本发明涉及一种工业生产能量的方法，是基于在金属中，尤其是在钯和钛中产生核聚变的似乎合理的动力学解释，也涉及了相应的设备和装置。钯和钛很容易吸收氢及其同位素。所说的方法是基于通过电解或气体增压使这些金属吸收氘与氚、氘与氦的混合物。继之，通过机械的或冶金的方法使这些金属块产生裂纹，把所吸收的气体在裂纹内释放。

只有当氘原子核的动能超过其本身电荷的排斥力所产生的库仑位垒时，在氘原子中才能产生原子核聚变。一旦库仑位垒被超过（这发生在原子核中，当它们相互的距离在10-12毫米范围之内时），核力就被活化，而且，只有这些力能够引起原子核聚变。

为了充分地提高原子核的功能，以便引起核聚变，就需要要么把它加热超过100，000，000℃，要么把它们加压超过1000，000，000，000大气压。

前者是采用所谓“磁约束”的途径解决，而后者是采用“惯性约束”的方法。

然而，两种方法都达不到要求。

在看起来好像没有什么实际意义的第三种称做“μ介子”的方法之后，第四种称之为“冷聚变”的方法目前正处于核能兢争的行列中。

该方法是基于某些金属所固有的性质，特别是钯和钛，这些金属能吸收大量的氢和其同位素。同时，基于一种假设：每当氘原子在所说的金属晶格内被强制结成团，氘-氘初始核聚变就在氘原子间发生，随之生成氦加上一个中子并释放出能量如下式：

1）D21+D21→He32+n10+3.27兆电子伏特

并生成氚加氢，还释放能量如下式：

2）D21+D21→T31+H11+4.03兆电子伏特

在氘和氚之间还会引起二次聚变，随之生成氦的同位素加上中子，并释放能量如下式：

3）D21+T31→He42+n10+17.50兆电子伏特

或者是在氘和氦之间引起二次聚变，随之生成氦的同位素加上氢，并释放能量如下式：

4）D21+He32→He42+H11+18.34兆电子伏特

由于两个初始反应都是在50∶50的比率下发生，所以，中子的存在是发生冷聚变的标志。

某些实验科学家用电解法在高极化密度的条件下，使氘与钯或钛的吸收表面相接触。

或者是在压力下使气体氘与钯或钛相接触。

以上所述，直到今天，实验科学家只是做出了具有不同强度冷聚变的定性闪现。关于这种在金属块中发生聚变的动力学至今没有清楚和根据充分的说明，不过是适应个别需要的解释和只是提出冷聚变工业化可能性的设想。

在专利的目的在于指明利用“可控冷核聚变”的方法，或者利用一种有关于上述现象的动力学似乎合理的解释“冷聚变”的结果 来制作适于工业规模生产核能设备的实际可能性。

所说的动力学是基于已知的前述现象。

在焊接钢材时，离子态或初生态的氢被金属所吸收，而在冷却相对，被堆焊释放，使得氢进入分子态。

然而，特别是在焊接区很快冷却的情况下，在金属晶格结构内氢原子常常被捕获，并得以扩散。

每当这些扩散的氢原子磁到一种夹 物或者一个汽泡（这两种都很容易用射线照相探测到），或者碰到一个骤冷微裂纹，或一种由于塑性变形引起的微裂纹（这两种都不能用射线照相探测）时，它们就被释放，进入分子态并且产生压力，很容易达到107大气压，这取决于它们的注入量。

每当钢或其他金属吸入的氢原子增加时，正如发生在酸浸或电解过程中那样（其中，阴极保护法很普及），在阴极上聚集了高密度的氢离子，由于氢的释放，在微裂纹内的压力，按照某些专家的意见，能达到非常高的值，声称可达1012到1024大气压，在此范围内，发生了惯性聚变。

必须考虑的事实是，由于阴极保护作用，加到离岸结构物（地台、墩、或漂浮的船只如油船）上的朝向海的电位差通常可达-800毫伏，甚至更负（使用Ag/AgCl电极测量），结果，在离岸结构物的钢表面形成了由氢和氘所高度极化的高密度流（在海水中氘与氢的比是1∶6000）。

现在，如果已经考虑到那些在极化相中不同结构的大范围浸渍表面的话，那么可以认为，氘的吸收总会发生，即使在非常有限的区域内，并在金属块中可能的裂纹里氘随后被释放。这种释放又可 能引起不可能被发现的所谓冷聚变闪现，这是因为，直到目前还没有人具有沿着所说的离岸结构物和船只使用能谱学的直现知识。

基于以上所述，本专利发明涉及一种方法，以及相应的设备和装置，用于“可控冷核聚变”或者“冷聚变”，设想在高密度的情况下，采用很容易吸收氢及其同位素的金属，例如钯或钛，吸收氘原子或氘原子与氚或氦的混合物，通过机械的或冶金的方法，或者任何其它可能的途径，在金属块内使之产生微裂纹或微断续点，然后，在骤冷裂纹内，在由于塑性变形引起的裂纹内，在晶间的或者跨晶粒的微裂纹内，或者在昌体内和晶体间的任何微小断续点处，将所吸收的氘原子或它们与氚或氦的混合物连续释放。

向所说的裂纹或者微断续点强力注入自释放氘或氘-氚原子，产生的压力（差不多在1012和1024大气压之间）足以使得它们的原子核融合。

使氘或其与氚或氦的混合物与吸收金属的表面相接触，这是要么在电解纯重水或包含氚或氦的重水时，通过所说的金属表面的阴极极化达到，要么就是通过物理方法使氘或其与氚或氦的混合物与金属相接触，两种情况都是在增压气态中进行的。

可以予见，上述的吸收发生在非常相同的区域，像金属元件的吸收一样，这些金属元件包含微观断续点，因此，在被释放的原子核之中，在这些微观断续点处发生了裂变;或者，根据在氢的同位素中原子核聚变现象一般仅仅发生在金属块的微观断续点处的假设，一方面，所述同位素的吸收发生在没有裂纹或者没有任何内部微观断续点的金属元件的一个吸收区，而另一方面，释放却发生在另一个区域，邻接或远离前者，这另一区域具有裂纹或内部微观断续点， 或者在所述金属元件和其它具有较大或较小的吸收容量的相同或不相同的金属之间，有“假”裂纹。

此外，可以予见，加入电场、电磁场、辐射、激光束或粒子加速器以供给被吸收核子能量，增加它们在金属元件内的流动速度，以及在释放阶段，增加所说原子核的动能。

同时，在此所描述的方法也予见：每当氘或氘与氚和氦的混合物的吸收在气相中完成时，吸收金属需经受温度的变化，当将金属移到一个低温或者一个极低的近似-200℃温度时，就出现吸收，也就是说，在金属收缩或最大收缩的条件下，微观裂纹被压缩，或者被极端地压缩。

当温度再升高时，金属的膨胀引起微裂纹、微空腔以及断续点的膨胀，在这些微裂纹、微空腔和断续点之内的氘原子或其与氚或氦的混合物随着随之发生的核聚变而被吸进。

除了特别吸收氢同位素的金属之外，使用其它的金属也能进行所研究的方法，尤其是在使用钢的情况下可以注意到，在回火时，采用适当的方法可以产生大量的微裂纹。

一般来说，只有氘被吸收时，核聚变的初始反应才发生，如根据上述反应1）和2），随之生成产物氦3、氚、质子和中子。在吸收氘-氚混合物的情况下，如反应3），将生成一个氦4同位素加上中子，并释放出很高的能量。最后，在吸收氘-氦3的情况，如反应4），将产生氦4加上质子并有能量释放。

在描述设备、以及为此描述工业开发所述方法（关于这些循环可直接从说明书中得出）而需要的设备之前，需要指出为什么核聚变反应发生在吸收金属晶格之内的理由是值得怀疑的。在阴极注入 过程中，一个单位体积钯能吸收超过2500体积的原子氢，以及相等体积的氢同位素原子。

所述原子将充满晶格离子间的空位（空隙），并且使金属达到最大饱和。考虑到，在上述条件下，一立方厘米的钯能够在其晶格之内注入多于6×1022个氘原子，而并不引起所说晶格的畸变，化学-物理的理由尚不能解释为什么在如此大量的原子之内，如此非常有限的氘核数目（只有少数实验科学家在进行的实验中所涉及的数目）会对原子核聚变如此特殊。而事实是，许多氘原子在晶格空隙之内被捕获并保持它们的能量。

相对于每一个氘原子占据的空间，这个能量是动能，而相对于这些占据的每一个空间之外，这个能量是位能。当钯阴极注入时，在两个固体一液体限制层之间的成团的离子，按照能斯特方程式，能够达到的吸引力可与远远超过1012大气压的压力相比。

然而，所说的“假”压力成直角作用于所说的双金属-溶液限制层，以使得沿着其表面、在邻接的氘离子间，没有发生聚变的可能性，这是因为这些氘离子不在这些“假”压力作用下。

另一方面，限制层的离子很容易被钯吸收，并且通过获得一个电子转变成原子态。

被吸收的原子，然后从一个空位空间跳到另一个空间，直到它们使整个钯的体积趋向饱和。

此时，其它氘离子（它们通过电解重水连续极化钯的表面）由固相得到电子，转变成液相的原子态，并且通过本身的结合形成氘分子，其后又被加热，进而成为由溶液逸出的气相分子。基本上，每一个填隙原子所具有的动能在其占据的空位所包含的球形场范围内 使所述原子移动。这个原子只能通过进入另外一个自由空位离开所说的空位，所以没有和其它原子碰撞的可能性。

如果在金属块中有跨晶的、晶间的微裂纹或微破裂，那么这种状况会变得完全不同。

这些断续点造成大量的填隙空位。

氘原子及其与氚或氦原子的混合物从所述空位流向所述断续点。

这种注入又急剧地增加了压力，确切地是在1012和1024大气压范围之内，因此，引起了原子核聚变（最可能的顺序是：分子形成-压力增加-等离子体形成-核聚变）。

假设对上述现象的解释是正确的，一些可能的循环（正如附表所述）将在下面描述，它们分别涉及的方法是在纯重水电解相中或者在含有氚和氦的重水电解相中（图1和图3）包含有氘或氚-氚或氘-氦的吸收，以及涉及的方法是包含有氘及其与氚和氦的混合物在气相中并在压力下的吸收（图2和图4）。

让我们首先说明涉及图1的循环。它是由三个单元组成，可以串接一起，也可以单个运行，取决于该循环的实验结果。

这些单元分别包括电解槽（2a、2b、2c），供以纯重水或者含有氚或氦的重水。每个电解槽外被一个再生区（6a、6b、6c）围绕，该区包含锂6或锂6和锂7的混合物。

中子、辐射、其它散射热的核聚变产物以及再生氚都在所述的含锂6或含锂6和锂7的混合物的再生区中被传送。

在此面临着两个问题：避免钯或任何其它吸收金属在核聚变时熔化和保存新产生的原子核，它们是由微裂纹等离子体发射的，呈原子态在填隙空位内被捕获。

第一种问题的解决是采用钯或其它任何吸收金属作成的薄的阴极板（3a、3b、3c），采用适当的屏蔽以阻止氢同位素与氧混合，并把这些阴极板分别插入镀铂钛的阳极板（4a、4b、4c）之间。

通过管道1供给的重水在每一个电解槽中用一个热交换器（22）和一个循不泵（23）构成的强制循环的回路使其冷却，或者采用任何其它的用于核电站的回路系统。

表示在图1的回路只是加到第一个电解槽上，而加到其它两个电解槽上，也是同样的。

阴极板（3a、3b、3c）的制造和处理必须使其具有大量的裂纹。

直流电的供给是通过独立的发电机（5a、5b、5c）保证的，或者对于所有的电解槽使用一个单个的发电机。

这些电解槽是气体和蒸汽密封的。

安全阀和排放器件装于电解槽的顶部，排放器件是为了排放氧和其它的气体元素（核反应产生的），这些气体元素能被溶液释放，以及排放没有吸收的氢同位素。使用电磁场或者任何其它已知技术可以避免由核聚变产生的元素被俘获。

此外，通过适当的处理使阴极板饱和可以回收被俘获的气体元素。

所描述的循环应该按照已经陈述的反应1）、2）、3）、4）如此控制聚变过程，使得前两种反应发生在电解槽（2a），而其余两种反应分别发生在第二个电解槽（2b）和第三个电解槽（2c）中。

也可以这样假设，除了辐射和中子等离子体之外（它们被锂再生区所吸收），还有所有其它由核聚变生成的元素也被所说的锂所吸收，并且假设各种反应按照下面附表发生。

如图1所示，熔融的锂在热交换器（11a、11b、11c）内被冷却。这些热交换器又加热流体，流体送入锅炉（12a、12b、12c），以产生蒸汽。

进入热交换器之前的锂，通过反应产物提取器。

在提取器（7a）内，下列产物分别被回收：

1）、通过管道（8）的氚送到属于第二个电解槽（2b）的混合器（13）所说的混合器（13）也同时通过管道（1）输送氘;

2）、通过管道（9）的氦3直接送到属于电解槽（2c）的混合器（13a）;

3）、氦4和氢通过管道（10）排出。

在提取器（7b）内分别回收氦4和氚;氚是锂和中子之间反应的产物。正如进一步表明的，当电解槽独立运转时，氚可用来供给同一个电解槽（2b），当电解槽串接运转时，氚与氦4一起退出循环。

在提取器（7c）内，氦4和氢以取代法提取。

如上所述，电解槽（2b）也能独立运转。其实，一旦与氚发生了聚变反应，在锂再生区氚可再生，在提取器（7b）内回收氚并通过管道（16）再循环进入混合器（13），在此引入氘。

在上述情况下，作为最后的反应产物只得到氦4。

然而，如果上述循环运行，一点也没有损失中子，这是根本的。因此，有一个中子倍增器，当需要时将其投入运行，这对锂再生区来说是必不可少的。可以将铍棒相应地插入所述锂再生区，或从其中拔出。可以向三个电解槽供给重水，向每一个电解槽供重水时可直接通过管道（1），当串接时，则通过管道（1、20、21）。

不言而喻，通常带有一个或多于一个阴极的电解室也能使用，以代替电解槽。

关于图2所示循环的说明。

如前所述，这个循环输送气体氘，它可以由单个部分构成，或者像前面所描述的循环那样，由三个实际上相等部分串接而成。

图2表示了一个单个部分，它的功能是作为循环的第一部分在此描述。

小尺寸的元件（26），最好是钯球或者其它任何吸收氢的金属球，装在给料斗（25）内。这些元件或经过冶金方法处理，或经过机械方法处理，使得在它们的金属块中产生裂纹或断续点。这些小球，通过给料管（27）装入冷却容器（28）。容器（28）装在容器（29）内。在通过出口（32）把冷却容器（28）抽真空之后，通过入口（30）液体氮被引入容器（29），并使其蒸发，为的是将所说的小球的温度减小到极低值（在-100℃和-200℃之间）。此时，在加压下，气体氘强行通过管道（31）进入冷却器（28）中，以便使所述小球饱和。在如此低的温度下不可能产生核聚变，这是由于材料非常明显收缩使所有的裂纹都闭合了。

然而，为了安全起见，容器（29）带有锂再生区（图中未示出），它是屏蔽系统（35）的一部分。

所述小球从容器（28）流入反应器（36）（在升高温度情况下含有熔融的锂（38）），途经开闭器（33）、管道（34）和另一个开闭器（33a）。

一旦小球37被氘饱和，从低温冷却容器（28）进入增高温度的反应器（36）中，就受到非常明显的膨胀。随之，在所述小球内所有的裂纹也都明显地膨胀。

氘被释放进入这些裂纹，随之压力急剧增加（在1012和1024大气压间），在氢同位素中发生了如前面循环中所描述的聚变。

由于明显的理由，小球（37）必须受约束，单个地或成群地，都需沿着熔融锂反应器（36）的中心轴向下移动，以便延长发生核聚变的时间，而且在其终端可以有或者没有粒子加速器、激光束、其它辐射或有利于聚变的电磁场的参予。

所以，当需要时，所说的小球必须包含或者必须具有铁的颗粒。

使用一个或一个以上的磁场可得到前述的约束，加之，磁场能调节小球在核反应持续时间中的下降速度，以及在有粒子加速器、激光束或者任何辐射干予的条件下，根据这些干予需要启动的时间顺序延滞单个球或球群。

每当核聚变在冷却容器中发生，在冷却容器中总是采用同样的约束系统。

锂从反应器（36）通过管道（40）进入热交换器（11d），热交换器输送给汽化器（12d）用以产生电能。

由于核聚变反应，锂的温度显著地升高，然而，总是保持在低于钯的熔点。在冷却之前，锂进入氚和其它反应产物例如氦3、氦4和氢的提取器（7d）中。

熔融锂反应器也可以配有倾斜的平面区，以使钯球的流出与锂从提取器（7d）中的流出同步。

自然，整个设备对辐射要防护。

现在说明第二个循环的第一部分，在这部分中发生两种原子核反应1）和2）。正如已经陈述的那样，所说的循环释放作为反应产物的氚、氦3、氦4和氢;那些在第一循环的第一部分中自然地产生的产物，参与电解重水以产生氚。

所以，如果实际上与第一部分相同的两个以上的部分被加到图2部分上，那么就建立了一个完整的气体氘循环，与电解氘的循环完全相同。这是由于利用第一部分的氚，再加上氘产生聚变，这是在第二部分中依据反应3）进行的;以及利用第一部分的氦3加上第部分的气体氘，依据反应4）得到聚变。

显然，每当在反应器内发生反应产物释放时，钯球或任何适当的金属就再重复利用，当需要时，再使用电磁场，激光束或辐射。

相反地，所说的产物是采用适当的物理-化学方法回收的。

上述的循环也能只用一个部分，根据反应3）进行。只要所说的反应是由氚或氘引起的，然后，只使用氚，而由提取器（7d）通过管道（43）到混合器（13b）重复利用氚。

对图3和4中的循环描述如下。

所说的循环予知氢同位素的吸收及其释放是在一个或更多的钯、钛元件或者在其它容易吸收氢及其同位素的金属元件上的清楚分开的区域内。吸收区域必须绝对没有裂纹，而释放区域则必须含有裂纹。

这些循环也表示在附表中，并附有清楚地说明。它们予见通过电解吸收氢同位素，或者在气相中吸收氢同位素。

图3表示了一种循环是由于通过电解吸收同位素的设备。这个循环由电解室（2d）构成，如果电解室的容器是由金属制成，该种金属具有一种难溶解的内表面，例如钛具有镀铂的或活化了的内表面。那么电解室的容器（50）本身能构成电解室的阳极。

在所说的室中，一个阴极（3d）置于容器（50）内并且与容器电绝缘。这个阴极由钯或钛或任何其它容易吸收氢及其其同位素的材料制成，并且做成一般的圆柱形，或适当形状的表面，对表面的浸入 部分，做适当的处理，为的是增加吸收容量。上述阴极装在非金属管子（51）内，该管带有散热片。

纯重水或含有氚或氦的重水由管（1b）流入，盛在电解室内，而氧气由管（52）排出，氘和/或氚和氦通过管（51）收集后，由管（53）排出。

阴极元件（3d）由电解室（2d）向外伸出，直到另外一端（3e）被装有反应器（36a）之内，该反应器盛有熔融的锂6和锂6加锂7的混合物（38a）。

通过管（54）使反应器（36a）保持在真空状态。

熔融锂的混合物通过管（40a）抽出，在主要是提取氚并与水进行热交换，以便产生蒸气之后，通过管（41a）再把它引入反应器（36a）。

以钒或者任何其它具有低放射性累积的金属材料制成的反应器（36a）连接到直流发电机的负极，显然其正极连接到电解室（2d）的钛容器（50）。

由钯或钛制成的端部（3e）可以作成如图5、6和7实例的样子，下面将作进一步说明。由钯或钛制成的水平延伸部分（3f），可置于电磁场或其它于预手段控制之下。干预手段能够供给氘、氚或氦的原子或离子以能量，以及加速它们流向端部（3e）。

在图3还表示了电路图。它是由具有直流输出相互相位差180°的振荡器（55）构成，每一个输出分别连接到功率放大器。

功率放大器（56）使重水电解，而另一个放大器（57）产生电子流，电子流与氘和氚流动方向相同。

对于预定的时间预定的频率，属于功率放大器的两个电路交替地启动运转。

图4表示在气相中氘或氘-氚和氘-氦的吸收循环。

将钯或钛元素制成的吸收端部（3g）插入容器（58）中，容器内装有氘或氘-氚/氘-氦混合物。这是在一定压力下，通过管（59）引入的。在容器（58）之外的循环，已经在前面图3中予以说明。

容器（58）装有盘管以使液氮蒸发，增加元件（3g）的吸收容量。

直流供电器（57a）起了与前面循环中所描述的（57）同样的作用。

浸没在熔融的锂中的端部（3e），需要处理，使得在金属块中具有裂纹或微断续点。端部（3e）也能装配成图5和6的样子，一个加热的套强力地套在这个端部，它们的头部可以焊在一起，以便产生“假”裂纹。另外，图7表示端部周围有套围绕，中间是空腔，强力压缩的颗粒填满此空腔。该套的上部自由端被焊接。把套装在端部上，端部（3e）表面的搭接以及各种套的安装和表面的搭接都必须在高真空中进行。

在任何情况下，这些端部的大小和套的厚度必需使得在锂内部由于核反应产生的热量能很快散失掉，以免钯或钛熔化。

采用多种方法能达到上述的要求，例如，将端部（3e）制成束状，它聚集许多带有内裂纹的小直径的圆柱形元件。甚至采用表示在图5、6和7中的方法达到上述要求。或者，也可以采取减少微裂纹的数目和表面扩展的方法，甚至采取选定释放频率以及释放持续的时间等方法。

为了简化起见，附表和说明书涉及的在电解室（2d）内和容器（58）内，在反应器（36a）中是钯或钛的一种单一元件。此外，设备可以包括一组从多的元件。每一个元件具有一个小的部分，它的端部装于电解室（2d）、容器（58）和反应器（36a）之内，相互远离以提 高吸收量，并且，所有以上的部件都要很好地散热。

钯或钛套可以不加选择地强套在钛或钯的端部（3e）。

整个设备，尤其是反应器区段，必须消散其热量并使用任何已知的适合方法来防护。

最后，延伸部分（3f）装于一个壳体之内，液体氘通过管道（60）被引入其中，以便冷却所说的延伸部分。然后，液体氘蒸发并通过管（61）排出。采用氘进行冷却，防止沿着延伸部分（3f）吸收的氘损失掉。

可以理解，产生核能的任何其它系统成设备，在任何情况下，它们予见氢或其同位素被钛、钯或任何其它适合材料的元素所吸收，以及由于它们在引入所说材料块的裂纹中或者在后者和强加的套之间的释放引起的核聚变，都是本发明所予期的。