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产生电能热能的方法及其反应堆

阅读:944发布:2020-06-26

专利汇可以提供产生电能热能的方法及其反应堆专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且公开了一种产生电和热的功率输出的自动防故障的且受控的气泡 核聚变 反应堆 。这是自给的,具有3个内部主室以及外部安装的计算机和电 力 输出终端。内室A包含用于移除气体和固体的装置、新液和废液的 存储器 , 泵 和 热交换器 、压力调整器和止回 阀 、以及 传感器 。室B包含循环的纯液态D2O,其中安装了一对平行的电声压电 石英 晶体换能器,其间有狭窄反应间隙,为换能器提供超声加上调幅超高频EM的 能量 。室C包含2个射频发生器和一些用于控制核聚变反应的 电子 设备。外部计算机提供电子故障安全监管,用于监视和进行调整的系统功能系统的可视 触摸屏 显示,以及手动旁路故障安全超越按钮 开关 。,下面是产生电能热能的方法及其反应堆专利的具体信息内容。

1.一种方法,用于在一对平行的电声压电石英晶体换能器之间 的纯D2O的狭窄液体反应间隙中产生声波气泡氘-氘核聚变,在传 输模式期间将声学脉冲场应用于反应间隙,通过在换能器频率的超 高频EM调幅来改进并协助该声学脉冲场,该场在液态D2O中创造 正负交替的压脉冲,以改变它的环境压力,足以引起所述反应间 隙中的液体中的空化效应,空化效应在液体中产生小气泡,并通过 负压脉冲扩大,然后通过正压脉冲剧烈坍缩,产生高温高压冲击波, 从而通过选择性共振隧穿来克服氘核的库仑势垒;通过内置式电子 设备来自动压制和抗衡反应堆运动、定向、重力、杂散磁场以及反 应堆失控时的自然企图;在自持反应堆容器中使用特定装置用于过 滤气体、固体、储存用过的和新鲜的液态D2O、压力调节和止回热交换器传感器,以及利用在内部和在外部计算机中的自动 防故障控制电路产生电子信号,该计算机具有可视监测以及手工编 程和调整,其设置有手动超越开关,因此整体上生成用于产生、容 纳、控制和自动调整气泡核聚变反应的自动防故障方法;导致电能热能输出。
2.如权利要求1所述的方法,其中通过生成以电子方式产生的 在超声波和换能器频率的超高频EM调幅之间的适当相位关系以及 在所述液态D2O反应堆间隙中气泡的膨胀和坍缩期间与所述气泡的 适当相位关系,来在所述液态D2O反应堆间隙中,压制和抗衡反应 堆运动、定向、重力、杂散磁场以及反应堆失控时的自然企图的影 响。
3.如权利要求1所述的方法,其中产生、控制和供应超声波和 AM超高频EM能量到所述液态D2O反应间隙。
4.如权利要求1所述的方法,其中在所述液态D2O反应间隙中, 保持适当的环境温度、压力以及针对用过的液态D2O的新鲜液态 D2O的循环。
5.如权利要求1所述的方法,其中作为对换能器的气泡聚变撞 击的结果,将在所述换能器中压电地产生的主要功率输出电能传递 到与电力负载附接的外部终端。
6.如权利要求1所述的方法,其中将作为气泡聚变的结果而在 所述换能器和所述液态D2O反应堆间隙中产生的次要功率输出热能 经由对反应堆容器自身的加热来传输到外部环境,其中所述反应堆 容器主要提供有来自所述热交换器的热量。
7.如权利要求1所述的方法,其中来自所述换能器的所述压电 产生的电能用于经由所述换能器的“电子去谐”技术和所述反应间 隙能量之间的以及相对于气泡循环的相位的相位关系的调整,来控 制聚变反应,以便使聚变反应匹配电力输出负载。
8.如权利要求1所述的方法,其中感测问题的所述传感器将信 号反馈到所述外部计算机,该外部计算机通过对两个换能器进行电 短路来自动导致反应堆防故障关闭。
9.如权利要求1所述的方法,其中所述外部计算机面板通过触 摸屏液晶显示器提供以防故障方式可视监控、调整和设置系统所有 功能;以及,手动地通过超越按钮开关来旁路毁坏反应堆的电子设 备以及使两个晶体换能器短路,从而关掉反应堆。

说明书全文

技术领域

发明涉及通过受控的且自动防故障的氘核聚变而产生电能热能的方法及其反应堆,它发生在D2O气泡中,D2O气泡位于一对 换能器之间的狭窄液态D2O反应间隙中,并以半径在声波能量和 调幅超高频EM中循环。

背景技术

Hugh G.Flynn,美国专利4,333,796,1982年6月8日。他的空 化声致气泡核聚变专利描述了一种作为“热核聚变”的核聚变反应 堆过程,其所处温度被描述为液态软金属的温度,而不是这里被描 述为液态D2O的温度的“冷核聚变”温度。他的专利覆盖了2种分 别包含6个声波发生器的空腔核聚变反应堆。他所描述的反应堆不 直接产生电能,只产生热能,但是在温度高到可以维持汽轮机时, 可以产生电能。他的设计没有建议使用自动防故障的反应堆,系统 功能监视也不包含在内。他的关于声致气泡核聚变的几个概念与本 文的反应堆有共同之处,但有很大的区别。他的说明作为阐明本文 的概念的导向意义重大。
Robert A.Gross,美国专利3,925,990,1975年12月16日。他的 磁性活塞驱动冲击波核聚变专利披露了一种核聚变反应堆过程,其 是冲击波限制的脉冲等离子体“热核聚变”,而不是处于这里所描 述的“冷核聚变”温度。他的专利涵盖了一对圆柱体,每个圆柱体 具有磁性活塞。他描述的反应堆在足够高的温度下产生热量,以驱 动汽轮机发电。他的设计没有建议使用自动防故障的反应堆,系统 功能监视也不包含在内。他的关于冲击波导致核聚变的某些概念方 面与本文的反应堆有共同之处,但有很大的区别。
Roger Stringham,First Gate Energies,邮政信箱:1230,Kilau ea,HI 96754。出版文献,参见www.lenr-canr.org/acrobat/Stringham Rcavitationb.pdf,描述他的气泡声聚变过程,与这里所述不完全不相 同。然而,在这里核聚变发生在很窄的液态D2O反应间隙内,此间 隙位于两个平行的电声石英晶体压电式换能器之间,每个换能器各 有接近2MHz厚度-振动的构造,该间隙也提供有300MHZ调幅U HF(超高频)EM(电磁),并且这里提到的反应堆主要产生电能输 出,其次产生热能输出。描述Stringham的设计的文献没有建议使用 自动防故障的反应堆,系统功能监视也不包含在内。他的关于声致 气泡核聚变的某些概念与本文的反应堆有共同之处,但有很大的区 别。
李兴中(Xing Zhong Li),清华大学物理系,中国北京,100084, Email Lxz-dmp@tsinghua.edu.cn。首先,阐明了“选择性共振隧穿的 数学概念”用于解释所有已知的包括如这里所述的这种声致气泡核 聚变的多种冷核聚变。他的数学概念如果没有如这里所要求的必要 帮助和事件,特别是球面冲击波的必要聚焦,不能直接用于此处的 核聚变反应。
Rusi P.Taleyarkhan等人,普渡大学,2005年7月12日,声致 气泡核聚变发表。Taleyarkhan等人和Forringer等人,证实了由其他 科学家,如Flynn和Stringham做出的球形气泡声聚变设计。他们的 证实承认了此反应堆和它的设计描述的重大价值。普渡实验的发表 没有建议可以设计自动防故障的反应堆。普渡实验中他的行为仍然 是在最近的计算中被研究的内容。忽略他的行为,他的团队确实证 实了球形气泡对于要发生核聚变是必需的。他的报告使本发明得以 发展。这将在下面进行进一步说明。
Edward Forringer等人,Le Tourneau大学,2006年11月发表, 《Transactions of American Nuclear Society》Vol.95,P736。他的小 组证实了Taleyarkhan等人在早先的实验中发现的声致气泡核聚变有 效性。Forringer对实验的观察没有建议可以设计自动防故障的反应 堆。他在实验中的行为仍然是在最近的计算中被研究的内容。
T.Mizuno从部分归因于核聚变的巨大的实验室爆炸中幸存,而 且活下来写下在实验室实验中什么可以做,什么不可以做,参见下 面的段落,在其他的实验室爆炸中至少有一人丧生。他的启示给了 本发明人指引,以创造明确地内置于这里公开的反应堆的自动防故 障装置,以避免记录的Mizuno和其他实验室问题再次发生。通过自 动防故障的受控核聚变,使得在这里提到的反应堆一旦建成,即使 离开任何实验室运行,仍能安全地给负载提供能量。在这里透露反 应堆不需要只在受控的实验室条件下操作,而作为证明可以被经常 搬动等。
网站文献也指引本发明:
参见www.newenergytimes.com/news/2005MTExplosion/explosion -net.htm
以及,www.newenergytimes.com/news/2005MTExplosion/2005Mi zunoT-AccidentReport.pdf
参见www.newenergy.com/Library/2000Li-Sub-BarrierFusion.pdf
其他参考资料也支持特别引导本发明的冷聚变技术:
注:虽然下面这些引用并不直接作为现有技术应用于这里描述的 反应堆及其设计,因为这里所述的在总体过程上与所提及的其他类 型的冷核聚变反应不同,然而,各种类型的成功的冷核聚变的所有 现有技术已经产生了本发明,并与Xing Zhong Li的数学模型一致, 该数学描述通过“选择性共振隧穿”(由Li等人从量子学导出的概 念)克服氘阳离子之间存在的库仑势垒。此反应堆及其所描述的方 法为导致以D+D核聚变作为结果的“选择性共振隧穿”完成提供了 必要的和适当的帮助和事件,作为以前公知现有技术中合理的有意 图的设计结果的适当过程,这里全面描述的过程至今为止对于研究 者和发明者还不是很明显。
位于加利福尼亚州中国湖和圣地亚哥的美国海军研究实验室发 布了两份报告,其中每一份在最后一页都包含:“获准公开发行; 无限制销售”。报告确认了电解类“冷核聚变”确实存在,而不是 像数量众多的其他出版文献中所说,“任何”类型的冷核聚变都不 存在。应用Li的“选择性共振隧穿”到海军的电解过程证明它们的 过程具有相同的D+D核聚变反应,是通过隧穿成对相邻氘核的库 仑势垒,从而导致如本发明的声致气泡核聚变的核聚变。
[A]技术报告1862,2002年2月,Thermal and Nuclear Aspects of the Pd/D2O System Vol 1:A Decade of Research at Navy Research Laboratories。
参见www.spawar.navy.mil/sti/publications/pubs/tr/1 862/tr1 862-vol 1.pdf。
[B]技术报告1862,2002年2月,Thermal and Nuclear Aspects of the Pd/D2O System Vol 2:S imulation of the Electrochemical Cell (ICARUS)Calorimetry。
参见www.spawar.navy.mil/sti/publications/pubs/tr/1 862/tr1 862-vol 2.pdf。
《Infinite Energy Magazine》,2006年5月/6月,第67期。
参见www.infinite-energy.com/iemagazine/issue67/apsmeeting.html
2005年7月12日,研究人员[Taleyarkhan等人]在普渡大学宣布, 他们新的证据支持先前其他科学家的发现,他们已设计出使用声音 产生声聚变的装置。创建于普渡声音过程中的气泡核聚变来自完全 球形气泡,并且它们坍缩产生比形状不规则的气泡更大的力量。他 们的研究取得的证据表明,只有球形气泡坍缩才能提供足够的能量 来引起氘原子聚合在一起。他们的宣告的出现,为本发明人证实了 Flynn于1982年的空化核聚变的美国专利,其中解释了不规则形状 的气泡在任何声聚变反应中都会导致失败,而只有球形气泡能够产 生声聚变。
他们的宣告似乎也证实了Xing Zhong Li的选择性共振隧穿的数 学模型,该模型当应用于声聚变时,对于本发明人看起来似乎依靠 的是通过完全球形气泡的坍缩的气泡中产生的冲击波的正确聚焦, 该事件在本发明中对于冷核聚变是必须的。尽管在普渡的宣告中没 有提到,Li的数学概念还给予了使用这里的反应堆设计中的数学模 型以信任,这个反应堆设计现在描述为完整的,而现有技术缺少Li 的模型作为数学证明是不完整的。
此外,普渡的公告向本发明人显示,当存在非球形气泡时,Li 的数学模型变得无效,因此没有核聚变反应发生。本发明人将这些 细节以发明的方式汇总在一起,并找到了自动防故障的方法,并且 反应堆功率输出控制在有效电子控制下将所有这些杂乱的细节联合 起来。

发明内容

在这里揭示的反应堆及其所描述的设计方法,利用的技术大部分 是其本身分别已经在一段时间内为现有技术所熟知的,但是当以一 些添加和更改唯一地合在一起时,如在这里揭示的特定的反应堆中, 一些现有技术现在可以被安全的使用,克服了早期反应堆设计中内 在的公知问题,全部的交互式的公开细节先前对于熟知技术的研究 者和发明人并不明显。
这里给出的反应堆设计允许通过自动防故障的受控的D+D核 聚变反应产生电能和热能,D+D核聚变反应由很多小球形气泡内的 球形冲击波的辅助聚焦的高温高压产生,发生在液态D2O反应堆间 隙中,在它们的坍缩循环深度,该循环是依靠气泡吸收和转换能量 产生的,能量被传递给相邻的平行的电声石英晶体换能器板之间的 狭窄液态D2O反应间隙。
作为气泡从反应堆间隙吸收定相能量的结果,产生气泡半径、介 电常数以及以加速强制给进方式出现的气泡内容密度的绝热非线性 变化。
高温高压开始出现在循环的气泡最后坍缩部分期间,在约为60 nm的气泡半径,其开始于约1μm的最大半径,这些数字来自某出 版的文献。
这些反应堆间隙能量的组成:由球状冲击波产生的超声波和调幅 超高频EM载波,该调制在换能器的相同频率上,该AM(调幅)通 过气泡参数的非线性变化调解,再加上在坍缩状态的临界点在气泡 中产生的紫外声致发光,其中能量然后被重新吸收。
随着温度和压力升高,气泡的介电常数非线性增加,此时超高频 EM载波的AM的适当定相能量吸收更多到气泡中。
同时,伴随着气泡介电常数的增加,通过超高频EM载波的传播 速度的下降,更多超高频EM载波的AM的能量被传递给气泡,导 致其剧烈坍缩的增加。这些声波和超高频EM载波的解调AM的定 相能量被气泡吸收,导致对球形冲击波的创造、参数和使用的控制。 冲击波本身最终提供导致D+D核聚变的协助和事件,是声波和超 高频EM的AM之间的定相并与气泡循环对照,该气泡循环将导致 适合的冲击波球形。这些协助和事件在最终的分析中通过反应堆内 置电子设备被控制。
适当地相对彼此定相的2个反应间隙波能量的结合导致最终核 聚变反应的充足的自动电子控制,通过内置传感器,导致电能输出 与负载需求的适当匹配。因此,应该严格控制装置及其核聚变反应。
早前气泡循环事件的目标是产生过程的下一步,即最终导致D+ D核聚变反应的强度很大的球形冲击波形成,尽管半径很小。因此, 核聚变本身发生在数百万度,但它发生在容纳微小气泡中的液态 D2O媒质中。
在此处的设计依靠Li的“选择性共振隧穿”,其在气泡坍缩的 最后阶段通过氘阳离子核之间的库仑势垒,从而实现核聚变,但事 件的进展与其他已知种类的冷核聚变过程有着显著差异。
反应间隙的间距在20μm至50μm之间调节,用于在元件和部 分装配件构建之后,在最初的测试期间,最大限度地将反应能量传 递给换能器的动作。
附图说明
图1是根据本发明的反应堆的示意图。

具体实施方式

反应堆和设计方法的简要描述,参见图1。
公开了自动防故障的电子受控的气泡核聚变氘反应堆及其设计 方法。在图1所示的反应堆中,反应室B包含纯D2O,其中液体被 精确地置于两个平行的压电厚度振动结构的电声学石英晶体换能器 中。它们之间的间隙非常小,而且在20μm至50μm之间被精细调 节,以获得与热能产生相关的最大的换能器电能输出。
压电换能器此处是双向能量转换器。它们将电能转换成超声波和 超高频EM,其传送到液态D2O反应间隙中,而且,通过撞击接收 换能器的D+D核聚变机械运动的作用,这产生压电能量。二者都 依靠这里所述控制传输-接收转换的事件的因素。
供应给两个换能器之间的D2O反应间隙的能量,在反应间隙之 间创造微小的空化气泡,每个气泡在液体中形成大约天然的离子, 该气泡在与反应间隙能量循环一致定的两个阶段中,在声波循环 的声波负压部分期间变为最大半径,然后在声波循环的正压力部分 期间剧烈坍缩。
这个气泡膨胀和收缩发生在绝热情况下,这提供了允许气泡吸收 超高频EM载波的调幅能量所要求的非线形,该AM是与声波同一 频率的。因此,气泡受到了两种主要能量的作用,即声波和超高频 EM的AM,两种能量频率相同。坍缩时的气泡形状可通过两种能量 彼此之间以及对气泡循环的相对定相来控制。
在坍缩的第一阶段,气泡内容仍保持接近反应间隙液态D2O的 温度,但在第二阶段,在声波循环的正部分期间,坍缩的速度将加 快,导致气泡内容的绝热压缩增加,首先在气泡中产生全电离,然 后在围绕在气泡周围的D2O的薄壳内产生电离。由于超声波和超高 频EM反应间隙能量的AM的循环相位的变化,在气泡上应用增加 的定相压力加速了这个剧烈的绝热坍缩阶段,在正反馈模式下,大 幅度提高气泡的介电常数和密度,有助于超高频EM的AM的吸收, 而且导致气泡更剧烈地收缩为很小的半径,从而增加的温度和压力 在气泡内达到。在文献中公布的估计显示,最高温度达到1010K和 最大压力高达109个大气压,经由通过库仑势垒的Li的“选择性共振 隧穿”,两者一起足以造成D+D核聚变。
在坍缩气泡的某半径(根据文献,大约为1μm或更小),声致 发光发生,有延迟坍缩率的趋势,但并没有阻止坍缩。由于气泡接 近其最小半径,据一些出版物估计约为60nm,如果气泡在不断减小 半径时仍是球形,则在中心生成强烈的球形聚焦冲击波,(而不是 声致发光),当它接近微小的气泡表面时,在冲击波中创造上述高 压和高温。冲击波本身中的介电常数和密度是非常高的,它与冲击 波形成球形聚焦冲击波的正反馈模式之前和之后的那些介电常数和 密度有根本的不同,帮助进一步提高声波和超高频EM的AM的能 量吸收率。由于气泡是微小的,冲击波也是微小的,完全聚焦在气 泡表面,作为气泡本身在气泡坍缩循环的这些部分是完全球形的结 果。本文所披露的是如何维持气泡的球形以完成两件事:1)使重力、 运动、定向和杂散磁场没有影响;2)控制核聚变反应以适当地匹配 负载需求。
这些非常高的温度和高的压力即出现在气泡表面,还由于冲击波 也出现在最接近的反应间隙D2O的层。在最初的反应堆启动时,产 生热核反应,是通过“选择性共振隧穿”,这主要是由于冲击波内气 泡表面D的碰撞,其具有自然地被限制的很大截面的目标D,是通 过金属表面功函数和等离子体振子量子,位置在跨过反应间隙的换 能器表面板,此后反应主要发生在气泡本身表面内部,是通过“选择 性共振隧穿”发生在冲击波本身中的冲击波的焦点上。这一切都是由 于反应间隙超声波能量连同超高频EM的AM的帮助能量,以及紫 外声致发光的重吸收和球面冲击波的适当发生和聚焦。
无论是在相对的换能器板表面,还是在气泡表面内,这允许D+ D核库仑势垒“选择性共振隧穿”,以发生在冲击波中的核聚变反应的 最初启动期间。然后核聚变反应产生热连同换能器的气泡阳离子 缓和碰撞,该运动产生电能作为反应堆的主要输出。其次,热量从 反应堆容器壁中释放。
库仑势垒“选择性共振隧穿”模型,允许此处D+D核聚变在要求 的能量下发生,要求由Tokamak给出,大体上至少3个星级。反应 间隙超高频EM是射频(RF)能量,其从换能器板耦合跨过反应间 隙,并作为EM波在D2O中存在,这是由于反应间隙D2O是完全不 受污染的,如果污染存在,则吸收超高频EM。有足够的理由只使用 纯D2O。气泡必须吸取没有任何污染的超高频EM能量的AM。
超声波和超高频EM的AM之间的相对定相压倒对气泡形状的影 响,这是由于地球的引力,该引力失稳效应在Flynn的美国专利中有 所阐述。因为Flynn的装置较大,约1立方米,他发现他必须合并可 调磁场,以在气泡坍缩时稳定其形状。因为这里的反应堆在换能器 之间具有狭窄反应间隙,在μm量级,这种设计可以在反应间隙能量 的气泡吸收之间使用相对定相,以完成没有磁场时必要的形状稳定 性。这里反应堆装置中内置的电子传感器可以感知和实现由地球引 力、运动、装置定向和杂散磁场引起的校正,这些可能存在于反应 间隙中,如果不纠正可能导致严重的后果。
气体分离器具有一定的适应性,它使反应堆对反应堆定向或运动 不敏感。反应堆上有一些传感器,以控制核聚变再反应,因而它可 以在任何位置工作,垂直的或平的,还可以被移动。这些传感器 允许反应堆在变压器、螺线管、输电线或磁的杂散磁场环境中工 作。
这是通过传感器监控负载需求对负载电压而完成的,然后以电子 方式自动调整与气泡坍缩相位相关的两个反应堆间隙能量的相位, 从而控制气泡的形状。因而,超声波和超高频EM的AM的定相成 为核聚变反应的气泡形状和稳定性的控制因素。整体电子安全措施 防止任何反应堆失控机会。
在构造和部分装配之后的测试期间,狭窄反应间隙宽度在20μm 至50μm之间被细微调节,为了最大限度地将核聚变能量传递给换 能器,将从晶体输出的压电射频生成至室C中,在室C中,它被转 换成直流(DC)或60Hz以输出到外部负载。
核聚变反应控制对于电子学是简单的过程,同时,完成电子监控, 一旦出了问题,备用设备感知到存在问题,然后在每个换能器晶体 上提供自动防故障电子短路,同时关闭超高频EM发生器。因此, 关闭后不存在球形气泡。这可以在晶振循环内完成。在装置启动和 运行之后,外部计算机中的电池提供室C启动和再充电所需的电能。
上述反应堆结构可以“堆叠”成各种物理和功率输出——而不是 仅限于此处给出的单一装置。在室B中换能器的数量并不局限于每 反应堆装置只有两个,室A和室C提供的部件及计算机中的程序可 以根据室B的需要而改变。
反应堆和设计方法的详细描述,参见图1
本专利文件中披露的一部分内容包含受版权保护的材料。本发明 人,即版权所有者,并没有反对专利文件或者专利公开由任何人进 行复制,因为它出现在专利局的专利文件或者记录中,但除此之外, 无论如何保留所有版权权利。
在反应堆图示中:图1是所披露的气泡核聚变反应堆的整体示意 图。图1的反应堆图示没有按照整体或任何部件的实际尺寸给出。 它的每边长约为20厘米。气体分离器15具有一定的适应性,因而 它可以在任何定向、在任何高度或在外层空间中移动。这是所谓 冷核聚变反应堆,因为气泡核聚变发生在狭窄“液体”D2O反应间隙1 中,间隙位于坍缩气泡表面的D和被换能器2、3的铬表面11、12 的量子等离子体振子孔中的表面功函数的D之间,以及在其表面在 气泡内部的相邻D之间,坍缩气泡冲击波的焦点,具有高温和高压 二者足以使D+D核聚变反应发生,而不需要其他条件。反应堆被 装在铅衬不锈容器27内,以防止任何可能的辐射泄漏
室A 22包含:用于新鲜的100%纯度D2O的加压存储器20、用 于废液的存储器19、压力调节器和止回18、循环热交换器17、 固体过滤器16、气体分离器15及各种传感装置21。17中的循环泵 使D2O以1升/月的速率循环穿过室B,使用换交热器17作为泵17 的能量源。
室B 14包含2个电声压电石英晶体换能器:1)换能器2的每边 被电极10、11,以及2)换能器3的每边被镀有电极12、13。 换能器2、3被很窄的液态D2O反应间隙1隔开,该D2O反应间隙 在20μm和50μm之间被调节8、9,用于在元件构造和部件组装完 成后的测试期间,达到反应堆电力输出30、31与从反应堆容器27 获得的放热的最大比率。
这里公开的设计将受到石英晶体换能器2、3的限制,因为石英 晶体的技术是目前最普遍的,众所周知、容易获得、成本效益高, 而且更适合大规模生产、试验、调整8、9,及对这样的反应堆设计 的质量控制。然而,其他电声换能器材料也可以使用。可是,所有 这些其他材料必须经受得住纯D2O的高度腐蚀作用。金和铬被选择 用于(比和钯更好地)抵抗纯D2O的腐蚀。过去D2O的腐蚀对实 验室造成污染是不容置疑的事实,因此招致了很多批评,被称为电 解冷核聚变骗局,因为它没有起作用,而很多这样的实验室冷核聚 变试验的失败可以归因于不纯D2O。在本发明中,污染是可能发生 的而且被考虑,是通过合并固体过滤器16、气体分离器15、用于废 D2O的存储器19以及用于新鲜D2O的存储器20。
在室C 26中,25中的电子设备包含几个组件。处于换能器2、3 共振频率的射频发生器25,以发射器模式启动换能器2、3,产生反 应堆间隙声能,引起D+D核聚变过程,然后在单元工作在接收器 模式之后关闭,在这点,在终端模29上的终端30、31提供从换 能器2、3输出的电力。25的电子设备还包括超高频射频发生器,处 于换能器频率的AM调制器,它通过外部计算机32控制在启动初期 上线,该发生器输出加上超高频EM能量的适当定相AM,其从换能 器板11、12耦合到换能器2、3之间的D2O反应间隙1,以主要协 助控制气泡形状。
外部计算机32包含电池和一些电子设备,外部可接近按钮正制 动按钮开关33被设置用于电子设备的应急手动旁路用于超驰关闭, 触摸液晶显示器(LCD)34用于整个系统的可视监测、调整、启动 和维修关闭。它的电池用于在启动时为室C电子设备供电,此后将 通过从室C提供的电能保持充电。
这种装置部分地使用其中由下列人员创造、阐明或建模的概念: Flynn;Stringham;Taleyarkhan等人;Forringer等人;Gross;Xing Zhong Li和Butt;其中某些概念与冷聚变、气泡核聚变、空化气泡核聚变 相关。由他们描述的那些现有技术的D+D反应过程,只通过超声 波产生,而不是与超高频EM能量的调制器AM一起,如本文所述。 Xing Zhong Li的历史性贡献在于,以数学术语解释了所有六种形式 的冷聚变为什么以及如何工作,通过他的数学的“选择性共振隧穿模 型”,按一般星级和Tokamaks的要求,在较低温度和较低压力克服 D+D核库仑势垒。
石英晶体换能器2、3以厚度振动模式工作,而不是悬臂模式工 作,在下面的段落中将做解释,换能器在每个晶体的两侧10、11、 12、13镀有金的同样非常薄的层,在每个金层上同样镀有铬的两个 非常薄的层,一层在另一层之上。镀铬槽是电极化的,以使第二层 实现相对第一层以正确的角度极化。然后铬板10、11、12、13会有 交叉栅格量子等离子体振子孔出现在晶体型表面上,它足以通过其 表面处强功函数保持氘离子。很像离子坚持将头部伸出量子阱
在D2O反应间隙1的相对侧,最初的和连续的氘离子被铬板11、 12承载,发生是由于天然D离子出现在液态D2O 1中。受助于间隙 能量的布朗运动使D离子通过金属表面功函数流动到铬板11、12上, 保持到D上的其量子等离子体振子孔俘获它们,以增加D的目标截 面,从而增强初始反应堆启动所需的“选择性共振隧穿”。在室B 14 中的换能器2、3浸没在从入口6通过D2O反应间隙1和出口7不断 注入的液态D2O中,在适合形成D2O反应间隙1中的气泡的压力下, 其是由两个换能器2、3之间的能量造成的。晶体3的锚4、5防止 液态D2O在3的那一侧流动,而调节器8、9防止液态D2O在晶体2 的那一侧流动。因此,仅循环液态D2O经过D2O反应间隙1发生。
两个换能器晶体2、3被置于通过应用于它们的板10、11、12、 13达到的厚度共振,在每个晶体2、3的相对侧,通过在室C 26中 的电子设备26,射频能量保持在它们的机械共振频率,在这个射频 能量下,晶体2、3在它们的共振频率增加和减少物理厚度,在位于 两个换能器2、3之间的液态D2O反应间隙1中产生高强度的超声波 能量。
振动厚度模式被选定优于振动悬臂模式,以提供:(1)当D2O 改变为分散的声波气泡时,每个晶体2、3的内部阻抗到液态D2O反 应间隙1的工作负载阻抗的更好换能器传输匹配;以及(2)在晶体 2、3振动的不同相位角期间,当作为在板2、3接收来自核聚变能量 的接收器时,通过与换能器2、3更好的匹配,除晶体2、3能量模 式外,通过轰击晶体板11、12的核聚变产品,其来自在液态D2O反 应间隙中被氧离子慢化的气泡。阻抗匹配不是可应用于这个设计和 装置的明显的现有技术,除了建议考虑声纳技术,但是在轰击晶体 的核聚变产品(这段的条件2)的设置中,代替声纳反射。
换能器2、3传送耦合到D2O反应间隙1的声波振动能量,引起 高度局部D2O蒸汽泡,其随着D2O从液态变成气泡,然后在这些气 泡中成为电离氘气(和电离氧气),以介电常数变化的正反馈模式 形成,当绝热坍缩时,产生非常强烈的冲击波,具有很高波表面温 度和极高压力,足以轰击保持在镀铬板11、12表面上的静止氘,由 于表面效应限制,镀铬板上的氘有很大的目标截面。
期望电离氧可作为缓冲,协助和缓和核聚变产品轰击板11、12, 因为温度和压力不够高,不能成为整体核反应的一部分。因此,它 可以起到催化作用,协助传递来自核聚变反应的能量,以影响造成 的换能器2、3厚度的变化。换能器晶体2、3的共振机械厚度变化 导致在换能器2、3的板10、11、12、13之间在晶体2、3的共振频 率的射频电压的压电产生,该射频能量被通过电缆24送入室C 26 的电子组件25,并传递到外部计算机32,通过电缆28取得的电能 输出到在外部块29上的终端30和31。
结果是氘核聚变D+D,它发生在微小气泡中,其以等于晶体射 频的总率以脉冲出现。室C 26的25中的晶体射频发生器启动室B 14 中的晶体板11、12表面的核聚变反应的空载过程。然后因为不同的 压电效应,25中的晶体射频发生器被关闭,同步于脉动核聚变反应 的都在正反馈模式下,它所产生的射频导致超声波,超声波产生气 泡,造成在气泡本身1内部的脉动核聚变,以及在铬电极11、12上 压电产生的能量被取出作为在外部块29上的外部终端30、31之间 从室C 26输出的反应堆电功率。并且,热是从换热器17还从室B 14 交换到室A 22的表面,在反应堆容器壁27结束,从那里热量被作 为能量输出提取出来。所以,有两种形式的能量产生,即电能和热 能。
在室B 14中的D2O反应间隙液体1不断从6出来通过1到7进 行交换,来自室A 22的新鲜D2O 20通过其中的循环泵17、压力调 节器18、固体过滤器16、止回阀18和气体分离器15。因此,在反 应堆启动期间的D+D核聚变开始在多孔铬板11、12的表面,然后 主要切换到与板11、12相邻的气泡的内表面。在反应堆启动后,板 11、12的腐蚀通过非核聚变氧的缓冲作用减少。因此,该反应堆可 以全时工作,直到需要维修时才关闭。
位于晶体换能器2、3之间的狭窄D2O反应间隙1,允许其中在 间隙能量之间有相对定相,以占主导地位并压倒:反应堆运动和方 向;地球引力,以及杂散磁场。像在Flynn的美国专利4,333,796空 化过程中要求的那样,提供重力压倒性磁场以补偿地球引力是没有 必要的。Browning运动驱使来自D2O反应间隙的可核聚变的D离子 配对,并被保持在镀铬板11、12的表面,那里限制D就像在量子阱 中,并使得这些氘准备好作为具有大截面的目标。
这允许气泡冲击波利用在D2O反应间隙1的能量。然后给这些 能量时机,足够的时间,在文献中有人估计在10至50皮秒,将它 们的能量添加给“选择性共振隧穿”,导致核聚变温度远远低于 Tokamak或一般星级的温度。
在Flynn的1982年美国专利4,333,796中指出,不稳定的气泡形 状是由于地球引力(尽管很微小),在最后用于发生核聚变的坍缩 阶段,因为非球形气泡形状,它导致气泡不能产生足够高的温度和 压力(由于冲击波未聚焦,而导致由我们所知道的“选择性共振隧穿” 的颠覆引起核聚变缺失)。Flynn使它更清晰:在最后坍缩阶段期间, 气泡必须是球形,否则核聚变就不会发生,反应堆就关闭了。一般 来说,Flynn的这些假设在2005年7月普渡大学的研究结果中证实, 并在2006年11月Tourneau大学的发现中再次证实。这些成功的假 设被用于在这里阐释的反应堆的设计。
室C 26中的控制电子设备25控制超声波和超高频EM能量的 D2O反应间隙[1]的相对定相,允许反应堆的各种物理定向,以适应 安装要求,例如在移动的车辆或船只、航空器和手持式装置。
23、24、28是绝缘的互连电缆,预先测试馈通可以抵御200℃ 的温度、10个大气压的压力、额定防水,并且经过测试,可传输600 伏特、10安培。所有传感器、电气及电子电路以及内部计算机芯片 被设计和测试,可以在200℃、10个大气压时,抵御1.5Mev的辐射。
反应堆记忆问题在该设计中是这样解决的:
刚才所描述的气泡核聚变反应堆如果缺少任何内置式相对的电 子控制25,将具有“自毁记忆”,即,一旦启动,它将自己运行在其 最大反应率,无论负载或无负载,并且不仅仅是空转运行,最终自 毁,甚至可能发生爆炸。任何种类的核反应堆不能在没有完全足够 的自动防故障系统的情况下运行,该系统在适当的位置准备在通过 最高重要性的手动超越的内置自动安全措施的命令时启动。这样的 “记忆”本身不在文献中,但是对于本领域技术人员将会变得十分显 著,一旦这里提到的装置[没有内置式电子控制]进入他们的手中,没 有任何涉及“记忆”问题的参考资料。这主要是因为一些实验室已经 爆炸。那么,它怎么可控?它怎么关闭?自动防故障系统有多安全?
“记忆”问题的答案是内置相对的记忆电子控制18、21、25、32, 如在这里提到的反应堆有手动超越控制33。电子18、21、25、32 超越控制是通过D2O反应堆间隙1能量相对彼此的以及相对气泡循 环的定相完成的,因此改变气泡形状从球形变成有点不完美的球形; 然后此处的反应堆就不能产生核聚变。手动超越控制33为每个晶体 换能器提供短路,以防止换能器能够产生反应间隙能量。Flynn在他 的1982年的美国4,333,796专利中说,他的反应堆非球形气泡不发 生核聚变。这个球形与非球形在2005年由美国普渡大学组证实,并 在2006年由Le Tourneau大学组验证。
完全是球形的气泡产生最大限度的核聚变反应。充分非球形的气 泡不产生核聚变。对核聚变反应的控制是控制气泡的精确形状,在 理论上,它可以变化相当快。在这个设计18、21、25、32里完成这 一点,是由电子控制强度、频率,以及超声波和超高频EM射频能 量彼此之间的相位角关系,以及位于晶体板11、12之间的D2O反应 间隙1中气泡坍缩的相位角。这会对气泡形状产生变形并且改变其 他因素。记忆控制电路18、21、25、32是相同的电路,用于使重力、 运动、定向和杂散磁场的影响失效。
这里所披露的核聚变反应堆记忆控制18、21、25、32和由此使 运动、定向、重力和杂散磁场的影响失效,通过改变、“去谐”晶 体2、3的共振频率导致其立即发生,而在同一时间改变强度、频率 和超高频EM脉冲的相位角,通过25用整体D2O反应间隙1能量参 数进行,记忆控制18、21、25、32的作用中,每个能量处于相对另 一个的相位角,并到达坍缩气泡。这两个主要反应间隙能量,超声 波和超高频EM,首先造成气泡,现在能改变气泡形状,保持反应堆 在严格控制下,从而适合任何负载。这是电子监控和电子控制通过 经由电缆23、24传输的信号起到部分作用18、21、25、32。为了通 过电缆28产生可控的电功率输出30、31,以适合任何及所有负荷的 条件、在任何物理的方向,核聚变反应过程必须通过内置在反应堆 设计中的合适的电子传感器21和控制18、21、25、32匹配负载。
在此处的设计中,射频能量的精确频率供应给晶体2、3,并且, 超高频EM脉冲25的精确频率通过电缆24供应给来自晶体板11、 12的、在D2O反应间隙1中的气泡,两者都被以频率、相位和振幅 互相相关的方式自动调整18、21、25、32,所以气泡形状稳固得适 合反应堆负载、物理运动、重力、定向、杂散磁场和记忆失效。
无负载时,反应堆活性保持在闲置18、21、25、32,只供应保 持反应堆活动的必要能量。然后电子控制18、21、25、32处于闲置 等待,当有任何负载要求时,启动反应堆。当负载需求变化时,电 子控制18、21、25、32调整晶体2、3的射频能量输入\输出参数, 是通过经由晶体2、3的“电子去谐”通过校正的机械改变调节到另一 适当频率以及调节超高频EM脉冲相位角定位以配合晶体2、3的去 谐。这具有改变气泡形状和改变其他因素的效果。反应堆操作的这 方面,如果脱离此处的设计,不是明显的技术,因为这里的设计尚 未公开。一旦公开,此处设计中的所有方面对于本领域技术人员都 应该是明显的,而且这个设计应该通过实验室复制在科学界得到广 泛的接受。
“自动防故障”等同于电子地感测到错误操作条件,并自动在 晶体2的板10、11和晶体3的板12、13之间添加在25中产生且在 外部计算机32中控制的电短路,同时,断开25中的晶体射频发生 器和25中产生的超高频EM脉冲,否则二者都供应给气泡,两种技 术回避了将气泡核聚变反应和负载进行匹配所需的精细“调节”程 序。但是,如果有些东西出错了,这个自动防故障电子地、自动地 动作,并且如果需要的话,可以通过启动计算机32上的分路开关33 手动地动作。
失控核聚变反应可能非常迅速地发生,正如在文献中所述,所以 当任何实验或装置要运行的时候,重要的内置式的预防措施是必不 可少的。
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