核聚變體系再述
一、前言 ????今天又看到核聚變相關(guān)的視頻,因此讓我回想到一些事,那就是雖然核聚變技術(shù)在這幾年有了發(fā)展,但是同樣給一些人的感覺是永遠的五十年。不過,今天又有了新的領(lǐng)悟,讓后找到可能加速核聚變實現(xiàn)的方法,為啥我叫他他為核聚變體系。而不是核聚變反應(yīng)堆,因為我找到的這個方法有望讓核聚變小型化,這樣不光實現(xiàn)了聚變反應(yīng)堆,還有望實現(xiàn)大型飛行器或者交通工具所需要的聚變發(fā)動機,及小型交通工具所需的聚變引擎。所以綜合起來,核聚變反應(yīng)堆,聚變發(fā)動機,聚變引擎構(gòu)成一個核聚變技術(shù)最基本的一個體系架構(gòu),當然聚變技術(shù)實現(xiàn)后,隨著技術(shù)的發(fā)展,核聚變還會被應(yīng)用在材料領(lǐng)域,工業(yè)加工領(lǐng)域等。 二,核聚變的技術(shù)發(fā)展的局限性? ????想要核聚變技術(shù)的快速發(fā)展甚至得到實現(xiàn),我們必須知道實現(xiàn)核聚變在微觀層面需要的條件,而不是現(xiàn)在的宏觀層面需要的條件(比如高溫,高壓,高磁力),這個就是核聚變實現(xiàn)的局限性問題,也是核聚變技術(shù)發(fā)展的本質(zhì)因素。 ????我認為核聚變技術(shù)想要實現(xiàn),那就必須知道如何讓聚變物質(zhì)在微觀層面快速進入聚變狀態(tài),讓后維持他們之間的一種聚變狀態(tài)下的相互作用。 ???其實我已經(jīng)找到了,技術(shù)是現(xiàn)成,不過這個技術(shù)被很多人當成一個高科技玩具,他是搞成最接近神的男人的特斯拉偉大發(fā)明,我們叫他特斯拉線圈,如果沒有耐性看特斯拉線圈理論介紹??梢灾苯酉吕喿x第四章電弧線圈聚變。 三、特斯拉線圈 ????1、簡介 ????特斯拉線圈又叫泰斯拉線圈,因為這是從"Tesla"這個英文名直接音譯過來的。這是一種分布參數(shù)高頻串聯(lián)諧振變壓器,可以獲得上百萬伏的高頻電壓。傳統(tǒng)特斯拉線圈的原理是使用變壓器使普通電壓升壓,然后給初級LC回路諧振電容充電,充到放電閾值的,火花間隙放電導通,初級LC回路發(fā)生串聯(lián)諧振,給次級線圈提供足夠高的勵磁功率,其次是和次級LC回路的頻率相等,讓次級線圈的電感與分布電容發(fā)生串聯(lián)諧振,這時放電終端電壓最高,于是就看到閃電了。通俗一點說,它是一個人工閃電制造器。? ???2、
詳細信息
???特斯拉線圈是由一個感應(yīng)圈、變壓器、打火器、兩個大電容器和一個初級線圈僅幾圈的互感器組成。 ????3、原理 ???其原理是使用變壓器使普通電壓升壓,然后經(jīng)由兩極線圈,從放電終端放電的設(shè)備.特斯拉線圈由兩個回路通過線圈耦合.首先電源對電容C1充電,當電容的電壓高到一定程度超過了打火間隙的閾值,打火間隙擊穿空氣打火,變壓器初級線圈的通路形成,能量在電容C1和初級線圈L1之間振蕩,并通過耦合傳遞到次級線圈.次級線圈也是一個電感,放頂罩C2和大地之間可以等效為一個電容,因此也會發(fā)生LC 振蕩.當兩級振蕩頻率一樣發(fā)生諧振的時候,初級回路的能量會涌到次級,放電端的電壓峰值會不斷增加,直到放電。 ????4、
分類
???①SGTC(Spark Gap Tesla Coil)=火花間隙特斯拉線圈
尼古拉·特斯拉先生本人當年發(fā)明的“特斯拉線圈”就屬于SGTC。由于構(gòu)造、原理較為簡單,所以也是現(xiàn)階段初學者入門特斯拉線圈。
???②SISGTC(Sidac-IGBT SGTC)=觸發(fā)二極管特斯拉線圈
由觸發(fā)二極管--IGBT管組成的電路組代替?zhèn)鹘y(tǒng)火花間隙工作,達到消除打火噪音的目的。
????③SSTC(Solid State Tesla Coil)=固態(tài)特斯拉線圈
說通俗些是個單諧振的電子開關(guān)特斯拉線圈,初級不發(fā)生串聯(lián)諧振,只給次級提供可以滿足次級LC發(fā)生串聯(lián)諧振的頻率,讓次級線圈發(fā)生串聯(lián)諧振,初級電流為激勵源電壓除以交流阻抗。 優(yōu)點:具有低噪音、高效率、壽命長的特點,因而得到了很好的發(fā)展。 缺點:初級線圈給次級線圈提供的勵磁功率有限,電弧不長。
???④ISSTC(Interrupted SSTC)=帶滅弧固態(tài)特斯拉線圈
同輸出功率下,SSTC的電弧成簇狀,且明顯不如SGTC壯觀。這時,可以加上一個滅弧器來模仿SGTC的工作,電弧可以長一些,還可以利用音頻信號滅弧信號來演奏音樂。
???⑤DRSSTC(Dual Resonant SSTC)=雙諧振特斯拉線圈
DRSSTC本質(zhì)屬于一個串聯(lián)諧振逆變器,相對于SSTC來說,由于初級線圈發(fā)生了串聯(lián)諧振,初級線圈電感兩端的電壓為激勵源電壓的Q倍,諧振阻抗Z(R)因子很低,因此初級的諧振電流很大(諧振電壓除以諧振阻抗等于諧振電流),此時給次級提供的勵磁功率也會很大,和SSTC可不是一個數(shù)量級的。相比SSTC來說,SSTC的初級線圈給次級線圈無法提供足夠大的勵磁功率,所以導致SSTC產(chǎn)生的閃電壯觀程度不及同功率等級的火花隙特斯拉線圈。 DRSSTC的初級線圈不僅滿足了次級線圈的電感和分布電容發(fā)生串聯(lián)諧振的條件,也能夠給次級線圈提供足夠大的勵磁功率,所以DRSSTC的電弧長度會很長 優(yōu)點:相比SGTC來說,沒有火花間隙的聲光污染,可控性強,可以放音樂,效率高,壽命長。
??⑥QCWDRSSTC(Quasi Continuous Wave DRSSTC)=準連續(xù)波雙諧振固態(tài)特斯拉線圈
CWDRSSTC(Continuous Wave DRSSTC)=連續(xù)波雙諧振固態(tài)特斯拉
實驗證明,連續(xù)模式(CW)的特斯拉線圈由于功率要是在沒有時間限制情況發(fā)揮出來弧并不長,且呈簇狀。
???⑦VTTC(Vacuum Tube Tesla Coil)=真空管特斯拉線圈
當電子管逐漸退出我們的視野時,一群電子管發(fā)燒友用它們做出了VTTC。電子管本身有高頻性能好等等優(yōu)點,所以做出的VTTC效果十分獨特。但是,不可否認,電子管本身有造價高、壽命低、效率低、發(fā)熱嚴重以及極易損壞等缺點,VTTC未能大范圍流行。 基本原理,類似于晶體管的自激。
???SSVC(Solid State Valve Coil)=固態(tài)-真空管特斯拉線圈
OLTC(Off Line Tesla coil)=離線式特斯拉線圈
當我們把SGTC的打火器去掉,換成一個MOSFET或者IGBT來代替,并在用一個二極管反向并聯(lián)在D極和S極(如果是IGBT,就是C極和E極)上,并用一個固態(tài)的電路來控制這個開關(guān)管,再加以低壓驅(qū)動,就成了OLTC。 它的本質(zhì)原理依然是LC振蕩,且和SGTC幾乎相同,不同的地方,就是把打火器換成了固態(tài)開關(guān),并使用了低壓驅(qū)動。其它地方?jīng)]有太多區(qū)別。 由于是低壓驅(qū)動,無法形成太大的電流,所以O(shè)LTC的電弧是不如SGTC壯觀的。 四、電弧線圈聚變 ???全稱特斯拉電弧線圈核聚變。看到名字很多人應(yīng)該就知道,我說的這個有可能實現(xiàn)聚變技術(shù)小型化的聚變就是一種特斯拉線圈和核聚變相結(jié)合的技術(shù)。 ???我們知道聚變就是讓聚變物質(zhì)出于等離子體狀態(tài)維持聚合相互作用,我們知道物質(zhì)出于等離子體狀態(tài)下會因為膨脹產(chǎn)生強大的能量,其實物質(zhì)變成等離子體,你就可以理解為物質(zhì)的能量化,就是物質(zhì)從固態(tài)等液態(tài)有形狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰繝顟B(tài)。反之能量滿足一定條件也可以轉(zhuǎn)化成有形體狀態(tài)。 ???我們在回到聚變上來,聚變反應(yīng)堆消耗電量或者能量很大一部分是消耗在聚變反應(yīng)啟動初期時將聚變物質(zhì)轉(zhuǎn)換為等離子體狀態(tài),及為了維持等離子體聚合相互作用,這就導致聚變反應(yīng)堆的產(chǎn)生的能量入不敷出,消耗的能量遠遠大于產(chǎn)生,連維持消耗與產(chǎn)出平衡都做不到。如果要做到,我們就必須想辦法加快聚變能量的等離子態(tài)的轉(zhuǎn)換速度和效率,增加其維持效率,而我認為特斯拉線圈產(chǎn)生的電弧就可以很好的解決這個問題,不過因為一直把他當成一個實驗性質(zhì)的高科技玩具,所以特斯拉線圈從誕生之初到現(xiàn)在并沒有在實際應(yīng)用方面的得到很大的提升。所以,要把它融入到核聚變里面還要進行相對應(yīng)的實質(zhì)性研究,具體如何結(jié)合請往下看。 ??辦法很簡單,難度低點就是在核聚變反應(yīng)堆側(cè)壁每隔一段距離開一個圓形的管道,每個管道放置一個特斯拉線圈,讓后聚變?nèi)剂贤ㄟ^管道里面的特斯拉線圈產(chǎn)生的電弧持續(xù)電擊達到一定程度后,輸入到反應(yīng)堆聚變反應(yīng)區(qū)域。 ???難度高點,那就是直接兩特斯拉線圈安裝到聚變反應(yīng)堆反應(yīng)區(qū)域或者側(cè)壁上,讓特斯拉線圈不間斷的發(fā)生電?。梢越兴姖{),而且電弧的發(fā)射還有指向性,這樣就可以很好的調(diào)控聚變反應(yīng)堆里面的聚變物質(zhì)。 五,聚變動力裝置的應(yīng)用 ??有了特斯拉線圈和聚變反應(yīng)堆的結(jié)合,因為特斯拉線圈可以產(chǎn)生萬℃高溫,就有可能讓一些物質(zhì)快速轉(zhuǎn)化為接近等離子體的狀態(tài),讓后在通過聚變的一些技術(shù)讓他徹底轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子體狀態(tài),等離子體在聚變區(qū)域經(jīng)過一段時間的滯留就可以噴射出去產(chǎn)生強大的動力,為啥滯留,因為滯留就可以讓其聚變產(chǎn)生電力或者其他的能量,而等離子體在聚變區(qū)域輪流滯留就會產(chǎn)生一種脈沖效應(yīng)。