一种基于晶格结构的微型核裂变触发器的制作方法

本发明涉及核，尤其是一种基于晶格结构的微型核裂变触发器。

背景技术：

1、核裂变一直被认为是一种强大的能量来源，其应用范围从民用电力生成到国防安全等多个领域。传统的核裂变技术受限于反应堆的尺寸、核燃料的利用效率以及放射性废物的处理。近年来，研究者对于微型化、高效能的核裂变装置有着极大的兴趣，这种装置不仅可以在小型系统中提供高密度能量输出，还有望在遥远的空间探索任务中作为可靠能源存在。

2、以往研究主要集中在传统核反应堆的规模压缩和效率提升，但这些努力往往受限于材料的热力学性质和堆内中子经济效率。为此，晶格结构的开发成为可能的解决方案，通过精确的原子级设计，这种结构可以实现高中子利用率和较低的核废料产生。camno3、yba2cu3o7/prba2cu3o7等晶体结构对于理解微观层面上的晶格行为提供了宝贵的数据，然而他们主要集中在电子结构和磁性质的研究，并未涉及到核分裂领域。

3、此外，外延生长晶体膜的技术同样为晶格结构核裂变器提供了理论基础。通过衬底晶格结构优化和沉积氛围控制可以获得更好的薄膜生长晶向和表面形貌，这在核裂变反应器设计中同样适用，优化核材料层次结构和让反应更易于控制。采用微结构观测与分析手段可以揭示材料表面的原子级错层和缺陷情况，这直接关联到核反应堆的安全性与可靠性。

4、然而，尽管晶格结构对于改进核裂变技术具有潜在优势，现有研究中仍缺少一种能够将晶格结构原理应用于微型化核裂变触发器的具体方案。需要开发一种新型触发器，它能够在小型化的同时保持高效能量输出和较低的辐射风险，这对于减少核设施的影响、提升核能源的安全性和实用性至关重要。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是针对传统核裂变触发器的局限性和不足，提出了一种基于晶格结构的微型核裂变触发器，旨在提高核裂变技术的效率和安全性，从而促进国家核能领域的发展。

2、本发明的技术方案是采用模块化设计的微型核裂变触发器。该触发器包括中子源、中子反射层、核燃料层和高z材料屏蔽层。中子源选用了252cf，而外围嵌入碳化硼作为反射层。核燃料层则由高浓铀陶瓷微球堆叠而成，外围包覆金属材料作为中子增殖反射层。此外，为了提高安全性，触发器外层设计了由铅、硼化合金和聚乙烯组成的屏蔽层。值得注意的是，核燃料微球的制备采用内凝胶-溶胶法，以确保其具有优良的性能。

3、与传统的核裂变触发器相比，本发明的优势和创新点主要体现在以下几个方面：-结构设计合理，模块化设计使得触发器具有较高的可控性和可调性，可以根据具体需求进行定制化设计，从而提高了核裂变技术的灵活性和适用性。- 制备工艺可控，采用内凝胶-溶胶法制备核燃料微球，确保了微型核裂变触发器的性能稳定性和一致性，提高了生产效率和产品质量。- 触发器外层设计了屏蔽层，有效地降低了周围环境和操作人员的辐射暴露风险，提高了核裂变技术的安全性和环保性。

4、通过以上技术方案和优势，本发明有望为微型核裂变技术的进一步发展提供有力支持，促进国家核能事业的健康发展，提升国家实力和竞争力。

技术特征：

1. 一种基于晶格结构的微型核裂变触发器，其特征在于： 中子源选择252cf，外围嵌入碳化硼作为中子反射层，核燃料层由高浓铀陶瓷微球堆叠而成，外围包覆金属材料作为中子增殖反射层，外层设计了由铅、硼化合金和聚乙烯组成的屏蔽层。

2. 根据权利要求1所述的一种微型核裂变触发器，其特征在于： 核燃料层中的高浓铀陶瓷微球通过特定方式堆叠，形成紧密结构，提高核裂变效率。

3. 根据权利要求1所述的一种微型核裂变触发器，其特征在于： 制备工艺中采用内凝胶-溶胶法制备核燃料微球，确保微球具有优良的性能。

4. 根据权利要求1所述的一种微型核裂变触发器，其特征在于： 制备工艺中，将碳化硼粉末与适量的粘合剂混合后固定在触发器外层作为中子反射层。

5. 根据权利要求1所述的一种微型核裂变触发器，其特征在于： 制备工艺中，选择合适的金属材料制备外围的中子增殖反射层。

6. 根据权利要求1所述的一种微型核裂变触发器，其特征在于： 制备工艺中，根据屏蔽要求将铅、硼化合金和聚乙烯按一定比例混合，制备成屏蔽层材料。

7. 根据权利要求1所述的一种微型核裂变触发器，其特征在于： 内芯体一端固定连接有端轴一，驱动机构带动端轴一旋转。

8. 根据权利要求1所述的一种微型核裂变触发器，其特征在于： 内芯体另一端固定连接有端轴二，外壳体端部固定连接有护盖，护盖内设置有轴承座，端轴二与轴承座插接配合。

9. 根据权利要求1所述的一种微型核裂变触发器，其特征在于： 补气组件包括固定在端轴一上的分路器，分路器的支路出气端设置在内芯体外周面且与原料容纳腔连通。

10. 根据权利要求9所述的一种微型核裂变触发器，其特征在于： 补气组件还包括通过支座固定在安装架上、套接在端轴一上的密封轴套一，密封轴套一内设置有环槽一，密封轴套一上设置有进气嘴，进气嘴与环槽一连通。

技术总结本发明涉及一种基于晶格结构的微型核裂变触发器，旨在解决现有核裂变技术在尺寸、效率和安全性方面的限制。该触发器采用252Cf作为中子源，碳化硼作为中子反射层，高浓铀陶瓷微球构成的核燃料层以及金属材料构成的中子增殖反射层，外层设计了由铅、硼化合金和聚乙烯组成的屏蔽层，旨在提高中子利用率、核裂变效率，并降低辐射风险，从而推动微型化、高效能的核裂变技术的发展。制备工艺中采用内凝胶‑溶胶法制备核燃料微球，以确保微球具有优良性能。通过该技术方案，可以实现微型核裂变触发器的模块化设计、合理制备工艺控制，提高核能源的安全性和实用性，为国家核能领域的发展提供新的技术路径。技术研发人员：王菲尔受保护的技术使用者：王菲尔技术研发日：技术公布日：2024/7/25