核素轟擊的靶、轟擊系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于核素轟擊的祀及形成祀的方法，W及核素轟擊系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前對(duì)可控核融合（聚變）的研究主要集中在磁場(chǎng)約束和慣性約束兩個(gè)方向，例 如已經(jīng)開發(fā)出各種巧卡馬克（Tokamak)或超級(jí)巧卡馬克裝置，W及激光誘發(fā)的気球內(nèi)爆裝 置等。
[0003] 另外，已經(jīng)報(bào)導(dǎo)對(duì)用気射束轟擊巧的気化物祀進(jìn)行過實(shí)驗(yàn)研究，然而發(fā)現(xiàn)，雖然可 W檢測(cè)到該撞擊導(dǎo)致的核融合（聚變），但是由于初致福射而無法達(dá)到能量平衡。
[0004] 還提出了用極低溫固態(tài)気/氣值（即，2HVT(即，3H))或者用含気/氣的重水凝結(jié) 成冰作為祀，但是對(duì)于前者，難W保持持續(xù)超低的溫度；對(duì)于后者，難W實(shí)現(xiàn)有效率的能量 傳遞。
[0005] 至少部分針對(duì)上述問題，提出了本發(fā)明。
[0006] 概述
[0007] 應(yīng)理解，本發(fā)明的應(yīng)用范圍是廣泛的，而并不限于核融合應(yīng)用。
[0008] 因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于核素（nuclide)轟擊的祀?？蒞提 高入射的D/T和祀中的D/T的碰撞幾率。所述祀可W包括；具有吸氨屬性的金屬元素的單晶 薄層，W及氨的同位素（例如，気、氣），其處于所述金屬元素的單晶薄層中作為填隙核素， 其中，所述氨的同位素形成包括基本沿著所述金屬元素單晶中的晶格通道排列的核素的點(diǎn) 陣。在一些實(shí)施例中，祀的厚度可W為5Um或更小，優(yōu)選地，3Um或更小，更優(yōu)選地，2Um 或更小，更優(yōu)選地，1. 5ym或更小，更優(yōu)選地，1ym或更小。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種形成該祀的方法。所述方法可W包括；提供具 有吸氨屬性的金屬元素的單晶薄層；W及，利用所述金屬元素單晶薄層吸收包含氨的同位 素的流體，使得氨的同位素進(jìn)入所述金屬元素的單晶中作為填隙核素，其中所述氨的同位 素形成包括基本沿著所述金屬元素的單晶中的晶格通道排列的核素的點(diǎn)陣。在某些實(shí)施例 中，將所述金屬元素單晶薄層在低溫下浸入在富含氨的同位素的流體中，從而吸收氨的同 位素。然而本發(fā)明不限于此，在某些其他實(shí)施例中，可W在高溫高壓下將所述金屬元素單晶 薄層浸入在富含氨的同位素的流體中，從而吸收氨的同位素。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種核素轟擊系統(tǒng)。所述核素轟擊系統(tǒng)包括；如前 所述的祀；W及，轟擊裝置，用于將另外的氨的同位素基本沿所述金屬元素的單晶中的晶格 通道射向所述祀中的所述點(diǎn)陣。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種核素轟擊方法。所述方法包括：提供如前所述 的祀，W及將另外的氨的第二同位素基本沿所述金屬元素的單晶中的晶格通道射向所述革己 中的所述點(diǎn)陣。
[0012] 在某些實(shí)施例中，入射的氨的同位素可W具有大于等于約IOkeV的能量。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于核素轟擊的祀，其特征在于，包括：包括 單晶薄層的祀體，W及第一元素的同位素，其處于所述單晶薄層中作為填隙核素，其中，所 述第一元素的同位素形成包括基本沿著所述單晶中的晶格通道排列的核素的點(diǎn)陣。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種核素轟擊系統(tǒng)，其特征在于，包括；前述的革己， W及轟擊裝置，用于將第二元素的同位素基本沿所述單晶中的晶格通道射向所述祀。所述 第一元素可W選自；氨的同位素、氮的同位素、測(cè)的同位素、鉛的同位素等。
[0015] 根據(jù)本公開的不同方案，至少可W實(shí)現(xiàn)W下下列效果中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：
[0016] 提供了新的用于轟擊的祀及其形成方法；
[0017] 提供了新的轟擊祀的方法和系統(tǒng)；
[0018] 較大提高入射核素和祀中的填隙核素的碰撞幾率；
[0019] 約束（乃至低溫凍結(jié)）祀金屬的晶格振動(dòng)從而降低了晶格對(duì)入射射束的碰撞；
[0020] 有利于控制祀的溫度、再結(jié)晶、維持其單晶態(tài)和晶格完整；
[0021] 有利于能量收集；
[0022] 有利于轟擊過程W及反應(yīng)過程控制；W及
[0023] 有利于資源節(jié)約。
【附圖說明】
[0024] 附圖構(gòu)成說明書的一部分，其描述了本公開的實(shí)施例，并且連同描述一起用于解 釋本公開的原理。參照附圖，根據(jù)下面的詳細(xì)描述，可W更加清楚地理解本公開。在附圖 中：
[00巧]圖1是示出作為吸氨金屬的一個(gè)示例的鉛的晶格結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0026] 圖2是示出了鉛-氨體系中氨原子在一種典型的相下Pd-H(或Pd-D/T)中的位置 模型的透視圖，并且示出了各Pd和H核素在晶格坐標(biāo)系下的（x，y，z)坐標(biāo)（WPd的晶格 常數(shù)為1單位）；
[0027] 圖3A示出了根據(jù)本公開一個(gè)實(shí)施例的鉛（Pd)祀中兩個(gè)相鄰Pd晶胞的透視圖；
[0028] 圖3B示出了圖3A的晶胞的正視圖；
[0029] 圖3C示出了圖3B的視圖的部分放大視圖；
[0030] 圖3D示出了從圖3A的晶胞上方向下看（即，在晶格的[001]方向（晶格矢量 (〇,〇，-1)的方向上））的俯視圖；
[0031] 圖3E示出了圖3D的[110]面的截面圖；
[0032] 圖3F是圖3C的部分放大視圖；
[0033] 圖4是根據(jù)本公開一個(gè)實(shí)施例的用核素轟擊祀的示意圖；
[0034] 圖5是D和T碰撞發(fā)生核聚變的不意圖；W及
[0035] 圖6是根據(jù)本公開一個(gè)實(shí)施例的核素轟擊系統(tǒng)的示意圖。
[003引應(yīng)理解，附圖僅僅是示例性的，并且為了便于描述，附圖中所示出的各個(gè)部分的尺 寸并未按照實(shí)際的比例關(guān)系繪制。另外，在附圖中，用鉛（Pd)作為祀金屬的例子，但如下面 所說明的，祀金屬并不限于鉛（Pd)D
【具體實(shí)施方式】
[0037] 現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本公開的示例性實(shí)施例。應(yīng)注意，除非另外具體說明， 否則在送些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本公開的范 圍。
[0038] W下對(duì)實(shí)施例的描述上僅僅是說明性的，決不作為對(duì)本公開及其應(yīng)用或使用的任 何限制。并且，在下面的說明中，對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和部件可能 不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說明書的一部分。
[0039] 在送里示出和討論的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不 是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它示例可W具有不同的值。
[0040] 應(yīng)注意，在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的對(duì)象，因此，一旦某一對(duì)象在一個(gè)附 圖中被說明，則在后續(xù)的描述中不再對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。
[0041] 注意，在W下的說明中，在沒有相反說明的情況下，術(shù)語"氨"是指元素周期表中第 一號(hào)元素的各種同位素，也即，包括H、D和/或T等；術(shù)語"氨的同位素"或者"氨的第一 / 第二同位素"是指元素周期表中第一號(hào)元素的除了電W外的同位素，例如D、T等。類似地， 對(duì)某其它元素的引述是指該元素的各種同位素；而對(duì)某其它元素的同位素的引述是指該元 素的能夠進(jìn)行聚變反應(yīng)的各種同位素。術(shù)語"核素"是指包含原子核的粒子或粒子團(tuán)，包括 但不限于，例如，原子、離子、離子團(tuán)簇等等。
[0042] 在本公開的實(shí)施例中，提供了用于核素（也稱作轟擊核素）轟擊的祀。該祀包括 金屬的單晶薄層，W作為祀體。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，所述金屬可W是具有吸氨屬性的金屬。 所述具有吸氨屬性的金屬也即氨（包括其同位素）可W溶解在其中的金屬，例如但不限于， 笛（Pt)、鉛（Pd)、鐵（Ti)、媒（Ni)等。所述祀還包括氨的同位素（也可稱為第一同位素）， 例如気和/或氣。所述氨的第一同位素處于所述金屬的單晶中作為填隙核素。優(yōu)選地，所 述祀可W包括一個(gè)或多個(gè)所述具有吸氨屬性的金屬的單晶薄層，所述單晶薄層中吸附有較 大量氨的同位素。在某些實(shí)施例中，該祀甚至可W是氨飽和的。
[0043] 圖1示出了作為吸氨金屬的一個(gè)示例的鉛的晶格結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1所示，鉛 (Pd)晶體屬面必立方（fee)結(jié)構(gòu)，每個(gè)晶胞包含4個(gè)Pd原子，4個(gè)八面體填隙位做和8 個(gè)四面體填隙位（T)。有報(bào)導(dǎo)指出，在氨核素溶解在晶格中時(shí)，其占據(jù)八面體填隙位（0)。
[0044] 圖2示出了鉛-氨體系中氨核素（在此，原子）在一種典型的相下鉛-氨中的位 置模型的透視圖，其中氨核素填充了晶胞的所有八面體填隙位（0)。并且，圖2中示出了各 Pd和H原子在晶格坐標(biāo)系下的（X，y，Z)坐標(biāo)（WPd的晶格常數(shù)為單位）。如從圖2可W 看到的，在氨填充了晶胞的所有八面體填隙位時(shí)，氨核素可W形成fee的子晶格。然而，圖2 示出的是氨核素溶解在鉛晶格中的理想情況下的氨核素分布，然而，實(shí)際的溶解過程中，還