRC obrázky 3 A a 3 B znázorňujú diamagnetický smer a náprotivný smer FRC obrázok 4 znázorňuje systém so zrážkou lúča podľa vynálezu obrázok 5 znázorňuje dráhu betatrónu obrázky 6 A a 6 B znázorňujú magnetické pole a smer gradientového drifru vo FRC obrázky 7 A a 7 B znázorňujú elektrické pole a smer driftu E x B vo FRC obrázky SA, 8 B a 8 C znázorňujú driftové dráhy iónov obrázky 9 A a 9 B znázorňujú Lorentzovu silu na koncoch FRC obrázky 10 A a 10 B znázoniujú vyladenie elektrického poľa a elektrický potenciál V systéme so zrážkou lúča obrázok 11 znázorňuje Maxwellovo rozdelenie obrázky 12 A a l 2 B znázorňujú prechod od dráh betatrónu k driñovým dráham v dôsledku zrážok medzi iónmi vo veľkom uhle obrázok 13 znázorňuje dráhy betatrónu A, B, C a D, ak sa uvažuje o zrážkach elektrónov s iónmi v malom uhle obrázok 14 znázorňuje neutralizovaný iónový lúč, ktorý je pred vstupom do zadržujúcej komory elektricky polarizovaný obrázok 15 je čelný pohľad na neutralizovaný iónový lúč pri kontakte s plazmou v zadržujúcej komore obrázok 16 znázorňuje schernatický bokorys zadržujúcej komory podľa preferovaného uskutočnenia štartovacej procedúry obrázok 17 znázorňuje schematický bokorys podľa ďalšieho preferovaného uskutočnenía štartovacej procedúry obrázok 18 znázorňuje stopy B-sondy, označujúce vytvorenie FRC obrázok 19 A znázorňuje parciálny systém generovania plazrna-elektrickej energie, obsahujúcej fúzny reaktor so zrážkou lúčov, spojený s priamym inverzným cyklotrónovým konvertorom obrázok 19 B znázorňuje koncový pohľad na inverzný cyklotrónový konvertor z obrázka 19 A obrázok 19 C znázorňuje dráhu iónov v inverznom cyklotrónovom konvertore obrázok 2 OA znázorňuje parciálny systém generovania plazma-elektrickej energie, obsahujúcej fúzny reaktor so zrážkou lúča, spojený s iným uskutočuením ínverzného cyklotrónového konvertora obrázok 20 B znázorňuje koncový pohľad na inverzný cyklotrónový konvertor z obrázka 2 OA obrázok 2 lA znázorňuje dráhu častice v bežnom cyklotróne obrázok 2 lB znázorňuje oscilujúce elektrické pole obrázok 21 C znázorňuje meniacu sa energiu zrýchľujúcej sa častice obrázok 22 znázorňuje azimutálne elektrické pole v medzerách medzi elektródami ICC, ktoré podstupuje ión s uhlovou rýchlosťou obrázok 23 znázorňuje zaostrovacie štvorpólové párové šošovky obrázky 24 A a 24 B znázorňujú pomocný systém magnetického poľa a cievky obrázok 25 znázorňuje reaktor s výkonom 100 MW obrázok 26 znázorňuje pomocné vybavenie reaktora obrázok 27 znázorňuje plazrna-propulzný systém.Ako ukazujú obrázky, systém generovania plazma-elektrickej energie podľa vynálezu prednostne zahŕňa fúzny reaktor so zrážkou lúčov, pripojený k systému priamej premeny energie. Ako je uvedené, ideálny fúzny rektor rieši problém anomálneho transportu iónov aj elektrónov. Pri riešení problému anomálneho transportu sa tu využíva zadržujúci systém s magnetickým poľom s konfiguráciou s prevráteným magnetickým poľom (FRC). Anomálny transport iónov je eliminovaný magnetickým zadržanírn vo FRC takým spôsobom,že väčšina iónov má veľkú, neadiabatickú dráhu, vďaka čomu sú necitlivé na krátkovlnnć Íluktuácie, ktoré vyvolávajú anornálny transport adiabatických iónov. Najmä existencia oblasti vo FRC, kde magnetické pole mizne, umožňuje získať plazmu s väčšinou neadiabatických iónov. Pre elektróny sa anomálnemu transportu energie možno vyhnúť vyladenim zvonka pôsobiaceho magnetického poľa, aby vzniklo silné elektrické pole,ktoré elektróny elektrostaticky uzatvorí v hlbokej potenciálovej jame.Pri súčasnom zadržujúcom prístroji je možné používať fúznu palívovú plazmu a procesy potom nie sú obmedzené na neutrónové palivá, ako je D-D (deutérium - deutérium), alebo D-T (deutérium ~ tritium), ale výhodné je, že tiež zahífiajú pokročilé alebo aneutrónové palivá, ako je D-He 3 (deutérium - hélium - 3) alebo p-B (vodik - bór - 11). (Diskusia o pokročilých typoch paliv pozri R. Feldbacher a M. Heindler, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, A 271 (1988) JJ-64 (North Holland Amsterdam). Pre takéto aneutrónové palivá je energia fúznej reakcie takmer celá vo fonne nabitých častíc, to znamená energetických iónov, s ktorými je možné manipulovať v magnetickom poli a v závislosti od paliva vyvolávajú nízku alebo nulovú rádioaktivitu. Reakcia D-HE 3 vytvára ión H a ión He 4 s energiou 18,2 MeV, zatiaľ čo reakcia p-B vytvorí tri ióny He a energiu 8,7 MeV. Na základe teoretického modelovania pre fúzne zariadenie využívajúce aneutrónové palivá môže byt účinnosť premeny výstupnej energie až v hodnote 90 , ako to opisuje K. Yoshikawa, T. Noma a Y. Yamamoto napr. v práci Fusion Technology, 19, 870 (1991). Takáto účinnosť dramaticky zvyšuje vyhliadky aneutrónovej fúzie v nastaviteľnej (1 až 1000 MW) kompaktnej a nízkonákla

MPK / Značky

MPK: G21D 7/00, G21B 1/11, H05H 1/11

Značky: systém, plazma-elektrickej, generovanie, energie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/34-287797-system-na-generovanie-plazma-elektrickej-energie.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Systém na generovanie plazma-elektrickej energie</a>

Podobne patenty