DE102023001479A1 - fusion reactor - Google Patents

fusion reactor Download PDF

Info

Publication number
DE102023001479A1
DE102023001479A1 DE102023001479.6A DE102023001479A DE102023001479A1 DE 102023001479 A1 DE102023001479 A1 DE 102023001479A1 DE 102023001479 A DE102023001479 A DE 102023001479A DE 102023001479 A1 DE102023001479 A1 DE 102023001479A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fusion
fusion reactor
fluid
reactor according
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102023001479.6A
Other languages
German (de)
Inventor
gleich Anmelder Erfinder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102023001479.6A priority Critical patent/DE102023001479A1/en
Publication of DE102023001479A1 publication Critical patent/DE102023001479A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21BFUSION REACTORS
    • G21B3/00Low temperature nuclear fusion reactors, e.g. alleged cold fusion reactors
    • G21B3/006Fusion by impact, e.g. cluster/beam interaction, ion beam collisions, impact on a target

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

Die Erfindung ist ein Fusion-Reaktor. Der besteht aus einer Fusion-Kammer, die zwei kurze Rohre aufweist, die einander kreuzen. In den Rohren sind vier Elektroden eingebaut, die paarweise abwechselnd unter Spannung stehen. In den Rohren werden geringe Mengen aus fusionsfähigen Elementen (z.B. Deuterium und Tritium) in Form von Fluidstrahlen abgegeben. Genau zu dem Zeitpunkt, wenn die Rohre mit dem Fluid gefüllt sind, werden zwei UV-Laserstrahlen in sehr kurzen Impulsen abgegeben und abwechselnd mal ein, mal das andere Elektroden-Paar unter Spannung gesetzt. Weil die Rohr-Enden verspiegelt sind (ein Ende als Vollspiegel und das andere als Halbspiegel) reisen die UV-Laserstrahlen mehrmals hin und her in dem Rohr, wobei stets neue Ionen in dem Fluid generiert werden. Die Rohre sind hier fast wie ein optischer Resonator einer Laserquelle gestaltet. Durch die abwechselnde Spannung an die Elektroden-Paare werden die Ionen stark beschleunigt und zu Kollision am Treffpunkt gebracht. Dort findet die Fusion statt. Eine Elektromagnetspule bündelt die Ionen im Treffpunkt enger zusammen und damit erhöht sich die Anzahl der Atome, die miteinander fusionieren.The invention is a fusion reactor. It consists of a fusion chamber with two short tubes that cross each other. Four electrodes are installed in the tubes, which are alternately energized in pairs. Small amounts of fusion-capable elements (e.g. deuterium and tritium) are emitted in the tubes in the form of fluid jets. At the exact moment when the tubes are filled with the fluid, two UV laser beams are emitted in very short pulses, alternately energizing one or the other pair of electrodes. Because the ends of the tubes are mirrored (one end as a full mirror and the other as a half mirror), the UV laser beams travel back and forth in the tube several times, constantly generating new ions in the fluid. The tubes are designed almost like an optical resonator of a laser source. The alternating voltage on the electrode pairs accelerates the ions greatly and causes them to collide at the meeting point. This is where the fusion takes place. An electromagnetic coil bundles the ions closer together at the meeting point, thereby increasing the number of atoms that fuse together.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fusion-Reaktor zu Erzeugung von Energie durch kontrollierte Fusion.The invention relates to a fusion reactor for generating energy through controlled fusion.

Die Energie ist heutzutage das grösste Problem für die Menschheit. Die Energie wird in großen Mengen von Kohle in Kohlekraftwerken und von Radioaktiven-Brennelementen in Atomkraftwerken gewonnen. Auch Erdöl mit seinen Produkten (Diesel, Benzin, Kerosin, etc.) ist ein sehr wichtiger Energie-Geber insbesondere in mobilen Bereich (Verkehrs-Mittel).Energy is the biggest problem facing humanity today. Energy is produced in large quantities from coal in coal-fired power plants and from radioactive fuel elements in nuclear power plants. Crude oil and its products (diesel, petrol, kerosene, etc.) are also a very important source of energy, particularly in the mobile sector (transportation).

Die Kohle- und Ölvorräte werden immer knapper. Die Energiegewinnung aus Kohle und Erdöl ist mit vielen Nachteilen verbunden. Dadurch werden giftige Gase und CO2 in die Atmosphäre freigegeben. Die EnergieGewinnung aus Radioaktiven-Brennelementen ist mit einer Reihe von gefährlichen Nebeneffekten verbunden. Die Atom-Reaktoren sind nicht hundertprozentig sicher. Die verheerende Wirkung einer Reaktor-Panne zeigt die Katastrophe von Tschernobyl. Auch das Entsorgen des Radioaktiven-Mülls ist sehr problematisch.Coal and oil reserves are becoming increasingly scarce. Generating energy from coal and oil has many disadvantages. This releases poisonous gases and CO2 into the atmosphere. Generating energy from radioactive fuel elements has a number of dangerous side effects. Nuclear reactors are not 100% safe. The Chernobyl disaster shows the devastating effect of a reactor breakdown. Disposing of radioactive waste is also very problematic.

Es gibt heutzutage sehr oft Versuche, Energie billig, sauber und so viel wie möglich zu erzeugen. Fusion ist eine Lösung dafür. Leider ist bisher noch nicht gelungen eine kontrollierte Fusion zu erzeugen, die auch wirtschaftlich rentieren würde. In zahlreichen Versuchsreaktoren wird mit sehr hohen Aufwand und hohe Energie-Investitionen eine FusionsReaktion gestartet und die fusionsfähigen Elemente gezündet, was leider nur wenige Sekunden dauert. Bisher ist leider so, dass die investierte Energie nicht mehr zurückgewonnen werden kann. Von einem wirtschaftlichen Nutzen kann hier nicht die Rede sein.Nowadays there are many attempts to generate energy cheaply, cleanly and in as much quantity as possible. Fusion is one solution. Unfortunately, it has not yet been possible to generate controlled fusion that would also be economically viable. In numerous experimental reactors, a fusion reaction is started with great effort and high energy investments and the fusion-capable elements are ignited, which unfortunately only takes a few seconds. Unfortunately, the energy invested cannot be recovered. There is no economic benefit here.

Kernfusion ist ein energieliefernder Prozess, der seit Milliarden Jahren in der Sonne und in Sternen abläuft. Der Fusionsprozess findet bei außerordentlich hohen Temperaturen statt, bei denen sich die Materie im vierten Aggregatzustand, dem sog. Plasma befindet. Ein Plasma besteht aus Atomkernen (Ionen) und Elektronen, die nicht mehr an einander gebunden sind.Nuclear fusion is an energy-producing process that has been taking place in the sun and stars for billions of years. The fusion process takes place at extremely high temperatures, at which matter is in its fourth state of matter, the so-called plasma. A plasma consists of atomic nuclei (ions) and electrons that are no longer bound to each other.

Im Innern der Sonne laufen Fusionsreaktionen bei ca. 15 Millionen Grad ab. Unter den Randbedingungen auf der Erde wird das Plasma bei Temperaturen von über 100 Millionen Grad und bei extrem niedriger Dichte (ca. 250.000-Fach dünner als die Erdatmosphäre) durch starke Magnetfelder eingeschlossen. Das was auf der Erde die Magnetfelder zu erreichen versuchen, ist auf den Sternen nicht notwendig. Dort wird das Plasma durch die unvorstellbare grosse Sternen-Masse bzw. auf diese Masse wirkende Gravitationskräften, sehr stark zusammengedrückt. Das stark aufgeheizte Plasma, das die Fusion verursacht, befindet sich hauptsächlich in der nähe des Kerns des Sterns. Die Fusion findet nicht wie bisher angenommen im Kern des Sterns statt, sondern in einer Ummantelung, die zwischen dem Kern und der Oberfläche sich befindet. Im Kern des Sterns ist der Druck so hoch, dass die Materie sehr stark verdichtet ist, wobei auch die atomare Struktur-Integrität nicht mehr gewährleistet ist. Die Neutronen, die die Fusion in Gang halten sollen, werden viel zu schnell gebremst und zu schweren atomaren Strukturen vorzeitig gebunden. Anders sieht die Situation in einer Sternen-Mantel-Schicht, die von dem Kern mehr oder weniger entfernt ist. Die Entfernung von dem Sternenkern wird durch die Größe und Masse des Sterns bestimmt. Auf jeden Fall ist der Fusions-Mantel eines Sterns sehr heiß und relativ dünn, was auch eine sehr lange „Verbrennung“ gewährleistet.Fusion reactions take place inside the sun at around 15 million degrees. Under the boundary conditions on Earth, the plasma is enclosed by strong magnetic fields at temperatures of over 100 million degrees and at extremely low density (around 250,000 times thinner than the Earth's atmosphere). What the magnetic fields try to achieve on Earth is not necessary on stars. There, the plasma is compressed very strongly by the unimaginably large mass of the star or the gravitational forces acting on this mass. The highly heated plasma that causes the fusion is mainly located near the core of the star. The fusion does not take place in the core of the star as previously assumed, but in a shell that is located between the core and the surface. In the core of the star, the pressure is so high that the matter is very strongly compressed, and the atomic structural integrity is no longer guaranteed. The neutrons that are supposed to keep the fusion going are slowed down far too quickly and prematurely bound into heavy atomic structures. The situation is different in a star's mantle layer that is more or less distant from the core. The distance from the star's core is determined by the size and mass of the star. In any case, the fusion mantle of a star is very hot and relatively thin, which also ensures a very long "burning".

Auf der Erde und von Menschen gemachten Maschinen sieht die Situation anders aus. Hier wird versucht, die leichten Kerne (vorzugsweise Wasserstoff-Isotopen) durch starkes Aufheizen und Magnetfeld-Einschluss zum Schmelzen zu bringen. Es ist eine Reihe von Fusionsreaktionen zwischen leichten Kernen denkbar. In der ersten Generation zukünftiger Fusionsleistungsreaktoren wird die Deuterium-Tritium Reaktion zur Anwendung kommen, die eine vergleichsweise hohe Fusionsleistungsdichte bietet: Der Kern des schweren Wasserstoffs Deuterium (ein Proton, ein Neutron) fusioniert mit dem Kern des überschweren Wasserstoffs Tritium (ein Proton, zwei Neutronen) zum Helium-4-Kern, dem sog. -Teilchen (zwei Protonen, zwei Neutronen) unter Aussendung eines Neutrons. Dabei wird ca. viermal soviel Energie pro Nukleon frei wie bei der Spaltung eines Urankerns. 80% dieser Energie ist an das Neutron gebunden, das als neutrales Teilchen den magnetischen Käfig ungehindert verlassen kann. Durch Abbremsung der Neutronen im Strukturmaterial und in der Ummantelung der Plasmakammer, dem sog. Blanket entsteht Wärme, die über einen konventionellen Dampfkreislauf in Elektrizität umgewandelt wird. Das Teilchen überträgt kinetische Energie durch Wechselwirkung mit Plasmateilchen und trägt somit zur Aufheizung des Plasmas bei. Bei bestimmten physikalischen Bedingungen reicht diese -Heizung alleine aus, um das Plasma auf Betriebstemperatur zu halten. Diesen Betriebszustand nennt man „Zündung“.The situation is different on Earth and in man-made machines. Here attempts are made to melt the light nuclei (preferably hydrogen isotopes) by heating them up strongly and confining them in a magnetic field. A number of fusion reactions between light nuclei are conceivable. In the first generation of future fusion power reactors, the deuterium-tritium reaction will be used, which offers a comparatively high fusion power density: the nucleus of the heavy hydrogen deuterium (one proton, one neutron) fuses with the nucleus of the super-heavy hydrogen tritium (one proton, two neutrons) to form the helium-4 nucleus, the so-called particle (two protons, two neutrons) and emits a neutron. This releases around four times as much energy per nucleon as when a uranium nucleus splits. 80% of this energy is bound to the neutron, which, as a neutral particle, can leave the magnetic cage unhindered. By slowing down the neutrons in the structural material and in the casing of the plasma chamber, the so-called blanket, heat is generated, which is converted into electricity via a conventional steam cycle. The particle transfers kinetic energy through interaction with plasma particles and thus contributes to heating the plasma. Under certain physical conditions, this heating alone is sufficient to keep the plasma at operating temperature. This operating state is called "ignition".

Die heute weltweit grösste Anlage nach dem Tokamak-Prinzip ist der Joint Eruopean Torus (JET) in Culham / Großbritannien. Generelles Ziel ist die experimentelle Bestätigung der Theorie der Kernfusion und der Realisierbarkeit der Energiegewinnung aus der Fusionsreaktion. JET ist seit 1983 in Betrieb und heute in der Lage, für kurze Zeit eine Leistung von 17 MW zu erzeugen, das entspricht ca. 70 % der für die Aufheizung des Plasmas aufgebrachten Leistung.The world's largest facility based on the tokamak principle is the Joint European Torus (JET) in Culham, Great Britain. The general aim is to experimentally confirm the theory of nuclear fusion and the feasibility of generating energy from the fusion reaction. JET has been in operation since 1983 and is now capable of producing a power of of 17 MW, which corresponds to about 70 % of the power required to heat the plasma.

Parallel zum Tokamak, der Energie in langen Pulsen freisetzt, wird die „Stellarator“-Linie weiterentwickelt, die einen kontinuierlichen Plasmabetrieb ermöglicht. Unter Leitung des Max-Plank-Instituts für Plasmaphysik wird in Greifswald derzeit die Stellaratoranlage Wendelstein 7X errichtet.In parallel to the tokamak, which releases energy in long pulses, the "stellarator" line is being further developed, which enables continuous plasma operation. The Wendelstein 7X stellarator facility is currently being built in Greifswald under the direction of the Max Planck Institute for Plasma Physics.

Der Kernfusion liegt eine Reaktion zwischen zwei Wasserstoffisotopen, z.B. Deuterium und Tritium, zu Grunde: 2H + 3H + 4He2 + n. Bei dieser Reaktion wird, nach dem Gesetz für den Massendefekt von Albert Einstein, Energie frei. Um die Verschmelzung der Wasserstoffkerne zu Heliumkernen zu starten, soll das Wasserstoffgas auf eine Temperatur von über 100 Millionen Grad Celsius erhitzt werden (200 Mio. Grad wurden schon erreicht). Zum Vergleich: Die Sonne hat auf ihrer Oberfläche eine Temperatur von 5500 C und in ihrem Innern 15.000.000 C. Es entsteht dabei ein so genanntes Plasma, ein Gemisch aus freien Wasserstoff-Ionen und freien Elektronen.Nuclear fusion is based on a reaction between two hydrogen isotopes, e.g. deuterium and tritium: 2H + 3H + 4He2 + n. According to Albert Einstein's law of mass defect, energy is released in this reaction. In order to start the fusion of hydrogen nuclei into helium nuclei, the hydrogen gas must be heated to a temperature of over 100 million degrees Celsius (200 million degrees has already been reached). For comparison: the sun has a temperature of 5500 C on its surface and 15,000,000 C in its interior. This creates a so-called plasma, a mixture of free hydrogen ions and free electrons.

In den Reaktoren wird mit Plasmen gearbeitet, die aus nur 1g Wasserstoff-Ionen besteht. Die thermische Energie des heißen Wasserstoffplasmas reicht aus, um 100 kg Stahl zu verdampfen. Um mit diesen hohen Temperaturen arbeiten zu können werden die Plasmen und ihre thermische Abstrahlung mit Magnetfeldern, deren Stärke das 100.000-fache des Erdmagnetfeldes übersteigen, im Vakuum eingefangen. Bei den meisten Techniken treten energiereiche Neutronen auf. Da sie sich nicht durch Magneten auf eine definierte Bahn zwingen lassen, treffen sie auf das das Plasma umgebende Material und sind für dessen Verstrahlung verantwortlich. Sie werden aber dazu benutzt, um aus Lithium das meist benötigte Tritium herzustellen.The reactors work with plasmas consisting of just 1g of hydrogen ions. The thermal energy of the hot hydrogen plasma is enough to vaporize 100kg of steel. In order to be able to work with these high temperatures, the plasmas and their thermal radiation are trapped in a vacuum using magnetic fields whose strength is 100,000 times stronger than the Earth's magnetic field. Most techniques involve high-energy neutrons. Since they cannot be forced into a defined path by magnets, they hit the material surrounding the plasma and are responsible for its radiation. However, they are used to produce the most commonly needed tritium from lithium.

Prinzipiell kann man zwischen vier Techniken der Kernfusion unterscheiden: Die Induzierte Trägheitsfusion, die Fusion mit magnetischem Einschluss, die kalte Kernfusion und die Fusion aus der Teilchenbeschleunigertechnik.In principle, one can distinguish between four techniques of nuclear fusion: induced inertial fusion, fusion with magnetic confinement, cold nuclear fusion and fusion from particle accelerator technology.

Die Versuchs-Methode mit magnetischem Einschluss wird ziemlich oft verwendet. Die Fusion mit magnetischem Einschluss findet in geschlossenen Vakuumkammern statt. Das Gas, bestehend aus Wasserstoff, Deuterium oder Tritium oder Kombinationen dieser Stoffe, wird in dieser Kammer auf 50 bis 400 Millionen Grad erhitzt und liegt dann als Plasma vor, d.h. das Gas ist vollständig ionisiert. Durch Magnetfelder wird das Plasma auf eine Bahn gezwungen, die verhindert, dass das Plasma die Wand berührt. Unter hohem Druck und Temperatur kommt es schließlich zum thermonuklearen Brennen.The experimental method using magnetic confinement is used quite often. Fusion using magnetic confinement takes place in closed vacuum chambers. The gas, consisting of hydrogen, deuterium or tritium or combinations of these substances, is heated in this chamber to 50 to 400 million degrees and then exists as plasma, i.e. the gas is completely ionized. Magnetic fields force the plasma onto a path that prevents the plasma from touching the wall. Under high pressure and temperature, thermonuclear burning finally occurs.

Allgemein ergeben sich beim magnetischen Einschluss folgende Probleme:

  • Durch die Schwierigkeiten beim Plasma-Einschluss und durch Verunreinigungen kommt es zu Energieverlusten. Durch Neutronenbeschuss wird das Reaktormaterial radioaktiv. Die extremen Bedingungen führen zu hohe Materialermüdung und damit zu hohen Kosten. Große gespeicherte Energiemengen in den Magnetfeldern und radioaktives Inventar stellen ein Gefahrenpotential dar. Der hohe Energiebedarf beim Betrieb durch die benötigte Heizung und Magnete (ca. 300 MW, was der Verbrauch einer mittleren Großstadt entspricht) rechtfertigt nicht mal Wiederholungen von solchen Versuchen.
In general, the following problems arise with magnetic confinement:
  • Energy losses occur due to difficulties in plasma confinement and contamination. Neutron bombardment makes the reactor material radioactive. The extreme conditions lead to high material fatigue and thus to high costs. Large amounts of energy stored in the magnetic fields and radioactive inventory represent a potential hazard. The high energy requirements during operation due to the required heating and magnets (approx. 300 MW, which corresponds to the consumption of a medium-sized city) do not even justify repeating such experiments.

Beim Magnetischen Einschluss gilt es noch, drei Reaktortypen zu unterscheiden:When it comes to magnetic confinement, it is important to distinguish between three types of reactors:

- Stelleratoren- Stellerators

Hier ist das Reaktorgefäß ähnlich wie beim Tokamak eine ringförmige Röhre, also ein Torus. Das Plasma fließt hier im Kreis, wobei es durch geeignete Magnetfelder in sich verwunden wird, um Abstrahlungsverluste zu minimieren. Diese zusätzlichen Magnetfelder verkomplizieren die Technik des Reaktors. Auch erreicht man derzeit nicht den gewünschten Einschlussgrad, was das Produkt aus Druck und Zeit entspricht. Der Stellerator ist aber für die Konstruktion eines energieliefernden Reaktors dadurch sehr interessant, da er sich zum kontinuierlichen Betrieb eignet.Here, the reactor vessel is a ring-shaped tube, i.e. a torus, similar to the tokamak. The plasma flows in a circle, being twisted by suitable magnetic fields to minimize radiation losses. These additional magnetic fields complicate the reactor technology. The desired degree of confinement, which corresponds to the product of pressure and time, is also not currently achieved. However, the stellerator is very interesting for the construction of an energy-supplying reactor because it is suitable for continuous operation.

- Tokamak-Reaktoren- Tokamak reactors

Tokamak ist eine Abkürzung für die Russische Bezeichnung von Toroidkammer im Magnetfeld. Beim Tokamak handelt es sich um einen Torus, in dem das Plasma im Kreis fliesst. Über äußere Spulen wird ähnlich wie bei einem Transformator ein Strom im Plasma induziert. Durch diesen Strom werden die Abstrahlungsverluste minimiert, so dass kein Magnetfeld für die Verwindung des Plasmas notwendig wird. Zusätzlich stellt der Strom im Plasma eine Heizmethode dar. Mit den Tokamaks ist man den Bedingungen für selbsterhaltendes thermonukleares Brennen bisher am nächsten gekommen, was vielleicht aber auch daran liegt, dass hier die intensivsten Forschungen getätigt werden. Als Hauptnachteil des Tokamak ist zu nennen, dass er sich nicht für einen kontinuierlichen Betrieb eignet, sondern regelmäßig wieder neu mit Plasma aufgeladen werden muss, was auch eine extreme Belastung der Anlage ausmacht.Tokamak is an abbreviation for the Russian term for toroid chamber in a magnetic field. The tokamak is a torus in which the plasma flows in a circle. A current is induced in the plasma via external coils, similar to a transformer. This current minimizes radiation losses, so that no magnetic field is needed to twist the plasma. The current in the plasma also represents a heating method. Tokamaks have come closest to the conditions for self-sustaining thermonuclear burning, but this may also be because the most intensive research is being carried out here. The main disadvantage of the tokamak is that it is not suitable for continuous operation, but must be regularly recharged with plasma, which also places an extreme load on the system.

- Spiegelmaschinen- mirror machines

Das Reaktorgefäß bildet eine gerade Röhre. An den Enden wird das Plasma durch entsprechende Magnetfelder in seiner Flussrichtung reflektiert. Bei der Reflexion an dem Ende kommt es zu erhöhten Energieverlusten.The reactor vessel forms a straight tube. At the ends, the plasma is reflected in its flow direction by corresponding magnetic fields. Reflection at the end results in increased energy losses.

Andere Möglichkeiten, um Kernfusion zu betreiben, ergeben sich auch durch weitere Methoden:Other possibilities for achieving nuclear fusion also arise through other methods:

- MIGMA-Konzept- MIGMA concept

Bei dem MIGMA-Verfahren werden aus einem Teilchenbeschleuniger Teilchen (z.B. Deuteronen und Trionen) wiederholt zur Kollision gebracht und verschmelzen. Es ist mit diesem Konzept auch eine Fusion zwischen Protonen und dem Bor-11 Isotops möglich. Es entstehen vier energiereiche Alphateilchen (4He2+). Das besondere an diesem Ansatz ist, dass kein radioaktives und toxisches Tritium benötigt wird und keine Neutronen entstehen, welche für die unerwünschte Radioaktivität verantwortlich sind. Hauptproblem bei dieser Technik sind laut KfK die Energieverluste der Teilchen durch die entstehende Synchrotronstrahlung. Leider wird diese von einigen Physikern für genial gehaltene Technik weltweit ignoriert. Es werden zur Weiterentwicklung trotz ansehnlicher Anfangserfolge in den 70 Jahren nicht genügend Fördermittel zur Verfügung gestellt. Grund hierfür könnte sein, dass bei dieser Reaktion keine energiereichen Neutronen entstehen, die zu dem sehr interessanten Nebenprodukt, dem spaltbaren Material, führen.In the MIGMA process, particles (e.g. deuterons and trions) from a particle accelerator are repeatedly brought into collision and merge. This concept also makes it possible to fuse protons with the boron-11 isotope. Four high-energy alpha particles (4He2+) are created. The special thing about this approach is that no radioactive and toxic tritium is required and no neutrons are created, which are responsible for the unwanted radioactivity. According to the KfK, the main problem with this technology is the energy loss of the particles due to the resulting synchrotron radiation. Unfortunately, this technology, which some physicists consider to be ingenious, is ignored worldwide. Despite considerable initial successes in the 70 years, not enough funding has been made available for further development. The reason for this could be that this reaction does not produce high-energy neutrons, which lead to the very interesting by-product, the fissile material.

- Induzierte Trägheitsfusion- Induced inertial fusion

Ein Gemisch aus Deuterium und Tritium wird von einer kleinen kugelförmigen Hülle umgeben. Diese 1mm großen Kügelchen (Pellets) werden im Vakuum mit einem Hochenergielaser oder einem Leicht- oder Schwerionenstrahl beschossen. Bei der so herbeigeführten Implosion wird das Wasserstoffgemisch auf ein fünfzigstel seines Volumens komprimiert. Die extreme Erhitzung lässt das fusionierende Plasma entstehen. Durch Simulationen ließ sich ermitteln, dass der thermonukleare Energieausstoß typischerweise das Hundertfache der Laserenergie beträgt. A mixture of deuterium and tritium is surrounded by a small spherical shell. These 1mm sized pellets are bombarded in a vacuum with a high-energy laser or a light or heavy ion beam. The resulting implosion compresses the hydrogen mixture to one fiftieth of its volume. The extreme heating creates the fusing plasma. Simulations have shown that the thermonuclear energy output is typically a hundred times the laser energy.

Hauptproblem ist die Konstruktion der benötigten kurzwelligen Hochenergielaser bzw. Beschleuniger. Des Weiteren entstehen auch hier hochenergetische Neutronen. Die Konstruktion eines energiegewinnenden Reaktors, der z.B. zehn Pellets pro Sekunde zünden würde, wäre denkbar.The main problem is the construction of the required short-wave high-energy lasers or accelerators. Furthermore, high-energy neutrons are also produced here. The construction of an energy-generating reactor that would ignite, for example, ten pellets per second would be conceivable.

- Kalte Kernfusion- Cold nuclear fusion

Die Reaktion wurde aus theoretischen Überlegungen schon in den vierziger Jahren von F. Frank und Andrej D. Sacharov vorhergesagt und 10 Jahre später durch einen Zufall von Luis W. Alvarez experimentell nachgewiesen. Bei der kalten Kernfusion oder auch Myon -katalysierten kalten Kernfusion kann man die hohen Temperaturen und riesigen Versuchsaufbauten umgehen. Die kalte Kernfusion läuft bei Temperaturen ab 13 bis über 1000 Kelvin in festen, flüssigen oder gasförmigen Medien ab. Die Reaktion kann in einer einfachen mit Tritium und Deuterium gefüllten Kammer durchgeführt werden. Hierzu lässt man negative Myonen in die Kammer eindringen. Die Myonen stellen durch besondere Stoßprozesse enge Bindungen zwischen den Wasserstoffmolekülen her. Die so myonisch gebundenen Kerne verschmelzen und es wird Energie in Form von Wärme frei. Die Myonen werden dabei wieder freigesetzt und können unter bestimmten Bedingungen weitere Fusionen katalysieren. Myonen kann man künstlich mit Hilfe von Teilchenbeschleunigern erzeugen. Damit ein Myon mehrere Kernfusionen katalysieren kann, sind hohe Energien für dessen Erzeugung notwendig. Leider wird mehr Energie benötigt, um die Reaktion ablaufen zu lassen, als später freigesetzt wird. Die kalte Fusion ist zurzeit nur für die Grundlagenforschung interessant. Es gibt bis heute keine reproduzierbare Versuchsanordnung mit positiver Energiebilanz. Forschungen über kalte Fusion werden heutzutage vielmehr mit Skepsis betrachtet. Die Skeptiker haben sich in der Vergangenheit auf die elektrolytische Methode, wie sie von Fleischmann und Pons ursprünglich benutzt wurde, gestürzt. Diese Methode hatte keinen Erfolg, weil die Eigenschaften des Palladiums, in dem der Effekt auftritt, nicht gleichförmig und einfach herzustellen sind. Nur sehr wenige Palladiumproben, welche nicht brechen, wenn sie mit hohen Konzentrationen von Deuterium beladen werden, wären geeignet. The reaction was predicted from theoretical considerations in the 1940s by F. Frank and Andrej D. Sakharov and experimentally demonstrated 10 years later by chance by Luis W. Alvarez. With cold nuclear fusion or muon-catalyzed cold nuclear fusion, the high temperatures and huge experimental setups can be avoided. Cold nuclear fusion takes place at temperatures from 13 to over 1000 Kelvin in solid, liquid or gaseous media. The reaction can be carried out in a simple chamber filled with tritium and deuterium. For this, negative muons are allowed to enter the chamber. The muons create close bonds between the hydrogen molecules through special collision processes. The muonically bound nuclei fuse and energy is released in the form of heat. The muons are released again and can, under certain conditions, catalyze further fusions. Muons can be created artificially with the help of particle accelerators. In order for a muon to catalyze several nuclear fusions, high energies are required to generate it. Unfortunately, more energy is needed to run the reaction than is later released. Cold fusion is currently only of interest for basic research. To date, there is no reproducible experimental setup with a positive energy balance. Research into cold fusion is nowadays viewed with skepticism. In the past, skeptics have turned to the electrolytic method originally used by Fleischmann and Pons. This method was unsuccessful because the properties of the palladium in which the effect occurs are not uniform and easy to produce. Only very few palladium samples that do not break when loaded with high concentrations of deuterium would be suitable.

Die Abwesenheit gewisser Verunreinigungen, wie etwa Kohlenstoff und Sauerstoff, sowie die Anwesenheit anderer Verunreinigungen, wie etwa Silber und Bor, stellten sich als wichtig für den Erfolg dieser Experimente heraus. Am wichtigsten ist der Zustand der Palladiumoberfläche, an der die Kernreaktionen tatsächlich ablaufen sollen. All diese Informationen wurden erst langsam gesammelt, sie wurden jedoch leider oft nicht von denen genutzt, die die Versuche zu wiederholen versuchten. So hat zum Beispiel das NHE-Laboratorium in Japan viele dieser wichtigen Variablen nicht berücksichtigt. Infolgedessen stellte sich später heraus, dass ein Großteil des untersuchten Palladiums gar nicht die notwendige hohe Deuteriumkonzentration aufnehmen konnte. Zu allem Übel versäumten viele Forscher, die diese Versuche nachmachten, die notwendigen Voraussetzungen genau zu erfüllen, und zogen es stattdessen vor, ihren eigenen Weg zu gehen. Auch wenn die Arbeiten jedoch korrekt gemacht wurden, wie etwa in Frankreich, wo die Vorgaben von Fleischmann und Pons genau beachtet wurden, führten die Versuche nicht zu dem gewünschten Erfolg. Viele Wissenschaftler, die die Fleischmann-Pons-Methode befürworten, begründen die Fehlschläge beim Versuch, die ursprünglichen Versuche von Fleischmann-Pons zu wiederholen, angeblich durch die schlechte Qualität des verwendeten Palladiums verursacht wurden und daran, dass angeblich ungeeignete Prozeduren angewandt wurden.The absence of certain impurities, such as carbon and oxygen, and the presence of others, such as silver and boron, proved to be important for the success of these experiments. Most important is the condition of the palladium surface, where the nuclear reactions are actually supposed to take place. All this information was only slowly collected, but unfortunately it was often not used by those who tried to repeat the experiments. For example, the NHE laboratory in Japan did not take many of these important variables into account. As a result, it later turned out that much of the palladium examined could not even accommodate the necessary high concentration of deuterium. To make matters worse, many researchers who replicated these experiments failed to meet the necessary conditions precisely and preferred to instead, they decided to go their own way. However, even when the work was done correctly, as in France, where the instructions of Fleischmann and Pons were strictly followed, the experiments did not lead to the desired success. Many scientists who support the Fleischmann-Pons method attribute the failures in attempts to repeat the original Fleischmann-Pons experiments to the poor quality of the palladium used and to the fact that inappropriate procedures were used.

Wenn das Vorhandensein von Kernreaktionen behauptet wird, dann fühlen sich Physiker sofort aufgerufen, geeignete Methoden zur Deutung dieser Reaktionen vorzuschlagen. Leider ist jedoch für dieses einflussreiche Gebiet der Physik auch eine sehr beschränkte Sichtweise der Natur charakteristisch. Wenn Physiker Kernprozesse untersuchen, dann sind diese normalerweise unabhängig von den sie umgebenden Materialien. Zum Beispiel die Kernspaltung: sie läuft ganz unabhängig davon ab, worin das zu spaltende Uran oder Plutonium sich befindet. Die thermonukleare Fusion läuft in heißen Plasmen ab, einem gasförmigen, sehr heißen Zustand der Materie. Mit verschiedenen Strahlungsdetektoren lässt sich diese Reaktion leicht nachweisen. Allerdings ist dieser Nachweis oft nicht ausreichend.When the existence of nuclear reactions is claimed, physicists immediately feel called upon to propose suitable methods for interpreting these reactions. Unfortunately, however, this influential field of physics is also characterized by a very limited view of nature. When physicists study nuclear processes, they are usually independent of the materials surrounding them. For example, nuclear fission: it takes place completely independently of the uranium or plutonium to be split is in. Thermonuclear fusion takes place in hot plasmas, a gaseous, very hot state of matter. This reaction can be easily detected using various radiation detectors. However, this detection is often not sufficient.

Hunderte andere Beispiele für die Erzeugung von Überschussenergie wurden veröffentlicht. Dutzende von anomalen nuklearen Produkten wurden entdeckt. Eine Reihe unabhängiger Messungen von Wärme- und Heliumerzeugung beweisen ein klares und quantitatives Verhältnis dieser beiden Produkte. Verhältnisse zwischen bestimmten Eigenschaften des Palladiums und der Wärmeerzeugung wurden demonstriert.Hundreds of other examples of excess energy production have been published. Dozens of anomalous nuclear products have been discovered. A number of independent measurements of heat and helium production demonstrate a clear and quantitative relationship between these two products. Relationships between certain properties of palladium and heat production have been demonstrated.

Trotz all dieser Unterstützung dominiert der Skeptizismus auf diesem Gebiet. Dennoch es gibt zahlreiche Wissenschaftler und kommerzielle Einrichtungen, die auch mit dem Thema sich beschäftigen.Despite all this support, skepticism dominates in this field. Nevertheless, there are numerous scientists and commercial institutions that are also working on the topic.

Einer der größten Experimental-Reaktoren (ITER) entsteht zurzeit in Frankreich. Der ITER-Reaktor beruht auf dem Tokamak-Prinzip und ist seit 2007 beim südfranzösischen Kernforschungszentrum Cadarache im Bau. Forschungsschwerpunkte sind verschiedene Methoden und Konstruktionen zur Plasmaheizung, Kontrolle und die Erprobung verschiedener Blanket-Konstruktionen zum Erzeugen von Tritium. Es soll ein Brennen des Plasmas bis zu einer Stunde erreicht werden, und die freigesetzte Fusionsleistung soll dabei die von außen zugefügte Energie in Form von Heizleistung um das Mehrfache übersteigen. ITER wird im Vergleich zu seinem Vorgänger JET deutlich größer und mit supraleitenden Magnetspulen ausgestattet. Für den Bau von ITER werden voraussichtlich ca. 23 Milliarden EUR investiert und die Fertigstellung des Projekts im Jahr 2045 erwartet. ITER funktioniert nach dem Tokamak-Prinzip. Die Magnetfeld-Spulen, die das donutförmige Vakuumgefäß umschlingen, erzeugen darin ein starkes Magnetfeld (Toroidalfeld) in Umfangsrichtung. In das Gefäß sollen ca. 1 Gramm Deuterium-Tritium-Gas eingelassen, durch eine oder mehrere verschiedene Heiztechniken auf über 100 Millionen °C erhitzt und so in den Plasma-Zustand gebracht. Ein elektrischer Ringstrom erzeugt zusammen mit den Spulen das schraubenförmig verdrillte Magnetfeld, das das Plasma zusammenhält. Die Elektronen und Ionen bewegen sich unter der Lorentzkraft auf engen Schraubenbahnen um die Feldlinien. Stöße untereinander erlauben allerdings eine Drift quer zum Feld. Teilchenbahnen an der Oberfläche des Plasmas enden jenseits einer Feldeinschnürung auf Divertorplatten in der Nähe von Pumpenöffnungen. Durch die Magnetfelder wird eine Berührung des Plasmas mit den Reaktorwänden weitgehend verhindert. Die Divertoroberflächen aus Wolfram sind die am stärksten wärmebelasteten Teile des Reaktors. Die bei der Fusionsreaktion freigesetzten schnellen Neutronen tragen etwa 80 % der Fusionsleistung aus dem Plasma fort. Die restlichen 20 % der Fusionsleistung tragen die entstandenen Helium-4-Atomkerne auf, die diese Energie an das Plasma abgegeben und das trägt zu dessen Heizung bei. Dennoch wird eine Zusatz-Heizleistung von etwa 50 Megawatt benötigt, um das das Plasma weiter brennen zu lassen.One of the largest experimental reactors (ITER) is currently being built in France. The ITER reactor is based on the tokamak principle and has been under construction at the Cadarache nuclear research center in southern France since 2007. The research focuses on various methods and designs for plasma heating, control and testing of various blanket designs for generating tritium. The plasma is to burn for up to an hour, and the fusion power released is to exceed the energy added from outside in the form of heating power by several times. ITER will be significantly larger than its predecessor JET and will be equipped with superconducting magnetic coils. Around EUR 23 billion is expected to be invested in the construction of ITER and the project is expected to be completed in 2045. ITER works according to the tokamak principle. The magnetic field coils that wrap around the donut-shaped vacuum vessel generate a strong magnetic field (toroidal field) in the circumferential direction. Around 1 gram of deuterium-tritium gas is to be introduced into the vessel, heated to over 100 million °C using one or more different heating techniques and thus brought into the plasma state. An electric ring current, together with the coils, generates the helically twisted magnetic field that holds the plasma together. The electrons and ions move under the Lorentz force on tight helical paths around the field lines. However, collisions with one another allow drift across the field. Particle paths on the surface of the plasma end beyond a field constriction on divertor plates near pump openings. The magnetic fields largely prevent the plasma from coming into contact with the reactor walls. The tungsten divertor surfaces are the parts of the reactor that are most exposed to heat. The fast neutrons released during the fusion reaction carry around 80% of the fusion power from the plasma. The remaining 20% of the fusion power is provided by the resulting helium-4 atomic nuclei, which release this energy into the plasma and help to heat it. However, an additional heating power of around 50 megawatts is required to keep the plasma burning.

Es gibt zahlreiche Patentanmeldungen, die Fusionsreaktoren beschreiben.There are numerous patent applications describing fusion reactors.

Die Anmeldung WO 1996036969 A1 (Toward a shock-wave fusion reactor) beschreibt einen Stoßwellen-Fusionsreaktor. Hier wird eine Vorrichtung zur Erzeugung von Kernenergie dargestellt, umfassend ein festes oder flüssiges Medium, in dem sich eine konvergierende Stoßwelle zu einem Brennpunkt ausbreitet, Stoßwellenerzeugungsmittel zum Abgeben einer konvergierenden Stoßwelle in das Medium, so dass die Stoßwelle zu dem konvergiert Fokus, und Fusionsbrennstoff, der entweder innerhalb des konvergierenden Mediums verteilt oder auf einen fokalen Hohlraum in dem Medium beschränkt ist. Das konvergierende Medium ist so beschaffen, dass es in der Lage ist, das Volumen einer Stoßwelle vollständig durch Konvergenz der Stoßwelle zu einem Brennpunkt zu reduzieren, so dass die Energie pro Teilchen in der konvergierten Stoßwelle den Schwellenwert zum Bewirken einer Fusion in dem Brennstoff übersteigt.The registration WO 1996036969 A1 (Toward a shock-wave fusion reactor) describes a shock-wave fusion reactor. There is shown an apparatus for generating nuclear energy comprising a solid or liquid medium in which a converging shock wave propagates to a focal point, shock wave generating means for emitting a converging shock wave into the medium so that the shock wave converges to the focus, and fusion fuel either distributed within the converging medium or confined to a focal cavity in the medium. The converging medium is such that it is capable of completely reducing the volume of a shock wave by converging the shock wave to a focal point so that the energy per particle in the converged shock wave exceeds the threshold for causing fusion in the fuel.

Die Anmeldung US 10403405 B2 (Inductive plasma source and plasma containment) beschreibt eine Induktive Plasmaquelle und Plasmabehälter. Ein Plasmaeinschlusssystem umfasst hier eine Kammer, einen Magnetfeldgenerator und eine ringförmige Plasmaschicht, die einen umlaufenden Ionenstrahl umfasst. Die Kammer enthält axiale isolierende Unterbrechungen in der Kammerwand, die fast über die gesamte Länge der Kammer verlaufen. Eine induktive Plasmaquelle ist innerhalb der Kammer montierbar und umfasst eine Stoßspulenanordnung und eine Laval-Düse, um Gas in die induktive Plasmaquelle einzuführen. Ein HF-Antrieb umfasst ein quadrupolares Zyklotron, das innerhalb der Kammer angeordnet ist und vier azimutal symmetrische Elektroden mit Lücken dazwischen aufweist.The registration US 10403405 B2 (Inductive plasma source and plasma containment) describes an inductive plasma source and plasma container. A plasma confinement system here comprises a chamber, a magnetic field generator and an annular plasma layer containing a circulating ion beam. The chamber contains axial insulating breaks in the chamber wall that run almost the entire length of the chamber. An inductive plasma source is mountable within the chamber and includes a shock coil assembly and a Laval nozzle to introduce gas into the inductive plasma source. An RF drive comprises a quadrupolar cyclotron located within the chamber and having four azimuthally symmetric electrodes with gaps between them.

US11049620B2 beschreibt ein Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung, Erwärmung und/oder Komprimierung von Plasmoiden und/oder Rückgewinnung von Energie daraus. Hier werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erhitzen und/oder Komprimieren von Plasmen auf thermonukleare Temperaturen und Dichten bereitgestellt. In einem Aspekt wird mindestens eines von mindestens zwei durch einen Abstand getrennten Plasmoiden zum anderen hin beschleunigt. Die Plasmoide interagieren, beispielsweise um ein resultierendes Plasmoid zu bilden, um eine kinetische Energie in eine thermische Energie umzuwandeln. Das resultierende Plasmoid wird unter Verwendung eines Magnetfelds in einem Zustand hoher Energiedichte eingeschlossen. Ein oder mehrere Plasmoide können komprimiert werden. Energie kann zurückgewonnen werden, beispielsweise über eine Decke und/oder direkt über eine oder mehrere Spulen, die ein Magnetfeld erzeugen, und/oder Schaltkreise, die die Spulen steuern. US11049620B2 describes a method and apparatus for generating, heating and/or compressing plasmoids and/or recovering energy therefrom. Provided herein are a method and apparatus for heating and/or compressing plasmas to thermonuclear temperatures and densities. In one aspect, at least one of at least two plasmoids separated by a distance is accelerated toward the other. The plasmoids interact, e.g., to form a resulting plasmoid to convert kinetic energy to thermal energy. The resulting plasmoid is confined in a high energy density state using a magnetic field. One or more plasmoids may be compressed. Energy may be recovered, e.g., via a blanket and/or directly via one or more coils generating a magnetic field and/or circuits controlling the coils.

US20200075178A1 beschreibt einen rotierenden Fusionsreaktor mit hoher Dichte für die aneutronische und neutronische Fusion. Ein Fusionsgerät erzeugt hier die Fusion von neutralen Atomen und Ionen in einer „aneutronischen Fusion“ ohne Neutronen, da die Produkte eine starke Ionen-Neutral-Kopplung bei hohen Neutraldichten nutzen. Ionen und Neutrale rotieren aufgrund häufiger Kollisionen gemeinsam in einer zylindrischen Kammer. Hohe Magnetkräfte ermöglichen das Erreichen hoher Rotationsenergien; Das Magnetfeld in einem Medium kann wegen des Fehlens magnetischer Ladungen auf sehr hohe Werte eingestellt werden. Die wiederholte Beschleunigung durch starke magnetische Kräfte in azimutaler Richtung ermöglicht sehr hohe Ionengeschwindigkeiten. Fusion findet hauptsächlich zwischen neutralen Teilchen statt. Dieser Ansatz lässt sich auch auf die Fusion mit Neutronen anwenden. Herkömmliche Fusionsschemata und Neutronenquellen können unter Verwendung der oben beschriebenen Prinzipien bei der Erzeugung von Neutralteilchen hoher Energien und Dichten realisiert werden. US20200075178A1 describes a high-density rotating fusion reactor for aneutronic and neutronic fusion. A fusion device here produces the fusion of neutral atoms and ions in an "aneutronic fusion" without neutrons, since the products utilize strong ion-neutral coupling at high neutral densities. Ions and neutrals rotate together in a cylindrical chamber due to frequent collisions. High magnetic forces allow high rotational energies to be achieved; the magnetic field in a medium can be set to very high values due to the absence of magnetic charges. Repeated acceleration by strong magnetic forces in the azimuthal direction enables very high ion velocities. Fusion occurs mainly between neutral particles. This approach can also be applied to fusion with neutrons. Conventional fusion schemes and neutron sources can be realized using the principles described above in the production of neutral particles of high energies and densities.

DE 112018004647 A5 zeigt ebenso eine Möglichkeit von Freisetzung der nuklearen Energie durch Fusion. Bei einem Verfahren zur Elimination von Neutronen von Fissions-, Fusions- oder aneutronischen Kernreaktionen in einem Reaktor, insbesondere in einem lasergetriebenen Kernfusions-Reaktor, der mit Wasserstoff und dem Bor-Isotop arbeitet, werden mindestens teilweise moderierte Neutronen zu Kernreaktionen mit Zinn gebracht. Die Neutronen wandeln durch die Kernreaktionen mit Zinn die Zinnkerne durch Neutroneneinfang in stabile Kerne mit höherem Atomgewicht um. Es wird auch ein Reaktor, der für eine Energieumwandlung mittels Fissions-, Fusions- oder aneutronischen Kernreaktionen und zur Generation von Elektroenergie konfiguriert ist, beschrieben, wobei der Reaktor eine Neutronen-Eliminationseinrichtung enthält, die Zinnenthält und so angeordnet ist, dass moderierte Neutronen mindestens teilweise zu Kernreaktionen mit dem Zinn gebracht werden. DE 112018004647 A5 also shows a possibility of releasing nuclear energy through fusion. In a method for eliminating neutrons from fission, fusion or aneutronic nuclear reactions in a reactor, in particular in a laser-driven nuclear fusion reactor that works with hydrogen and the boron isotope, at least partially moderated neutrons are brought to nuclear reactions with tin. Through the nuclear reactions with tin, the neutrons convert the tin nuclei into stable nuclei with a higher atomic weight by neutron capture. A reactor is also described that is configured for energy conversion by means of fission, fusion or aneutronic nuclear reactions and for generating electrical energy, wherein the reactor contains a neutron elimination device that contains tin and is arranged such that moderated neutrons are at least partially brought to nuclear reactions with the tin.

Der in den Patentansprüchen 1 bis 69 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde ein Reaktor zu schaffen, der in der Lage ist saubere und billige Energie aus nahezu unbegrenzten Vorräten zu erzeugen.The invention specified in patent claims 1 to 69 is based on the problem of creating a reactor that is capable of generating clean and cheap energy from almost unlimited supplies.

Dieses Problem wird mit den in den Patentansprüchen 1 bis 69 aufgeführten Merkmalen gelöst.This problem is solved with the features listed in patent claims 1 to 69.

Vorteile dieses Reaktors sind sehr vielfältig:

  • - er trägt bei, eine Lösung für die Energie-Probleme zu bieten, da er nahezu in unbegrenzten Mengen Energie geben kann,
  • - er soll die Umwelt-Verschmutzungs-Probleme lösen,
  • - er gibt sehr billige Energie, die Wirtschaftswachstum ankurbeln kann,
  • - er ist sehr sicher,
  • - er kann relativ klein gebaut werden, was auch für mobile Zwecke (z.B. Schiffsantriebs-Energie-Quelle) geeignet werden kann.
The advantages of this reactor are very diverse:
  • - it helps to provide a solution to the energy problems, as it can provide energy in almost unlimited quantities,
  • - it should solve the environmental pollution problems,
  • - it provides very cheap energy that can stimulate economic growth,
  • - he is very safe,
  • - it can be built relatively small, which can also be suitable for mobile purposes (e.g. ship propulsion energy source).

Als Nebenprodukt wird, je nachdem was für die Fusion verwendet wurde, unter anderen, Helium oder Tritium im Reaktor erzeugt, das später ebenfalls gut zu gebrauchen ist.As a byproduct, depending on what was used for the fusion, helium or tritium, among others, is produced in the reactor, which can also be put to good use later.

Ausführungsbeispiele der Erfindungen werden anhand der 1 bis - erläutert. Es zeigen:

  • Der Reaktor 1 hier ist ein linearer Kreuz-Beschleuniger, der gleichzeitig zwei Ionenstrahlen / Plasmastrahlen 2 generiert, die miteinander an einer Kreuz-Stelle (Treffpunkt, Kreuzung) 3 gekreuzt werden und dabei die dort schnell bewegenden Ionen 4, mit einander kollidieren. Die Stelle, an der die beiden Ionenstrahlen (oder Plasmastrahlen) 2 einander kreuzen, ist so angelegt, dass die Ionen in den beiden Strahlen fast wie im direkten Gegenverkehr aufeinanderprallen. Der Aufprallwinkel ist dabei geringfügig kleiner als 180° (fast 180°), was wie eine Frontal-Kollision auswirkt.
Embodiments of the inventions are described with reference to 1 to - explained. They show:
  • The reactor 1 here is a linear cross accelerator that simultaneously generates two ion beams / plasma beams 2, which are crossed at a cross point (meeting point, intersection) 3 and the rapidly moving ions 4 collide with each other. The point at which the two ion beams (or plasma beams) 2 cross each other, is designed in such a way that the ions in the two beams collide almost as if they were driving head-on. The angle of impact is slightly less than 180° (almost 180°), which has the effect of a head-on collision.

Die Kern-Fusion kommt nicht nur in den Sternen und Sonne vor, sondern auch außerhalb in Kosmos und auf der Erde vor und das viel öfters als man denken würde. Nahezu jede frontale oder Winkel-Kollision zwischen schnellen Asteroiden oder Meteoriten führt im Kollisionspunkt im geringen Masse auch zu Kern-Fusion der Elemente, die auf der Oberfläche und geringfügig auch etwas tiefer im Aufprallpunkt sich befinden. Die frontale Kollisionen der Meteoriten oder kompakten Gesteinsbrocken im All, die mit dutzende km/s auf einander prallen, erzeugt dabei nicht nur ein sehr helles Blitzlicht, sondern auch UV-, und Gamma-Emission. Insbesondere die Gamma-Emission ist ein Indiz, dass dabei Kernfusion stattgefunden hat. Zudem mit feinen Detektoren kann man nach einer Kollision zweier Gesteinsbrocken im All auch die Erzeugung und Freisetzung von Heliumkernen detektieren. Die Meteoriten, die in unsere Atmosphäre mit 35km/s (oder schneller) eindringen, kollidieren unter anderen auch mit Wasser-Mikrotröpfen (bekannterweise aus Sauerstoff und Wasserstoff bestehend) und freien Wasserstoff-Atome der Atmosphäre. Durch die enorm hohe kinetische Energie werden dabei einige der Atome zu Kernfusion gebracht. Es werden Mikro-Explosionen aus Kernfusions-Prozesse generiert, die destruktive Wirkung auf dem eintreffenden Gesteinsbrocken haben. Diese zersplittern blitzartig die Oberfläche und zerstören immer schneller die Struktur der Meteoriten, was im Endeffekt zusätzlich durch das rasche Eindringen der Luftströmung und Erhitzung durch Reibung und Luftkomprimierung im inneren Struktur auch zu deren Explosion in der Atmosphäre führt (wenn sie nicht allzu groß sind). Die die groß und kompakt genug sind, um die Planeten-Oberfläche zu erreichen, bringen die Fusionsvorgänge bis zu Oberfläche mit und beim Kollision mit der Planeten-Kruste erneut und verstärkt Kernfusions-Prozesse aber je nach Materialbeschaffung des Gesteinsbrocken auch Kern-Fision im Gang setzen. Mit Kernenergie-Freisetzung bzw. Fusions-Energiefreisetzung kann man auch die Krater-Größe in fremde Planeten erklären, die sonst, wenn die Fusions-Energie fehlen würde, und wenn alleine die Auswirkung der kinetischen Energie im Spiel wäre, etwas kleiner gestaltet wären.Nuclear fusion does not only occur in the stars and the sun, but also outside in the cosmos and on Earth, and much more often than you would think. Almost every frontal or angular collision between fast asteroids or meteorites leads to a small amount of nuclear fusion of the elements on the surface and slightly deeper at the point of impact. The frontal collisions of meteorites or compact rocks in space that collide at dozens of km/s not only produce a very bright flash of light, but also UV and gamma emissions. Gamma emissions in particular are an indication that nuclear fusion has taken place. In addition, with fine detectors, the production and release of helium nuclei can be detected after a collision between two rocks in space. Meteorites that enter our atmosphere at 35 km/s (or faster) collide with, among other things, water microdroplets (known to consist of oxygen and hydrogen) and free hydrogen atoms in the atmosphere. The enormously high kinetic energy causes some of the atoms to undergo nuclear fusion. Micro-explosions are generated from nuclear fusion processes that have a destructive effect on the incoming rock. These shatter the surface in a flash and destroy the structure of the meteorites ever faster, which ultimately leads to their explosion in the atmosphere (if they are not too large) due to the rapid penetration of the air flow and heating through friction and air compression in the inner structure. Those that are large and compact enough to reach the planet's surface bring the fusion processes with them to the surface and, when they collide with the planet's crust, nuclear fusion processes are initiated again and intensified, but depending on the material of the rock, they also set nuclear fusion in motion. The release of nuclear energy or fusion energy can also explain the size of craters on alien planets, which would otherwise be somewhat smaller if fusion energy were missing and only the effect of kinetic energy were at play.

Es ist anderseits auch bekannt, dass die Blitz-Entladungen in einem Gas (auch in der Natur bzw. Atmosphäre), zu Ionen Bewegung führen. Die Ionen werden durch die Hochspannungselektroden 5 stark beschleunigt. Die Geschwindigkeit, die eine Blitzentladung erreichen kann ist zwar kleiner als die Lichtgeschwindigkeit, kann jedoch bis zu 70 % der Lichtgeschwindigkeit (C) erreichen. Wenn man bedenkt das in diesem Ionenkanal 6, Materie sehr schnell in Bewegung gesetzt wird, bzw. Ionen, kann man sich vorstellen das dort, sehr hohen Energiemengen bei einem Fusions-Vorgang freigesetzt werden können. Nahezu jedes Mal bei einer Natur-Blitzentladung, kommt es dabei geringfügig zu Kernfusion der leichten Elemente. Allerdings in einer Blitzentladung, wie der in der Natur vorkommt, werden nur sehr wenige Atome bzw. Ionen soweit und optimal miteinander kollidieren, dass das zu einer Fusion führt. Hinzu kommt, dass in der Atmosphäre die fusionsfähigen Elemente nur in sehr geringe Konzentration vorhanden sind. Oft sind die Kernfusions-Vorgänge dort mit unseren technischen Möglichkeiten nicht mal nachweisbar. Aber dennoch, eine Kernfusion findet auch dort statt. Wenn man gut mit Equipment aufgerüstet ist, genug Zeit bei Gewitter investiert und Messungen durchführt, kann man gelegentlich auch Gamma-Emission bei Blitzeinschlägen messen und nachweisen. Auch Helium-Kerne können dabei nachgewiesen werden. Das sind Indizien, dass Fusions-Vorgänge dort stattfinden.On the other hand, it is also known that lightning discharges in a gas (also in nature or the atmosphere) lead to ion movement. The ions are greatly accelerated by the high-voltage electrodes 5. The speed that a lightning discharge can reach is less than the speed of light, but can reach up to 70% of the speed of light (C). If you consider that matter or ions are set in motion very quickly in this ion channel 6, you can imagine that very high amounts of energy can be released there in a fusion process. Almost every time a natural lightning discharge occurs, there is a small amount of nuclear fusion of the light elements. However, in a lightning discharge, as it occurs in nature, only very few atoms or ions will collide with each other to the extent and in an optimal way that this leads to fusion. In addition, the elements capable of fusion are only present in very low concentrations in the atmosphere. Often the nuclear fusion processes there are not even detectable with our technical capabilities. But nevertheless, nuclear fusion also takes place there. If you are well equipped with equipment, invest enough time in thunderstorms and carry out measurements, you can occasionally measure and detect gamma emissions from lightning strikes. Helium nuclei can also be detected. These are indications that fusion processes are taking place there.

Die Kollision der atomaren Teilchen / Ionen findet zwar unter einer hohen Geschwindigkeit auch in einem herkömmlichen Fusion-Reaktor statt, ist jedoch deren Anzahl, die miteinander kollidieren, ziemlich gering. Hier bei der Erfindung geht es darum, die Plasmadichte so weit hoch zu halten, dass die Kollisionen-Anzahl der Ionen deutlich höher als bei herkömmlichen Reaktoren liegt.Although the collision of the atomic particles/ions takes place at high speed in a conventional fusion reactor, the number of them that collide with each other is quite small. The invention is about keeping the plasma density high enough that the number of ion collisions is significantly higher than in conventional reactors.

Der Vorteil bei den Methoden, die hier geschildert werden, ist die Tatsache das die Teilchen-Anzahl die miteinander kollidieren sehr hoch ist. Die Wahrscheinlichkeit, dass die Teilchen (Ionen) miteinander auch fusionieren können, ist recht gut.The advantage of the methods described here is the fact that the number of particles that collide with each other is very high. The probability that the particles (ions) can also fuse with each other is quite good.

Der Reaktor besteht aus einer Reaktorkammer 7, die mit einem Mantel 8, der eine Blanket-Struktur aufweist, ausgestattet ist. Der Mantel kann die schnellen Neutronen 9 abbremsen und deren kinetischen Energie in Wärme umwandeln, die dann durch ein Wärme-Austausch-System 10 bis zu einer herkömmlichen Energie-Umwandlungs-Vorrichtung weitergeleitet wird. Die Umwandlungs-Vorrichtung kann z.B. eine Dampfturbine 11 sein, die die Energie des aufgeheizten Wasser-Dampfes in kinetischer Energie umwandelt und dadurch einen Generator antreibt. Hinter dem Mantel in die Reaktorkammer befindet sich eine kleinere Kammer, die als Fusionskammer 12 dient. Dieser Fusionskammer ist X-förmig und rohrförmig gebaut. Sie besteht praktisch aus zwei miteinander kreuzenden Rohren (Röhre) 13. Jedes der beiden Rohre (oder die Röhre) kann eine vergrößerte Stelle (Kammer) 14 aufweisen, die in der Kreuzung 3 der beiden Rohre sich befindet. Die Kreuzung kann allerdings auch offen sein und direkt mit der Fusions-Kammer verbunden. An jedem Ende (15a,b,c,d) der Rohre ist je eine Elektrode (5a,b,c,d) eingebaut. Ein Hochspannungs-Generator (Hochspannungsquelle) 16 versorgt die Elektroden mit Hochspannung. Die Elektroden (5a,b,c,d) sind so angeordnet, dass sie abwechselnd polarisiert sind, wie auf der 1 dargestellt sind. Die Elektrode 5a ist positiv, während die Elektrode 5b negativ geladen ist. Auch ist die Elektrode 5c (positiv-geladen) und die Elektrode 5d (negativ-geladen). Trotz Hochspannung, es findet keine elektrische Entladung zwischen diese beiden benachbarten Elektroden (z.B. 5a und 5d oder 5c und 5b) statt, weil sie nicht von der gleichen Stromquelle unter Strom bzw. Spannung gesetzt werden. Die gegenüber eingebaute Elektrode 5b ist mit der gleichen Hochspannungsquelle 16, wie die Elektrode 5a verbunden, jedoch negativ geladen. In die Fusion-Kammer 12 befindet sich ein fusionsfähiges Medium. Vorzugsweise werden Wasserstoff-Isotopen wie Deuterium 17 und / oder Tritium 18 gepumpt. Zwei Hochleistungs-Laserstrahler (19a und b) sind in der Nähe der Elektroden eingebaut, jedoch am besten außerhalb des jeweiligen Rohres. Die Elektroden können ringförmig gebaut werden, sodass sie den beiden Laserstrahlen (20a und b) nicht im Weg stehen, wobei der Laserstrahl durch die Ringöffnungen 21 der Elektroden hindurch reisen. Jedes Rohr (die Röhre) kann mit je einer hitzebeständigen Glas-Scheibe oder mit einem Spiegel (22a und b) am Ende versiegelt werden, durch die der Laserstrahl zurückreflektiert werden kann. Der Laserstrahl ist scharf gebündelt und wird eine Linie zwischen beiden Elektroden-Paare bestrahlen. Ebenso je ein Halbspiegel-Element (23a und b) an der Laserstrahlen-Eindringstelle anzubringen, bringt Vorteile mit. Die Rohre sind in dem Fall wie optische Resonatoren in eine Laserquelle gebaut und können die Laserstrahlen durch mehrfache Reflektion hin- und her deutlich akkumulieren und den Ionisierung-Effekt verstärken. Die Bestrahlung beginnt kurz nachdem die Elektroden aufgeladen sind. Der Laserstrahl ionisiert das Fluid (Medium -aus fusionsfähigen Elementen) 24 und ermöglicht eine kontinuierliche Entladung der Elektroden durch das Fluid. Durch die Anordnung der Elektroden, werden die positiven Ionen in zwei Ionenkanäle (6a und b) mit einer sehr hohen Geschwindigkeit durch die Elektroden bewegt / beschleunigt. Die Ionenkanäle treffen sich in der Mitte in dem Treffpunkt 3. Die „Flugrichtung“ der positiven Ionen in den beiden Ionenkanälen führt zu einem Zusammenstoss der Ionen mit einer sehr hohen Geschwindigkeit. Der Winkel 25, unter denen die Ionenkanäle sich treffen ist sehr breit (zwischen 170 - 178°). Die Wege der beiden Ionenstrahlen kreuzen zwar sich, aber unter einem Winkel 25, der sehr nahe am 180° (170 - 178°) kommt. Die Ionen werden dabei fast frontal aufeinander treffen (2). Bei einer Variante, die keine Rohre verwendet, werden elektrische Abschirm-Platten 26 eingebaut, die ebenso kreuzend angeordnet werden. Durch die elektrische Abschirmung 26a,b (Trennwände) der Wege fast bis zum Kollisionspunkt 3, wobei die Abschirmungswände oder Rohren aus Isolatoren bestehen (Keramik, Wolfram-Legierungen, etc.), wird verhindert, dass die Ionenstrahlen Unterwegs auf einander treffen. Die Kollision der Ionen soll vorwiegend im Ionenstrahl-Treffpunkt 3 stattfinden, weil dort die Effektivität am Höchsten ist. Durch die Elektroden-Anordnung und durch die getrennte EnergieVersorgung werden die Ionen am Treffpunkt gegen einander aufprallen. Die Aufprallgeschwindigkeit ist so hoch, dass eine Verschmelzung der Kerne verursacht wird und damit eine kontrollierte Fusion des Mediums erreicht werden kann. Um die Geschwindigkeit der Ionen zu erhöhen, kann der Druck in die Reaktorkammer 7 weitgehend gesenkt werden.The reactor consists of a reactor chamber 7, which is equipped with a jacket 8, which has a blanket structure. The jacket can slow down the fast neutrons 9 and convert their kinetic energy into heat, which is then passed on through a heat exchange system 10 to a conventional energy conversion device. The conversion device can be, for example, a steam turbine 11, which converts the energy of the heated water vapor into kinetic energy and thereby drives a generator. Behind the jacket in the reactor chamber there is a smaller chamber, which serves as a fusion chamber 12. This fusion chamber is X-shaped and tubular. It consists practically of two intersecting pipes (tubes) 13. Each of the two pipes (or the tube) can have an enlarged area (chamber) 14, which in the intersection 3 of the two tubes. The intersection can also be open and connected directly to the fusion chamber. At each end (15a,b,c,d) of the tubes an electrode (5a,b,c,d) is installed. A high voltage generator (high voltage source) 16 supplies the electrodes with high voltage. The electrodes (5a,b,c,d) are arranged so that they are alternately polarized, as shown on the 1 are shown. The electrode 5a is positively charged, while the electrode 5b is negatively charged. Also, the electrode 5c is (positively charged) and the electrode 5d is (negatively charged). Despite the high voltage, no electrical discharge takes place between these two neighboring electrodes (e.g. 5a and 5d or 5c and 5b) because they are not supplied with current or voltage from the same power source. The electrode 5b installed opposite is connected to the same high voltage source 16 as the electrode 5a, but is negatively charged. A fusion-capable medium is located in the fusion chamber 12. Preferably, hydrogen isotopes such as deuterium 17 and/or tritium 18 are pumped in. Two high-power laser emitters (19a and b) are installed near the electrodes, but preferably outside the respective tube. The electrodes can be built in a ring shape so that they do not get in the way of the two laser beams (20a and b), with the laser beam traveling through the ring openings 21 of the electrodes. Each tube (the pipe) can be sealed with a heat-resistant glass pane or with a mirror (22a and b) at the end, through which the laser beam can be reflected back. The laser beam is sharply focused and will irradiate a line between the two pairs of electrodes. Attaching a half-mirror element (23a and b) at the laser beam penetration point also has advantages. In this case, the tubes are built like optical resonators in a laser source and can significantly accumulate the laser beams by reflecting them back and forth multiple times and intensify the ionization effect. The irradiation begins shortly after the electrodes are charged. The laser beam ionizes the fluid (medium - made of fusible elements) 24 and enables a continuous discharge of the electrodes through the fluid. Due to the arrangement of the electrodes, the positive ions in two ion channels (6a and b) are moved/accelerated through the electrodes at a very high speed. The ion channels meet in the middle at the meeting point 3. The "direction of flight" of the positive ions in the two ion channels leads to a collision of the ions at a very high speed. The angle 25 at which the ion channels meet is very wide (between 170 - 178°). The paths of the two ion beams do cross, but at an angle 25 that is very close to 180° (170 - 178°). The ions will meet almost head-on ( 2 ). In a variant that does not use pipes, electrical shielding plates 26 are installed, which are also arranged in a crossing manner. The electrical shielding 26a,b (partition walls) of the paths almost up to the collision point 3, whereby the shielding walls or pipes consist of insulators (ceramics, tungsten alloys, etc.), prevents the ion beams from colliding with each other en route. The collision of the ions should mainly take place at the ion beam meeting point 3, because this is where the effectiveness is highest. Due to the electrode arrangement and the separate energy supply, the ions will collide with each other at the meeting point. The impact speed is so high that a fusion of the nuclei is caused and thus a controlled fusion of the medium can be achieved. In order to increase the speed of the ions, the pressure in the reactor chamber 7 can be reduced to a large extent.

Die elektrische Beschleunigung der Ionen in jeweiligen Ionenkanal (6a und b) muss nicht permanent für beide Ionenstrahlen erfolgen. Auf der 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei die Ionen in extrem kurzen Zeit-Abschnitten, elektrisch wiederholt angetrieben werden, allerdings immer abwechselnd in beiden Plasmastrahlen / Ionenstrahlen (2a und b). Die beiden Ionenstrahlen werden dabei impulsweise und mit hoher Frequenz abwechselnd unter Spannung stehen und durch einen Stromfluss, der in Form von tausenden oder Millionen Stromimpulsen pro Sekunde in jedem Ionenstrahl abwechselnd aber stets in der gleichen Richtung, beschleunigt werden. Die Ionen werden dadurch mit Tausenden bis Millionen kurzen Impulsen pro Sekunde vorwärts getrieben, bis sie mit den Ionen des entgegenkommenden Plasmastrahls zusammenstoßen. Die abwechselnden Entladungen durch die beiden Ionenkanäle (Fluidstrahlen / Ionenstrahlen) ist der Schlüssel für eine erfolgreiche Fusion im Kollisionspunkt der Ionen in den Ionenkanälen. Die Ionen in den Ionenkanälen werden abwechselnd elektrisch beschleunigt, wobei keine elektrische Wechselwirkung zwischen den beiden Ionenkanälen stattfindet. Die Ionen-Kette, die in dem Ionenkanal sich bildet, die elektrisch bewegt wird, trifft immer an einem Punkt auf die andere Ionen-Kette, die zum Zeitpunkt alleine durch die Massenträgheit und den kurz vorher erhaltenen Impuls durch die unmittelbar davor passierte elektrische Entladung, erfährt. Man könnte auch eine gemeinsame Kurzstrecke im Treffpunkt errichten, in der die Ionen tatsächlich linear gegeneinander beschleunigt werden, ist aber nicht unbedingt erforderlich, weil auch hier bei einem Kollisionswinkel von 175-178° die Ionen fast frontal gegeneinander kollidieren. Das wird durch eine elektronische Schaltung und Steuerung 27 erreicht, die immer und abwechselnd für Bruchteile einer Sekunde (tausendstel oder gar millionstel einer Sekunde), abwechselnd mal einen Ionenstrahl (Plasmastrahl), mal den anderen unter Strom setzt, aber niemals beide gleichzeitig. Auf diese Weise können die beiden Ionenstrahlen durch eine einzige Hochspannungsquelle 16 auch ohne eine galvanische Trennung angetrieben werden. Die abwechselnden Impulse bewirken eine sehr saubere elektrische Trennung der beiden Ströme in den beiden Ionenstrahlen, weil niemals die beiden Ionenstrahlen gleichzeitig unter Strom stehen werden. Die Ionen bewegen sich dabei fast linienförmig im Rohr in Form eines Ionenstrahls entlang abwechselnd elektrisch angetrieben und zeitweise in sehr kurzen Zeitabschnitten durch deren Massenträgheit weiter, bis zum Kollision-Punkt 3. Durch die elektronische Steuerung 27 werden die Elektroden-Paare abwechselnd unter Spannung gesetzt. Für solche Zwecke müssen keine extrem komplizierten und teuren Schaltungen gebaut werden. Dafür sind z.B. auch einfache, schnelle elektronische Kippschaltungen (Bistabile-Kippschaltungen oder Multivibratoren), die mit Verstärker-Module und Hochspannung-Steuer-Systeme gekoppelt sind, optimal geeignet. Die Fluid-lonisierende Laserquellen (UV-Laserstrahler, IR-Laserstrahler, etc.) 19a und b bewirken, dass die Ionenkanäle 6a und b auch bei fehlender Spannung offen bleiben. Wenn ein Ion in dem Ionenstrahl durch den in den ringförmigen Elektroden angelegten Spannung beschleunigt wird, dann reist er mit hoher Geschwindigkeit auf die gegenüber liegende Elektrode zu. Weil bei einer Variante der Druck in die Fusion-Kammer niedriger als der atmosphärische Druck liegt, sind hohe Ionen-Geschwindigkeiten auch mit mittelmäßig hohen Spannungswerten erreichbar. Die Ionen müssen durch die Kreuzung fliegen, in dem die beiden Ionenkanäle sich treffen. Geringfügig schräg, fast frontal, kommen den Ionen eines Plasmastrahls, die Ionen des anderen Plasmastrahls entgegen, die aus dem anderen Ionenkanal stammen, der im Treffpunkt den ersten kreuzt. Die Ionen werden nahezu alle paar Millimeter abwechselnd mal unter Spannung durch Elektroden stehen, mal nicht. Auf diese Weise wird jedes Ion immer wieder alle paar Millimeter auf seinem Weg elektrisch beschleunigt und dann abwechselnd paar Millimeter muss er alleine durch seine Massenträgheit überwinden. Durch die abwechselnde Spannungs-Zustand der beiden Elektroden-Paare, findet keine elektrische Wechselwirkung oder Störung der Antriebskräfte auf die Ionen der beiden Ionenkanäle (6a, b) in den beiden Plasmastrahlen (2a, b) statt, sodass diese ohne elektrostatisch aufeinander zu wirken, in jeweiligen Ionenkanal sich bewegen können. Allerdings im Treffpunkt der beiden Ionen-Kanäle angekommen, kollidieren zwar nicht alle, aber einige der Ionen eines Ionenkanals mit den entgegenkommenden Ionen des anderen Ionenkanals. Je stärker der Ionenkanal ist, bzw. je grösser sein Durchmesser und Ionendichte in dem Kanal drin ist, desto höher ist die Kollisions-Wahrscheinlichkeit dabei. Die Ionen-Geschwindigkeit ist abhängig von der Spannung an den Elektroden-Paaren (5a,b,c,d) und kann dabei recht hoch werden. Theoretisch mit genug Spannung sind Ionen-Geschwindigkeiten bis zu 30% C (0,3C, wobei C = Lichtgeschwindigkeit) machbar. Bei sehr geringer Dichte des Gases in die Fusion-Kammer, sind auch 0,7C erreichbar, allerdings fällt dann rapide die Kollisions-Wahrscheinlichkeit der Ionen rapide nach unten. In dem Reaktor werden weitaus geringere Geschwindigkeiten der Ionen angestrebt. Ausreichend sind Werte, die zwischen 0,00075C und 0,0085C (0,075% - 0,85% C) liegen. Das sind immerhin zwischen 225 - 2560km/s. Weil der Ionenkanal einige Millimeter breit und bei kleinen Reaktoren ca. 120mm lang ist, werden die Ionen die direkt in der LängsAchsen 28 a und b des jeweiligen Ionenkanals bzw. direkt in die lonenkanal-Mitte sich befinden, die beste Gelegenheit haben, um beim Kollision mit den Ionen des entgegenkommenden Ionenstrahls, zu fusionieren. In einem Ionenkanal, der nur ca. 0,8mm breit ist, sind die Ionen in dem Zentrum 29 des Ionenkanal-Querschnitts 30, dass einige Mikrometer in Durchmesser beträgt, in optimaler Lage für eine erfolgreiche Fusion. Sie sind durch die weiteren Ionen, die wie eine Plasma-Strahl-Ummantelung 31 mit einem Durchmesser von 0,2 - 0,8mm wirken, umschlossen und können nicht schnell genug den entgegenkommenden Ionen ausweichen. Auf diese Weise finden produktive Kollisionen im Treffpunkt 3 statt und es kommt teilweise zu Fusion. Viele der Ionen, die noch nicht fusioniert haben, werden durch Gruppen-Kollisionen noch schneller durch die Gewinnung der kinetischen Impuls-Energie aus der Gruppe, die auf einem einzelnen, bedingt durch eine begünstigte Position und Kollisionswinkel, übertragen wird und beim Treffen auf einem ebenso stark beschleunigten Ion aus dem Entgegenkommenden Plasmastrahl, auch bei dem zu Fusion kommen. Das ist mit einer Gruppe von Billard-Kugeln, die auf einer anderen entgegenbewegenden Gruppe treffen. Dort ist auch manchmal zu beobachten, das im günstigen Fällen, einzelne Kugeln nach der Kollision oder mehrfache Kollisionen, sich schneller bewegen, als ursprünglich sie Unterwegs waren, während andere deutlich langsamer oder komplett gebremst werden.The electrical acceleration of the ions in the respective ion channel (6a and b) does not have to be permanent for both ion beams. 3 Another embodiment is shown, in which the ions are electrically driven repeatedly in extremely short periods of time, but always alternately in both plasma beams / ion beams (2a and b). The two ion beams are alternately energized in pulses and at high frequency and are accelerated by a current flow in the form of thousands or millions of current pulses per second in each ion beam, alternating but always in the same direction. The ions are thus driven forward with thousands to millions of short pulses per second until they collide with the ions of the oncoming plasma beam. The alternating discharges through the two ion channels (fluid beams / ion beams) are the key to successful fusion at the collision point of the ions in the ion channels. The ions in the ion channels are alternately electrically accelerated, with no electrical interaction taking place between the two ion channels. The chain of ions that forms in the ion channel and is moved electrically always meets the other chain of ions at one point, which at the time is only affected by the inertia of the mass and the impulse received shortly before by the electrical discharge that occurred immediately before. It would also be possible to set up a common short distance at the meeting point in which the ions are actually accelerated linearly against each other, but this is not absolutely necessary because here too, at a collision angle of 175-178°, the ions collide almost head-on. This is achieved by an electronic circuit and control 27, which always and alternately for fractions of a second (thousandths of a second). or even millionth of a second), alternately energising one ion beam (plasma beam) and then the other, but never both at the same time. In this way, the two ion beams can be powered by a single high-voltage source 16 even without galvanic separation. The alternating pulses cause a very clean electrical separation of the two currents in the two ion beams, because both ion beams will never be energised at the same time. The ions move almost linearly along the tube in the form of an ion beam, alternately powered electrically and temporarily in very short periods of time due to their inertia, up to the collision point 3. The pairs of electrodes are alternately energised by the electronic control 27. Extremely complicated and expensive circuits do not have to be built for such purposes. Simple, fast electronic flip-flops (bistable flip-flops or multivibrators) coupled with amplifier modules and high-voltage control systems are also ideally suited for this. The fluid-ionizing laser sources (UV laser emitters, IR laser emitters, etc.) 19a and b ensure that the ion channels 6a and b remain open even when there is no voltage. When an ion in the ion beam is accelerated by the voltage applied to the ring-shaped electrodes, it travels at high speed towards the opposite electrode. Because in one variant the pressure in the fusion chamber is lower than atmospheric pressure, high ion speeds can also be achieved with moderately high voltage values. The ions must fly through the intersection where the two ion channels meet. Slightly diagonally, almost head-on, the ions of one plasma beam meet the ions of the other plasma beam, which come from the other ion channel that crosses the first at the meeting point. The ions are alternately under voltage from electrodes almost every few millimeters. In this way, every ion is electrically accelerated every few millimeters on its path and then it has to overcome alternating few millimeters through its own inertia. Due to the alternating voltage state of the two electrode pairs, there is no electrical interaction or disruption of the driving forces on the ions of the two ion channels (6a, b) in the two plasma beams (2a, b), so that they can move in their respective ion channels without electrostatically interacting with each other. However, when they reach the meeting point of the two ion channels, not all, but some of the ions of one ion channel collide with the oncoming ions of the other ion channel. The stronger the ion channel, or the larger its diameter and ion density in the channel, the higher the probability of a collision. The ion speed depends on the voltage at the electrode pairs (5a, b, c, d) and can be quite high. Theoretically, with enough voltage, ion speeds of up to 30% C (0.3C, where C = speed of light) are possible. If the gas density in the fusion chamber is very low, 0.7C is also achievable, but then the probability of collision between the ions drops rapidly. Much lower ion speeds are aimed for in the reactor. Values between 0.00075C and 0.0085C (0.075% - 0.85% C) are sufficient. That is between 225 - 2560km/s. Because the ion channel is a few millimeters wide and around 120mm long in small reactors, the ions that are located directly in the longitudinal axes 28 a and b of the respective ion channel or directly in the center of the ion channel will have the best opportunity to fuse when colliding with the ions of the oncoming ion beam. In an ion channel that is only about 0.8 mm wide, the ions in the center 29 of the ion channel cross-section 30, which is a few micrometers in diameter, are in the optimal position for successful fusion. They are surrounded by the other ions, which act like a plasma beam sheath 31 with a diameter of 0.2 - 0.8 mm, and cannot avoid the oncoming ions quickly enough. In this way, productive collisions take place at the meeting point 3 and fusion sometimes occurs. Many of the ions that have not yet fused are accelerated even more by group collisions by gaining the kinetic momentum energy from the group, which is transferred to a single ion due to a favorable position and collision angle, and when they hit an equally strongly accelerated ion from the oncoming plasma beam, fusion also occurs. This is like a group of billiard balls hitting another group moving in the opposite direction. It can also sometimes be observed that, in favorable cases, individual balls after the collision or multiple collisions move faster than they were originally traveling, while others are significantly slower or completely braked.

Bei einer Ionenbeschleunigung innerhalb des Rohrs auf ca. 400km/s (40.000.000cm/s) und einer 300MHz Wechsel-Impuls-Frequenz auf den Elektroden, sind die Ionen abwechselnd alle 1,33mm-Weg, mal durch elektrisches Feld, mal durch deren Massenträgheit angetrieben. Somit immer, wenn z.B. die Ionen eines Ionenkanals (Plasmastrahls) 2a auf den 1,33mm-Weg elektrisch angetrieben werden, sind die Ionen des Ionenkanals 2b auf deren 1,33mm-Weg „stromlos“ und alleine durch deren Massenträgheit in Bewegung. Danach ändert sich die Situation und die Ionen in dem Ionenkanal 2b werden für die nächsten 1,33mm elektrisch angetrieben, während die Ionen aus dem Ionenkanal (Plasmastrahl) 2a stromlos durch deren Massenträgheit sich bewegen. Je höher die Impuls-Frequenz bzw. Impuls-Repetitionsrate, desto genauer treffen sich die Ionen auf einander. Wenn die Frequenz der Impulse auf 30MHz herabgesetzt wird, dann sind die Ionen alle 13,3mm abwechselnd mal Stromangetrieben, mal durch deren Massenträgheit Unterwegs, was deren Treffgenauigkeit geringfügig diffuser macht. Unabhängig davon, auf diese Weise treffen sich immer wieder Ionen aufeinander, wobei einer davon elektrisch noch aktiv angetrieben wird, während das andere nur durch seine Massenträgheit sich noch bewegt. Damit wird eine Wechselwirkung der Stromladungen in den beiden Ionenkanälen / Plasmastrahlen verhindert.When the ions are accelerated within the tube to approx. 400km/s (40,000,000cm/s) and a 300MHz alternating pulse frequency is applied to the electrodes, the ions are alternately driven every 1.33mm, sometimes by an electric field, sometimes by their inertia. So whenever, for example, the ions of an ion channel (plasma beam) 2a are electrically driven along the 1.33mm path, the ions of the ion channel 2b are "currentless" along their 1.33mm path and are only moving through their inertia. After that, the situation changes and the ions in the ion channel 2b are electrically driven for the next 1.33mm, while the ions from the ion channel (plasma beam) 2a move without current due to their inertia. The higher the pulse frequency or pulse repetition rate, the more precisely the ions collide with each other. If the frequency of the pulses is reduced to 30MHz, then the ions are alternately driven by current and sometimes by their inertia every 13.3mm, which makes their accuracy slightly more diffuse. Regardless of this, ions repeatedly collide with each other in this way, with one of them still actively driven electrically while the other only moves due to its inertia. This prevents interaction of the current charges in the two ion channels / plasma beams.

Es werden leider nicht alle Ionen-Kollisionen so günstig stattfinden, dass auch zum Fusion kommt. Nur ein geringer Anteil der Ionen werden dabei fusionieren, vorwiegend die Ionen die im lonenkanal-Querschnitt in Zentrum oder in Zentrumnähe sich befinden, was allerdings für unseren Reaktor mit einer hohen Wiederholungsrate der Impulse auf Ionenstrahlen, vollkommen ausreichend ist. Weil im Reaktor die Temperaturen in den Ionenkanälen durch elektrische Entladung höchstens bis ca. 30.000°C ansteigen, die vorwiegend im Zentrum 29 des Querschnitts der jeweiligen Ionenkanäle (bei Ø bis ca. 0,2mm) zu erreichen sind, wobei die Ummantelung 31 (Ø ab 0,2mm bis 0,8mm) aus Ionen, etwas kühler ist, ist die Plasmadichte des ionisiertes Fluides signifikant höher, verglichen mit der Plasmadichte in einem herkömmlichen Tokamak- oder Stellarator-Reaktor. Beim ITER sind z.B. nur ca. 1g Wasserstoff-Atome (Deuterium +Tritium Gasmischung) in einem Raum von ca. 837m3 verteilt, was einer Gasdichte fast wie im absoluten Vakuum nahekommt, wodurch die Kollisionsrate deutlich schlechter ist.Unfortunately, not all ion collisions will be favorable enough to result in fusion. Only a small proportion of the ions will fuse, primarily the ions that are in the center or near the center of the ion channel cross-section, which is, however, perfectly sufficient for our reactor with a high repetition rate of the pulses on ion beams. Because the temperatures in the ion channels in the reactor rise to a maximum of around 30,000°C due to electrical discharge, which is mainly reached in the center 29 of the cross-section of the respective ion channels (with a diameter of up to around 0.2mm), with the casing 31 (diameter from 0.2mm to 0.8mm) made of ions being somewhat cooler, the plasma density of the ionized fluid is significantly higher compared to the plasma density in a conventional tokamak or stellarator reactor. In the case of ITER, for example, only about 1g of hydrogen atoms (deuterium + tritium gas mixture) are distributed in a space of about 837m 3 , which is almost as close to a gas density as in an absolute vacuum, which means that the collision rate is significantly worse.

Die Plasmastrahlen werden hier in die Fusion-Kammer augenblicklich durch Stromentladung ausgedehnt, was allerdings durch Rohrwände begrenzt wird. Es ist zwar nicht unbedingt erforderlich, aber man kann zusätzlich dabei Magnetspulen eingesetzt werden, die das Berühren der Plasmateilchen mit den Rohrwänden reduziert. Die Rohre sind z.B. bei kleineren Reaktoren lediglich ca. 5 - 35cm lang und mit einem Innendurchmesser von ca. 5-20mm ziemlich klein. Dennoch es kommt drin zu einer starken lonenbeschleunigung durch die elektrische Spannung, die an die Elektrodenpaare angelegt wird und im Treffpunkt der beiden Rohre zu einem starken Temperaturanstieg durch Fusion.The plasma beams are instantly expanded into the fusion chamber by electric discharge, although this is limited by the pipe walls. Although it is not absolutely necessary, magnetic coils can also be used to reduce the contact of the plasma particles with the pipe walls. In smaller reactors, for example, the pipes are only about 5 - 35cm long and with an inner diameter of about 5-20mm they are quite small. Nevertheless, there is a strong acceleration of ions inside due to the electrical voltage that is applied to the electrode pairs and a strong increase in temperature due to fusion at the meeting point of the two pipes.

Die Variante, die auf der 5 dargestellt ist, sind vier kürzere Rohre (32a,b,c,d) eingebaut, die alle auf einem gemeinsamen Punkt (Treffpunkt) 3 gerichtet sind. Der Punkt in der Mitte ist der Treffpunkt der beiden Ionenstrahlen, die durch jeweils zwei Rohre, paarweise auf je einer Linie (Längsachsen der Rohre) 28a und b angeordnet, fließen. Auch hier ist der Winkel der Rohre so gewählt, dass diese paarweise in engem und in breitem Winkel zu einander stehen. Also sie bilden auch hier eine X-Förmige Konstruktion, wobei jeweils zwei Flügel sehr eng zu einander stehen. Im Gegensatz zu den vorherigen Varianten, ist hier keine Fusion-Kammer vorhanden, also der Treffpunkt ist offen und die Energie der dort fusionierenden Ionen wird direkt durch die Reaktorkammer 7 aufgefangen.The variant that is on the 5 As shown, four shorter tubes (32a,b,c,d) are installed, all of which are directed towards a common point (meeting point) 3. The point in the middle is the meeting point of the two ion beams, which flow through two tubes each, arranged in pairs on a line (longitudinal axes of the tubes) 28a and b. Here, too, the angle of the tubes is chosen so that they are at a narrow and a wide angle to each other in pairs. Here, too, they form an X-shaped construction, with two wings very close to each other. In contrast to the previous variants, there is no fusion chamber here, so the meeting point is open and the energy of the ions fusing there is captured directly by the reactor chamber 7.

Durch die abwechselnde Spannung an den Elektrodenpaare und damit ist kein Wechselstrom / Wechselspannung gemeint, sondern nur eine an Elektrodenpaare abwechselnde Auf- und Abbau der Spannung gemeint, kommt es nicht zu Wechselwirkungen der Felder auf den beiden Ionenstrahlen / Plasma-Strahlen im Treffpunkt der beiden.Due to the alternating voltage at the electrode pairs (which does not mean alternating current / alternating voltage, but only an alternating build-up and reduction of the voltage at electrode pairs), there is no interaction of the fields on the two ion beams / plasma beams at the meeting point of the two.

Sobald Kollisionen stattfinden, bei denen tatsächlich zu Fusion kommt, wird dabei Energie freigesetzt, die zum Teil für die Stromerzeugung nach außen über Wärme- Transport-Vorrichtungen 10 und Stromerzeugungs-Geräten (z.B. Turbinen) 11 ausgeführt werden kann. Ein kleiner Teil der Energie wird durch in dem Reaktor eingebauten, speziellen Solarzellen 33 aufgefangen und direkt in Strom umgewandelt. Auch schnelle Neutronen 9 verlassen das Fusions-Zentrum 3 und werden durch die Ummantelung / Blanket 8 abgefangen. Diese Energie wird in Wärme umgewandelt und dann weiter z. B. durch Verdrängungsmaschinen oder Magnet-Turbinen in Strom transformiert.As soon as collisions occur that actually result in fusion, energy is released, some of which can be used to generate electricity externally via heat transport devices 10 and power generation devices (e.g. turbines) 11. A small part of the energy is captured by special solar cells 33 built into the reactor and converted directly into electricity. Fast neutrons 9 also leave the fusion center 3 and are intercepted by the casing/blanket 8. This energy is converted into heat and then further transformed into electricity, for example by displacement machines or magnetic turbines.

Für die Aufrechterhaltung der Ionenkanäle / Plasmastrahlen spielen die Laserstrahlen 20a und b, insbesondere bei größeren und leistungsfähigen Fusions-Reaktoren, eine wichtige Rolle. Sie ionisieren das Fluid / Medium 24 und bestimmen die Grenzen der Ionenkanäle, in denen der Fluss der Ionen stattfindet. Ausserdem halten die Laserstrahlen den Ionenkanal / Plasmastrahl stabil und relativ scharf abgegrenzt, auch während der Zeiten, wenn die Stromimpulse fehlen. Die eingebauten Verengungen 34 an den Rohren kurz vor dem Treffpunkt der Ionen-Strahlen können dazu beitragen, um es zu verhindern, dass die Ionen im Kollisions-Bereich sich „aus dem Weg gehen“. Das trägt der Lösung des Abstoßkräfte-Problems bei, bei dem diese Kräfte bei gleich ionisierten Teilchen auftreten. Allerdings erodieren die verengte Rohren-Abschnitte ziemlich schnell, sodass abhängig von der Reaktorgröße, sogar Sinn macht, einen erweiterten Raum / Kammer in Form einer größeren Hohlkugel 35 (Kollisions- / Fusion-Kammer) im Treffpunkt der beiden Rohre einzubauen und den Effekt der Ionen-Ummantelung durch etwas größeren Ionenkanal-Querschnitt, zunutze zu machen. Hier können Magnetfeldspulen / Elektromagnetspulen 36 oder eventuell auch starke Neodym-Magnetringe 37 behilflich sein, um die Ionen an einem Kollisionspunkt zu fokussieren, allerdings brauchen diese zusätzlich Strom, das bereitgestellt werden muss.The laser beams 20a and b play an important role in maintaining the ion channels/plasma beams, particularly in larger and more powerful fusion reactors. They ionize the fluid/medium 24 and determine the boundaries of the ion channels in which the flow of ions takes place. In addition, the laser beams keep the ion channel/plasma beam stable and relatively sharply defined, even during times when the current pulses are absent. The built-in constrictions 34 on the tubes shortly before the meeting point of the ion beams can help to prevent the ions in the collision area from "getting out of each other's way". This helps to solve the repulsive force problem, where these forces occur with equally ionized particles. However, the narrowed pipe sections erode quite quickly, so depending on the size of the reactor, it even makes sense to install an extended space / chamber in the form of a larger hollow sphere 35 (collision / fusion chamber) at the meeting point of the two pipes and to take advantage of the effect of ion sheathing through a slightly larger ion channel cross-section. Magnetic field coils can be used here / Electromagnetic coils 36 or possibly strong neodymium magnet rings 37 can help to focus the ions at a collision point, but these require additional power, which must be provided.

Beim Treffen der lonen-Strahlen (Plasma-Strahlen) in dem Reaktor ist ein hochfrequentes Knistern zu hören, das von extrem hellen Blitz-Erscheinungen am Treffpunkt der lonen-Strahlen begleitet wird, was über die Rohrwände 38 und Reaktor-Bauteile nach außen geringfügig übertragen wird. Bei Experimental-Reaktoren, sollen nahezu alle Parameter einstellbar sein, sodass man damit eine optimale Einstellung für jede Reaktor-Kammer-Größe herausfinden kann. Durch eine Optimierung der Hochspannungs-Impulse (deren Repetitionsrate und Spannung) und der Leistung der Laserstrahlen, nehmen die hellen Blitzlicht-Erscheinungen stark ab. Ab einem Einstellungswert sind sie fast nicht mehr sichtbar. Ein Anteil der Lichtenergie erreicht den unsichtbaren Anteil des Spektrums, nämlich den UV-, Röntgen- und Gamma-Bereich, was durch eine Reaktor-Abschirmung abgefangen werden muss. Ab dem Zeitpunkt, wo keine sichtbaren Blitze mehr zu registrieren sind, und stattdessen die Gamma-Strahlung zunimmt, wäre die optimale Einstellung des Reaktors und eine Anpassung der Parameter an seiner Größe und Konstruktion näher am Ziel und dabei der Energie-Ertrag höher.When the ion beams (plasma beams) hit the reactor, a high-frequency crackling sound can be heard, accompanied by extremely bright flashes at the point where the ion beams meet, which are slightly transmitted to the outside via the tube walls 38 and reactor components. In experimental reactors, almost all parameters should be adjustable so that an optimal setting can be found for each reactor chamber size. By optimizing the high-voltage pulses (their repetition rate and voltage) and the power of the laser beams, the bright flashes are greatly reduced. From a certain setting value, they are almost no longer visible. A portion of the light energy reaches the invisible part of the spectrum, namely the UV, X-ray and gamma range, which must be intercepted by reactor shielding. From the point where visible flashes are no longer recorded and gamma radiation increases instead, the optimal setting of the reactor and an adjustment of the parameters to its size and design would be closer to the goal and the energy yield would be higher.

Es ist zu erwähnen, dass eine kleine Anzahl der Ionen in dem Plasmastrahlen bei der Funkenentladung höhere Geschwindigkeiten erreichen kann, die deutlich über den Durschnitt liegt, als der Rest der Ionen in dem Strahl. Mit dementsprechenden Spannungen an den Elektroden und Weglänge der Entladungen, können bei einzelnen Ionen sogar extrem hohe Geschwindigkeiten, die fast mit der 0,7xLichtgeschwindigkeit vergleichbar sind, erreicht werden. In einem Ionenkanal während einer Funkenentladung fließen die Ionen nicht ganz gleichmäßig, sondern entstehen viele Bereiche an denen Ionenkonzentration etwas höher, als in der benachbarten Mikroumgebung ist. Die extrem kleinen Mikrobereiche 39 mit hoher Ionenkonzentration dehnen sich blitzschnell aus, während die Ionen sich vorwärts bewegen und stoßen dabei auf der weiteren lonenschicht innerhalb des Plasmastrahls, die die Ionen-Ummantelung darstellt 31, die durch deren Massenträgheit den Ausdehnungs-Effekt etwas dämpfen. Das wird durch einen Wechsel-Effekt, der durch die Einwirkung der elektrischen Felder thermischer Energie bei Spannung-Entladung und der Ionen-Massenträgheit zustande kommt, verursacht. Die Bewegung der Ionen ist vielmehr als eine longitudinale pulsartige Schwingung zu betrachten. Dabei erreichen eine geringe Anzahl der Ionen kurzzeitig extrem hohe Geschwindigkeiten die unter Umständen sehr nah an die 0,7C (70% Lichtgeschwindigkeit) herankommen. Selbstverständlich werden solche dichte Ionen-Bereiche auch in dem Fusion Bereich erzeugt. Jedesmal wenn ein solcher dichte Bereich den lonenkollisions-Punkt (Fusionspunkt) erreicht ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch mit den Ionen des anderen Plasmastrahls zusammen zu stoßen. Alle paar Mikrosekunden treffen sich mindestens zwei solche Bereiche mit hoher Ionen-Dichte zusammen, wobei vermehrt Zusammenstöße zwischen Ionen stattfinden und einen geringfügigen Sprung an Fusionsvorgängen bewirkt. Das führt zu einem hohen Anteil an Kern-Verschmelzungen und dadurch auch zu einer höheren Effizienz an Fusionsprozess. Die Ionen der beiden Ionenkanäle sind gezwungen den Weg-Abschnitt im Treffpunkt mit einander zu teilen / kreuzen, was zu einem Zusammenstoß führen kann. Bei der ersten Variante, wobei Trennwände in die Reaktorkammer eingebaut sind, ist der Winkel unter dem die Ionen-Kanäle sich treffen, sehr breit. Idealerweise wäre der Winkel gleich 180°, sodass die Ionenkanäle auf einer gemeinsamen Linie gegeneinander laufen würden. Das ist jedoch praktisch nicht realisierbar, weil zumindest eine dünne Trennwand zwischen den beiden Kanälen vorhanden sein muss. Ansonsten würde der elektrische Funke auf der Nachbar-Elektrode überspringen und einen Stromkreis über die Energiequelle der Nachbarelektrode kurz schließen. Das kann nur durch eine Trennwand oder durch Röhren, die eine elektrische Isolation darstellen, erreicht werden.It should be noted that a small number of the ions in the plasma beams can reach higher speeds during the spark discharge, which are significantly higher than the average than the rest of the ions in the beam. With appropriate voltages on the electrodes and the path length of the discharges, individual ions can even reach extremely high speeds, which are almost comparable to 0.7x the speed of light. In an ion channel during a spark discharge, the ions do not flow completely evenly, but many areas arise where the ion concentration is somewhat higher than in the neighboring microenvironment. The extremely small micro-areas 39 with high ion concentration expand at lightning speed while the ions move forward and collide with the further ion layer within the plasma beam, which represents the ion sheath 31, which dampens the expansion effect somewhat due to their mass inertia. This is caused by an alternating effect that occurs due to the influence of the electric fields of thermal energy during voltage discharge and the ion mass inertia. The movement of the ions should be viewed as a longitudinal pulse-like oscillation. A small number of the ions briefly reach extremely high speeds that may be very close to 0.7C (70% of the speed of light). Of course, such dense ion regions are also created in the fusion region. Every time such a dense region reaches the ion collision point (fusion point), the probability of colliding with the ions of the other plasma beam is very high. Every few microseconds, at least two such regions with high ion density meet, with more collisions between ions taking place and causing a slight jump in fusion processes. This leads to a high proportion of nuclear fusion and thus also to a higher efficiency of the fusion process. The ions of the two ion channels are forced to share/cross the path at the meeting point, which can lead to a collision. In the first variant, where partitions are built into the reactor chamber, the angle at which the ion channels meet is very wide. Ideally, the angle would be 180°, so that the ion channels would run towards each other on a common line. However, this is not practically feasible because there must be at least a thin partition between the two channels. Otherwise, the electric spark would jump to the neighboring electrode and short-circuit an electric circuit via the energy source of the neighboring electrode. This can only be achieved by a partition or by tubes that provide electrical insulation.

Bei der Variante mit Röhren, weisen diese elektrisch isolierende Wände auf. Der Weg, den die elektrische Entladung zurücklegen müsste, um die beiden Elektrodenpaare zu verbinden, ist länger als der Weg zwischen zwei benachbarte Elektroden und obwohl die Nachbarelektroden viel näher zu einander gebracht sind, kommt es dabei nicht Entladung, weil die voneinander isoliert sein und auch die elektrische Spannung kommt aus getrennte Spannungsquellen. Z.B. zwischen Elektroden 5a und 5c, oder 5b und 5d kommt es nicht zu Entladung untereinander, weil sie bei der ersten Variante nicht von der gleichen Spannungsquelle versorgt werden und bei der zweiten Variante durch Spannungs-Impulse, die abwechselnd ablaufen, versorgt werden. Deren Spannungsquellen sind entweder separate Quellen oder sie sind galvanisch getrennt, oder es kommt nur abwechselnd zu Stromentladungen, sodass die elektrisch gesehen nichts miteinander verbindet. Lediglich die Isolation die entlang des Ionenkanals angebracht worden ist, verlängert den elektrisch freien Weg. Man könnte auch eine Variante, bei der, unter 90°-kreuzende Wege angeordnet sind, herstellen, aber das ist nicht optimal in unseren Fall geeignet. Wenn die Ionenkanäle sich rechtwinklig treffen würden, wäre die Trefferquote relativ gering und die Kollisionsgeschwindigkeiten nicht hoch genug, weil die Ionen sich rechtwinklig auf einander treffen würden, also in der Flugroute, von der Seite stets einander treffend. Die Stromkreise sind getrennt sodass die Ionen ihren Weg bis zu der dazugehörigen Elektrode bahnen und dabei in der Mitte des Wegs miteinander kreuzend kollidieren.In the variant with tubes, these have electrically insulating walls. The path that the electrical discharge would have to travel to connect the two pairs of electrodes is longer than the path between two neighboring electrodes and although the neighboring electrodes are brought much closer together, there is no discharge because they are insulated from each other and the electrical voltage comes from separate voltage sources. For example, there is no discharge between electrodes 5a and 5c, or 5b and 5d, because in the first variant they are not supplied by the same voltage source, and in the second variant they are supplied by voltage pulses that run alternately. Their voltage sources are either separate sources, or they are galvanically isolated, or current discharges only occur alternately, so that electrically speaking nothing connects them. Only the insulation that has been applied along the ion channel extends the electrically free path. One could also create a variant in which paths are arranged at 90° crossings, but this is not ideal for our case. If the ion channels were to meet at right angles, the hit rate would be relatively low and the collision speeds would not be high enough because the ions would meet at right angles, i.e. in the flight path, always facing each other from the side. The circuits are separated so that the ions make their way to the corresponding electrode and collide with each other in the middle of the path.

Bei der zweiten Variante, werden die Elektrodenpaare zwar von einer einzigen Quelle mit elektrischen Spannung und Strom versorgt, nicht aber gleichzeitig, sondern immer und sehr schnell abwechselnd. Das ist der Schlüssel dieser Technologie: zwei Ionen gegeneinander durch elektrische Felder zu beschleunigen, in dem man diese in zwei Ionenkanäle gegeneinander durch schnell generierte, Hochfrequente-Impulse, die abwechselnd mal in einem, mal in dem anderen Ionenkanal stattfinden.In the second variant, the electrode pairs are supplied with electrical voltage and current from a single source, but not simultaneously, but always and very quickly alternately. This is the key to this technology: accelerating two ions against each other using electrical fields by accelerating them against each other in two ion channels using rapidly generated, high-frequency pulses that take place alternately in one ion channel and then the other.

Dadurch, dass die Ionenkanäle unter einem sehr breiten Winkel miteinander in der Miete sich treffen, ist der Treffbereich relativ kurz und kann bei einer Streckenlänge von 10 Zentimetern, halbwegs ca. zwei bis acht Millimeter betragen. Genau in diesen halben Weg (bei 5cm) genau in dem Treffpunkt, findet der Fusionsvorgang statt. Es ist eigentlich kein richtiger Treffpunkt, weil die Plasmastrahlen ca. 1mm breit sind (ca. 1mm Ø), und dadurch vielmehr einen Treffbereich 40 im Kollisionspunkt bilden, der einige Millimeter lang ist. In dem Bereich fliegen die Ionen jeweils in Gegenrichtung gegeneinander, weil sie dementsprechend von den Elektrodenpaaren angezogen werden (durch wechselhafte Impuls-Ströme oder durch getrennte Spannungsquellen und Elektroden). In diesem Fall ist auch der lonenkanal-Erzeuger, bzw. der Laserstrahler sehr wichtig, weil er die Grenzen des Ionenkanals bestimmen kann.Because the ion channels meet at a very wide angle in the stack, the impact area is relatively short and can be about two to eight millimeters over a distance of 10 centimeters. The fusion process takes place exactly in this halfway point (at 5cm), exactly at the impact point. It is not actually a real impact point because the plasma jets are about 1mm wide (about 1mm Ø), and therefore form an impact area 40 at the collision point that is several millimeters long. In this area, the ions fly against each other in opposite directions because they are attracted to the electrode pairs (by alternating pulse currents or by separate voltage sources and electrodes). In this case, the ion channel generator or laser emitter is also very important because it can determine the boundaries of the ion channel.

In dem Reaktor, je nach Bauart kann Unterdruck oder Überdruck herrschen. Je kleiner der Reaktor ist, desto höher kann der Druck des Mediums / Fluides sein.Depending on the design, the reactor can be under pressure or overpressure. The smaller the reactor, the higher the pressure of the medium/fluid can be.

Ein optimaler Druck-Wert in die Reaktor-Kammer, kann durch praktische Erfahrung ermittelt werden. Der Druck in dem Reaktor bestimmt auch die Fusionsintensität und damit die Energiefreisetzung. Die anderen Parameter müssen jedoch angepasst werden um eine Fusion zu ermöglichen. Die Hochspannung musste bei einem hohen Druck in die Reaktor-Kammer deutlich erhöht werden um eine Überbrückung der Distanz und eine Erzeugung eines Ionenkanals zu gewährleisten. Für das Herausfinden der optimalen Einstellungen müssen die Techniker nicht erfinderisch werden. Die Laserstrahlen helfen die Plasmastrahlen auch bei mittelmäßige Hochspannungen zu bilden und vor allem, diese aufrecht zu erhalten, auch wenn der Reaktor mit kurzen Pulsströmen betrieben wird.An optimal pressure value in the reactor chamber can be determined through practical experience. The pressure in the reactor also determines the fusion intensity and thus the energy release. However, the other parameters must be adjusted to enable fusion. The high voltage had to be increased significantly at high pressure in the reactor chamber in order to bridge the distance and create an ion channel. The technicians do not have to be inventive to find the optimal settings. The laser beams help to form the plasma beams even at moderate high voltages and, above all, to maintain them, even when the reactor is operated with short pulse currents.

Die Wege der lonenkanäle kreuzen sich an einem Punkt, bzw. sehr kleinen Bereich. Das ist der Fusions-Punkt (oder Fusions-Bereich) des Reaktors. An dieser Stelle treffen sich die Ionen aus beiden Ionenkanälen zusammen. Dadurch, dass sie gegen einander fliegen, werden sie mit hoher Geschwindigkeit aufeinanderprallen. Die Aufprallgeschwindigkeit ist bei manchen Ionen so hoch das sie zu einer Verschmelzung der Kerne führt. Auf diese Weise werden Heliumskerne erzeugt und eine große Menge an Energie freigesetzt. Die freigesetzte Energie wird durch die Wand der Reaktor-Hülle 41 absorbiert und in einer Energieaustauschvorrichtung weitergeleitet. Es können auch optimierte Solarzellen eingebaut werden, die zumindest die optische und UV-Lichtenergie auffangen können und sie direkt in elektrische Energie umwandeln können. Dadurch, dass die freigegebene Energie nicht komplett im sichtbaren Lichtbereich sich befindet, sondern vielmehr in dem Röntgen und Gamma-Spektrum-Bereich, müssten anders konzipierte und hochwertige Solarzellen (Strahlungs-Zellen) eingesetzt werden um diese Energie aufzufangen. Das erzeugte Gas ist Helium und wird am Boden aufgefangen. Eine Pumpe 42 führt das Helium 43 aus und komprimiert in einem Behälter der später als Heliumsvorrat für experimentelle Zwecke benutzt werden kann. Der Reaktor kann ziemlich klein gebaut werden und ist relativ unkompliziert im Vergleich zu herkömmlichen Methoden. Eine Gefahr durch unkontrollierte Fusion ist dabei völlig ausgeschlossen, weil sobald der Fusions-Punkt verlegt wird oder vergrößert wird, der Fusionsvorgang automatisch und von alleine komplett unterbrochen wird. Um dem Fusionsvorgang aufrechtzuerhalten müssen sehr viele Parameter genau abgestimmt werden und dabei die Fusionsabläufe sichern. Sobald Abweichungen auftreten wird der FusionsProzess von alleine automatisch abgebrochen. Ein Quer-Kanal oder Fluidleitung 44 kann eine Durch-Strömung des Gases in dem Fusions-Punkt ermöglichen. Die Fluidleitung / Quer-Kanal kann auch frisches Gas in die Kammer leiten.The paths of the ion channels cross at one point, or rather a very small area. This is the fusion point (or fusion area) of the reactor. This is where the ions from both ion channels meet. As they fly against each other, they collide at high speed. The impact speed is so high for some ions that it leads to a fusion of the nuclei. In this way, helium nuclei are generated and a large amount of energy is released. The released energy is absorbed by the wall of the reactor shell 41 and passed on in an energy exchange device. Optimized solar cells can also be installed that can at least capture the optical and UV light energy and convert it directly into electrical energy. Because the released energy is not completely in the visible light range, but rather in the X-ray and gamma spectrum range, differently designed and high-quality solar cells (radiation cells) would have to be used to capture this energy. The gas generated is helium and is collected on the ground. A pump 42 takes out the helium 43 and compresses it in a container which can later be used as a helium supply for experimental purposes. The reactor can be built quite small and is relatively uncomplicated compared to conventional methods. The risk of uncontrolled fusion is completely ruled out because as soon as the fusion point is moved or enlarged, the fusion process is automatically and completely interrupted. In order to maintain the fusion process, many parameters must be precisely coordinated and the fusion processes must be secured. As soon as deviations occur, the fusion process is automatically aborted. A cross channel or fluid line 44 can enable the gas to flow through the fusion point. The fluid line/cross channel can also feed fresh gas into the chamber.

Die Lebensdauer der hier verwendeten Materialen hängt stark von deren Beanspruchung ab. Um die Rohr-Wände nicht durch Plasma zu berühren, können auch hier Magnetfelder behilflich sein. Ringförmige Elektromagnetspulen, durch deren Öffnungen die Rohre verlaufen, können das Plasma im Inneren der Rohre bändigen. Auch eine Ring-Elektromagnetspule am Treffpunkt 3 der Rohre, kann dabei genau im Treffpunkt der Ionen der beiden Plasma-Strahlen, diese zu einem „Fokuspunkt“ konzentrieren, sodass dort vermehrt zu Fusion kommt (5).The lifespan of the materials used here depends heavily on the stress they are subjected to. Magnetic fields can also be helpful here to prevent plasma from touching the pipe walls. Ring-shaped electromagnetic coils, through whose openings the pipes run, can tame the plasma inside the pipes. A ring electromagnetic coil at the meeting point 3 of the pipes can also concentrate the ions of the two plasma beams into a "focus point" exactly at the meeting point, so that fusion occurs more frequently there ( 5 ).

Anstatt der Laserstrahlen (z.B. sichtbare, UV- oder IR-Laserstrahlen) können auch Röntgenstrahlen oder Mikrowellen (z.B. durch eingebaute Gunn-Dioden 45) eingesetzt werden, um den Ionenkanal aufzuheizen, allerdings sind alle anderen Methoden relativ aufwändig einzubauen. Damit bleibt die Laserquellen-Methode die erste Wahl. Die Hohl-Sphäre (Fusion-Kammer) 35 in der der Fusion Prozess stattfindet, kann mit elektromagnetische Spulen 36 ausgestattet werden, die die Ionen durch elektromagnetische Felder orientieren oder auf dem Treffpunkt 3 fokussieren können. Durch eine bestimmte Winkelneigung der Spin-Achse der Teilchen kann der Fusionsprozess erleichtert werden. Die Intensität der freigesetzten Energie durch den Fusions-Vorgang wird durch die Konzentration der Ionen und deren Kollisionen in dem Fusions-Punkt bestimmt. Die Ionenkonzentration und deren Beschleunigung kann durch die Steuerung der Hochspannung auf den Elektroden erreicht werden. Bei großen Reaktoren, spielt dabei eine wichtige Rolle der ionisierende Laserstrahl, der den Ionenkanal scharf begrenzt und ihn aufrechterhält.Instead of laser beams (e.g. visible, UV or IR laser beams), X-rays or microwaves (e.g. through built-in Gunn diodes 45) can also be used to heat the ion channel, but all other methods are relatively complex to install. This leaves the laser source method is the first choice. The hollow sphere (fusion chamber) 35 in which the fusion process takes place can be equipped with electromagnetic coils 36, which can orient the ions using electromagnetic fields or focus them on the meeting point 3. The fusion process can be facilitated by a certain angular inclination of the spin axis of the particles. The intensity of the energy released by the fusion process is determined by the concentration of the ions and their collisions in the fusion point. The ion concentration and their acceleration can be achieved by controlling the high voltage on the electrodes. In large reactors, the ionizing laser beam plays an important role, sharply delimiting the ion channel and maintaining it.

Die Hülle, die die Neutronen auffangen kann, wird sehr schnell erhitzt. Wenn eine bestimmte Temperatur erreicht worden ist und durch Wärmetauscher nicht optimal abgeführt werden kann, kann der Fusions-Vorgang kurz unterbrochen werden bis die Energie einigermaßen abgeführt worden ist. Erfahrungsgemäß erzeugt der Reaktor im Fusionsbereich zwar nicht allzu oft, aber dennoch kleine Plasmakugeln 46, die den Fusionsbereich bei offener Fusion-Kammer verlassen und in die Reaktorkammer 7, sich bewegen. Diese Plasmakugeln zeigen kurzzeitigen eine Energiestabile-Eigenschaften und können durch Magnetfelder aufgefangen werden. Deshalb sollen in die Reaktorhülle zusätzliche elektromagnetische Spulen 47 eingebaut werden, die diese kleinen Plasma-Kugeln auffangen können und deren Bewegung durch magnetische Felder begrenzen. Vermutlich aus solchen Kugeln bestehen auch die Kugelblitze in der Natur, die durch mindestens zwei gegeneinander aufprallende Ionenkanälen während eines Blitzeinschlages erzeugt werden. Es ist bekannt, dass eine Blitz-Entladung in der Atmosphäre nicht nur einen Ionenkanal, sondern eine Vielzahl von solchen Kanälen, die wurzelförmig angeordnet sind, erzeugt. Dabei kann es zu abrupte Änderungen der Fluss-Richtungen der Ionen kommen. Wenn mindestens zwei solche gegenläufigen Plasmaströme unter bestimmte Winkel auf einander treffen, können deren Magnetfelder sie beide bändigen und zu einer Plasma-Kugel formen. Dieses heiße Plasma wird durch einen geringfügig kühleren lonenmantel umhüllt. Dabei wird die typische Kugel (Kugelblitz) erzeugt, die brennendes Plasma enthält, die durch die Erzeugung eigener Felder (elektrische und magnetische) und Feld-Wechselwirkung untereinander, stabil für mehrere Sekunden oder gar Minuten bleibt. Drin werden Plasma-Ströme in einander durch selbst erzeugten Magnet-Käfig mit Unterstützung der elektrischen Felder zusammengehalten. Das ist der Kugelblitz, von dem öfters berichtet wird. Nebenbei kommt es gelegentlich auch zu Zusammenstoß der Ionen, die unter einem Winkel oder ganz linear / frontal gegeneinander durch deren Massenträgheit aufprallen. Auf diese Weise kann es zu einer Erhöhung der Energieerzeugung und deren Freisetzung kommen, was zu einer explosionsartigen Plasmaerzeugung führt.The shell that can capture the neutrons heats up very quickly. When a certain temperature has been reached and cannot be optimally dissipated by heat exchangers, the fusion process can be briefly interrupted until the energy has been dissipated to some extent. Experience has shown that the reactor in the fusion area does not generate small plasma balls 46 very often, but they do generate them. These leave the fusion area when the fusion chamber is open and move into the reactor chamber 7. These plasma balls exhibit energy-stable properties for a short time and can be captured by magnetic fields. For this reason, additional electromagnetic coils 47 are to be installed in the reactor shell that can capture these small plasma balls and limit their movement by magnetic fields. Ball lightning in nature is probably also made of such balls, which are generated by at least two ion channels colliding with each other during a lightning strike. It is known that a lightning discharge in the atmosphere does not generate just one ion channel, but a large number of such channels arranged in a root shape. This can lead to abrupt changes in the flow direction of the ions. If at least two such opposing plasma streams meet at certain angles, their magnetic fields can tame them both and form a plasma ball. This hot plasma is surrounded by a slightly cooler ion mantle. This creates the typical ball (ball lightning) that contains burning plasma that remains stable for several seconds or even minutes by generating its own fields (electrical and magnetic) and field interactions with each other. Inside, plasma streams are held together by a self-generated magnetic cage with the support of the electric fields. This is the ball lightning that is often reported. Incidentally, ions occasionally collide, hitting each other at an angle or completely linearly / head-on due to their inertia. This can lead to an increase in energy generation and its release, which leads to explosive plasma generation.

Der Fusionsprozess ist bei der Erfindung hier relativ sicher und vergleichsweise mit einem Tokamak-Reaktor, deutlich einfacher und kostengünstiger zu erzeugen. Die investierte Energie ist geringer als der Energiegewinn, der durch diese Methode erzielt werden kann. Ein interessanter Aspekt bei diesem Reaktor ist, seine beliebig skalierbare Abmessung. Er kann von sehr klein, mit einer dutzende KW-Leistung, bis sehr groß im GW- bis TW-Bereich gebaut werden. Je nachdem wie groß die Fusion-Kammer und die Reaktor-Bestandteile (z.B. Rohre, Elektroden, Laserquellen, etc.) im Reaktor sind, so wird dementsprechend auch die Leistung ausfallen. Für kleinen Leistungsbedarf können z.B. Röhren mit 30-100mm Länge und 2-10mm Ø verwendet werden. Hier sind auch keine großartigen Elektromagneten oder UV-Laserquellen erforderlich, sondern reichen ein paar Luftspulen oder Neodym-Magnetringe und zwei UV-Laserquellen / Laserdioden mit ca. 100W-Leistung, völlig aus.The fusion process in this invention is relatively safe and, compared to a tokamak reactor, much easier and cheaper to produce. The energy invested is less than the energy gain that can be achieved through this method. An interesting aspect of this reactor is its arbitrarily scalable dimensions. It can be built from very small, with a dozen KW output, to very large in the GW to TW range. Depending on how large the fusion chamber and the reactor components (e.g. pipes, electrodes, laser sources, etc.) in the reactor are, the output will also be accordingly. For small power requirements, tubes with a length of 30-100mm and a diameter of 2-10mm can be used. No great electromagnets or UV laser sources are required here either; a few air coils or neodymium magnet rings and two UV laser sources/laser diodes with an output of around 100W are completely sufficient.

Um das Nachfüllen des Reaktors mit Brennmaterial (z.B. Deuterium + Tritium) zu gewährleisten, werden in Zeitintervallen kleine Mengen davon durch Pump-Systeme und eine Ventilsteuerung in die Fusion-Kammer geleitet. Auch das dort entstehende Helium wird durch Fluidaustausch weg transportiert.To ensure that the reactor is refilled with fuel (e.g. deuterium + tritium), small amounts of fuel are fed into the fusion chamber at regular intervals using pump systems and a valve control system. The helium produced there is also transported away by fluid exchange.

Weil der Reaktor auch sehr klein gebaut werden kann, ist er für viele mobile Verbraucher interessant. Eine Anwendung dieses Reaktors kann in die Fahrzeugtechnik realisiert werden. Kleine Wasserstoffmengen sind ausreichend um ein Fahrzeug jahrelang zu betreiben und sehr weite Strecken damit zu fahren.Because the reactor can be built very small, it is of interest to many mobile consumers. One application of this reactor can be realized in vehicle technology. Small amounts of hydrogen are sufficient to operate a vehicle for years and to travel very long distances.

Der Reaktor kann mit einer Ummantelung ausgestattet werden, die doppelwandig gebaut ist, wobei mindestens eine Kammer zwischen den Wänden gebildet wird. Dieser Kammer kann vorzugsweise mit Wasser gefüllt werden, sodass der Reaktor mit Wasser (oder schwerem Wasser) umhüllt ist.The reactor can be equipped with a jacket that is constructed with double walls, with at least one chamber formed between the walls. This chamber can preferably be filled with water so that the reactor is surrounded by water (or heavy water).

BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SYMBOL LIST

11
Reaktorreactor
22
a,b Ionenstrahlen / Plasmastrahlena,b ion beams / plasma beams
33
Kreuz-Stelle; Treffpunkt; Kreuzung; Kollisionspunkt; Fusions-Zentrumcross point; meeting point; intersection; collision point; fusion center
44
Ionenions
55
a,b,c,d Hochspannungselektroden; Elektroden; ringförmige Elektrodena,b,c,d high-voltage electrodes; electrodes; ring-shaped electrodes
66
a,b lonenkanala,b ion channel
77
Reaktorkammerreactor chamber
88
MantelCoat
99
Schnellen Neutronenfast neutrons
1010
Wärme-Austausch-System, Wärme- Transport-Vorrichtungenheat exchange system, heat transport devices
1111
Dampfturbinesteam turbine
1212
Fusionskammer / Fusion-Kammerfusion chamber / fusion chamber
1313
a,b, Rohren (Röhre)a,b, pipes (tube)
1414
Vergrößerte Stelle (Kammer)Enlarged area (chamber)
1515
a,b,c,d Enden der Rohrea,b,c,d ends of the pipes
1616
Hochspannungs-Generator; Hochspannungsquellehigh-voltage generator; high-voltage source
1717
Deuteriumdeuterium
1818
Tritiumtritium
1919
a,b Laserstrahlera,b laser emitters
2020
a,b Laserstrahlena,b laser beams
2121
a,b Ringöffnungen an den Elektrodena,b Ring openings on the electrodes
2222
a,b Glas-Scheibe mit einem Spiegela,b glass pane with a mirror
2323
a,b Halbspiegel-Elementa,b half-mirror element
2424
Fluid (Medium - aus fusionsfähigen Elementen)Fluid (medium - made of fusion-capable elements)
2525
Winkel / Treffwinkelangle / impact angle
2626
a,b Abschirm-Platten, elektrische Abschirmung / Trennwändea,b Shielding plates, electrical shielding / partition walls
2727
Schaltung, elektronische Steuerungcircuit, electronic control
2828
Längs-Achse des Ionenkanals, Längsachse der RohreLongitudinal axis of the ion channel, longitudinal axis of the tubes
2929
Zentrumcenter
3030
Ionenkanal-Querschnittion channel cross-section
3131
Plasma-Strahl-Ummantelung; lonenstrahl-Ummantelungplasma beam sheathing; ion beam sheathing
3232
a,b,c,d, die vier kürzere Rohrea,b,c,d, the four shorter pipes
3333
Spezielle SolarzellenSpecial solar cells
3434
Verengungen an den Rohren kurz vor dem TreffpunktNarrowing of the pipes shortly before the meeting point
3535
Hohlkugel (Kollisions- / Fusion-Kammer)hollow sphere (collision / fusion chamber)
3636
Magnetfeldspulen / Elektromagnetspulenmagnetic field coils / electromagnetic coils
3737
Neodym-Magnetringeneodymium magnet rings
3838
Rohrwändepipe walls
3939
Mikrobereiche mit hoher Ionenkonzentrationmicro-areas with high ion concentration
4040
Treffbereichmeeting area
4141
Reaktor-Hüllereactor shell
4242
Pumpepump
4343
Heliumhelium
4444
Quer-Kanal oder Fluidleitungcross-channel or fluid line
4545
Gunn-DiodenGunn diodes
4646
Plasmakugelnplasma balls
4747
Zusätzliche elektromagnetische SpulenAdditional electromagnetic coils

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA accepts no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 1996036969 A1 [0030]WO 1996036969 A1 [0030]
  • US 10403405 B2 [0031]US 10403405 B2 [0031]
  • US 11049620 B2 [0032]US 11049620 B2 [0032]
  • US 20200075178 A1 [0033]US 20200075178 A1 [0033]
  • DE 112018004647 A5 [0034]DE 112018004647 A5 [0034]

Claims (69)

Fusion-Reaktor, dadurch gekennzeichnet, dass er aus mindestens - einer X-förmigen Fusion-Kammer, die aus zwei Rohren besteht, die X-förmig einander kreuzen, die jeweils zwei sehr enge und zwei sehr breite Winkel miteinander bilden, die mit mindestens einem fusionsfähigen leichten Element, oder mit Wasserstoff und / oder Wasserstoff-Isotopen, auffüllbar ist, - vier Elektroden, die an jedem Ende der Rohre der X-förmigen Kammer eingebaut sind, die jeweils zwei Elektroden-Paare bilden, die so angeordnet sind, dass sie je eine Funken-Entladung durch das fusionsfähige Element und dadurch je einen geraden Ionenkanal in den beiden Rohren erzeugen, die X-förmig in einem Treffpunkt / einer Kreuzung einander sich kreuzen, in denen die positiven Ionen einander entgegenkommend sich bewegen und miteinander kollidieren, - einer Hochspannungs-Quelle, die die Elektroden mit Strom versorgt, - einer Steuerung, die mit der Hochspannungs-Quelle und den Elektroden-Paare gekoppelt ist, die jedes Elektroden-Paar in kurzen Zeitabständen, abwechselnd mit Strom / Pulsstrom versorgt, die so geschaltet ist, dass die benachbarten Elektroden abwechselnd oder unterschiedlich elektrisch polarisiert sind, sodass die durch das elektrische Feld bewegte Ionen in dem Treffpunkt der beiden Ionenkanäle einen Gegenverkehr der Ionen-Bewegungen bilden und auf einem breiten Winkel, fast linear, miteinander kollidieren, - je einen Ein- und Ausgang, durch die das Fluid in die X-förmigen Fusion-Kammer ein- und ausfließen kann, - zwei Elektroventile, die jeweils am Ein- und Ausgang der X-förmigen Fusion-Kammer eingebaut sind, - einer Fluidtransport-Vorrichtung oder einen Injektor, die / der das Fluid in die X-Förmigen Fusion-Kammer injiziert, besteht. Fusion reactor, characterized in that it consists of at least - one X-shaped fusion chamber consisting of two tubes that cross each other in an X-shape, each of which forms two very narrow and two very wide angles with each other, which can be filled with at least one fusion-capable light element, or with hydrogen and / or hydrogen isotopes, - four electrodes that are installed at each end of the tubes of the X-shaped chamber, each of which forms two pairs of electrodes that are arranged in such a way that they each generate a spark discharge through the fusion-capable element and thereby a straight ion channel in each of the two tubes that cross each other in an X-shape at a meeting point / intersection in which the positive ions move towards each other and collide with each other, - a high-voltage source that supplies the electrodes with electricity, - a control that is coupled to the high-voltage source and the electrode pairs, which supplies each electrode pair at short time intervals, alternately with current / pulse current which is connected in such a way that the adjacent electrodes are alternately or differently electrically polarized, so that the ions moved by the electric field form a counter traffic of ion movements at the meeting point of the two ion channels and collide with each other at a wide angle, almost linearly, - an inlet and outlet through which the fluid can flow in and out of the X-shaped fusion chamber, - two electrovalves, each installed at the inlet and outlet of the X-shaped fusion chamber, - a fluid transport device or an injector, which injects the fluid into the X-shaped fusion chamber. Fusion-Reaktor nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Treffpunkt, die Ionen eines Ionenkanals, die immer noch aktiv durch das elektrische Feld zum Zeitpunkt des Passierens durch den Treffpunkt beschleunigt werden, auf Ionen des anderen Ionenkanals nahezu frontal prallen, die kurz davor aktiv elektrisch beschleunigt wurden, die zum Zeitpunkt des Aufpralls lediglich durch deren Massenträgheit sich weiter in Bewegung befinden.fusion reactor after patent claim 1 , characterized in that at the meeting point, the ions of one ion channel, which are still actively accelerated by the electric field at the time of passing through the meeting point, collide almost head-on with ions of the other ion channel which were actively electrically accelerated shortly before and which, at the time of impact, are still in motion only due to their inertia. Fusion-Reaktor nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Treffpunkt der beiden Ionenkanäle immer nur Ionen, die zum Zeitpunkt elektrisch aktiv durch aufgebaute Spannung zwischen Elektrodenpaare des betroffenen Ionenkanals beschleunigt werden, mit Ionen die zu dem gleichen Zeitpunkt durch Massenträgheit sich fortbewegen, mit einander kollidieren.fusion reactor after patent claim 1 or 2 , characterized in that at the meeting point of the two ion channels only ions which are electrically actively accelerated at the time by the built-up voltage between electrode pairs of the ion channel concerned collide with ions which are moving at the same time by inertia. Fusion-Reaktor nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre je eine verengte Stelle aufweisen, die in der Nähe des Treffpunkts / der Kreuzung eingebaut sind.Fusion reactor based on one of the patent claims 1 until 3 , characterized in that the pipes each have a narrowed point which is installed near the meeting point / intersection. Fusion-Reaktor nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Magnetspule eingebaut ist, die jeweils in den Ionenstrahlen, eine Verengung des Ionenstrahlen-Durchmessers in deren Treffpunkt bewirkt.Fusion reactor based on one of the patent claims 1 until 3 , characterized in that at least one magnetic coil is installed, which causes a narrowing of the ion beam diameter at their meeting point. Fusion-Reaktor, dadurch gekennzeichnet, dass er aus mindestens - einer Fusion-Kammer, die mit einem oder mehreren fusionsfähigen leichten Elementen oder mit Wasserstoff und / oder Wasserstoff-Isotopen, auffüllbar ist, - zwei Elektroden-Paare, die in einem Abstand von einander in die Fusion-Kammer eingebaut sind, die je einen Funken-Entladung durch das Element und dadurch zwei sich an einem Treffpunkt miteinander unter einem breiten Winkel kreuzende Ionenkanäle erzeugen, in denen die positiven Ionen, einander entgegenkommend sich bewegen und miteinander kollidieren, - eine Hochspannungs-Quelle, die mit den Elektroden gekoppelt ist, - eine Steuerung, die die Hochspannungs-Quelle oder den Strom für die Elektroden steuert, - je einen Ein- und Ausgang, durch die das Fluid in die Kammer ein- und ausfließen kann, - zwei Elektroventile, die jeweils am Ein- und Ausgang der Kammer eingebaut sind, - einer Fluidtransport-Vorrichtung oder einen Injektor, die / der das Fluid in die Kammer injiziert, besteht.Fusion reactor, characterized in that it consists of at least - a fusion chamber that can be filled with one or more fusion-capable light elements or with hydrogen and/or hydrogen isotopes, - two pairs of electrodes that are installed in the fusion chamber at a distance from one another, each of which generates a spark discharge through the element and thereby two ion channels that cross each other at a meeting point at a wide angle, in which the positive ions move towards each other and collide with each other, - a high-voltage source that is coupled to the electrodes, - a controller that controls the high-voltage source or the current for the electrodes, - an inlet and an outlet through which the fluid can flow into and out of the chamber, - two electrovalves that are installed at the inlet and outlet of the chamber, - a fluid transport device or an injector that injects the fluid into the chamber. Fusion-Reaktor nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fusion-Kammer mit Trennwände, die die benachbarten Elektroden voneinander elektrisch auf einer Teilstrecke trennen, deren Abmessungen ein elektrisches Funken zwischen den benachbarten Elektroden verhindern soll, ausgestattet ist.fusion reactor after patent claim 6 , characterized in that the fusion chamber is equipped with partition walls which electrically separate the adjacent electrodes from each other over a section whose dimensions are intended to prevent electrical sparking between the adjacent electrodes. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden so angeordnet sind, dass die dadurch beschleunigten Ionen mit einander im Treffpunkt der beiden kreuzenden Ionenstrahlen annähernd frontal miteinander kollidieren.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the electrodes are arranged in such a way that the ions accelerated thereby collide with each other approximately head-on at the meeting point of the two crossing ion beams. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspanungs-Quelle ein Hochspannungs-Generator ist, der Gleichstrom oder Impulsstrom unter Hochspannung liefert.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the high-voltage source is a high-voltage generator which supplies direct current or pulsed current at high voltage. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Fusion-Kammer oder die Rohre aus elektrisch isolierendem Material bestehen.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the walls of the fusion chamber or the tubes consist of electrically insulating material. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fusion-Kammer in dem Treffpunkt der Ionenkanäle, eine kugelförmige Reaktions-Kammer mit einem Innendurchmesser, der grösser als der Innendurchmesser der Rohre ist, in der die Fusion stattfindet, aufweist.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the fusion chamber has, in the meeting point of the ion channels, a spherical reaction chamber with an inner diameter which is larger than the inner diameter of the tubes in which the fusion takes place. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktions-Kammer zahlreiche Öffnungen oder eine GitterStruktur aufweist, durch die die Neutronen oder das Helium großteils ungehindert den Fusions-Ort verlassen können.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the reaction chamber has numerous openings or a grid structure through which the neutrons or helium can leave the fusion site largely unhindered. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Reaktions-Kammer, in der das Treffen der Ionenkanäle stattfindet, aus lichtdurchlässigem Material bestehen.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the walls of the reaction chamber in which the meeting of the ion channels takes place consist of light-permeable material. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innen-Wände der Reaktions-Kammer, in der der Treffpunkt der Ionenkanäle stattfindet, aus Photozellen / Solarzellen bestehen oder mit solchen Zellen bestückt sind.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the inner walls of the reaction chamber, in which the meeting point of the ion channels takes place, consist of photocells / solar cells or are equipped with such cells. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktions-Kammer, oder zumindest in der Nähe des Treffpunktes, in dem der Ionen miteinander kollidieren, hitzeleitende Elemente oder ein Hitze-Transport-System eingebaut sind.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the reaction chamber, or at least in the vicinity of the meeting point where the ions collide with each other, heat-conducting elements or a heat transport system are installed. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Reaktions-Kammer, in der der Ionenkanal-Treffpunkt stattfindet, mit einem Querkanal, in dem Wasserstoff und / oder Wasserstoff-Isotopen durchströmen, ausgestattet ist.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that at least the reaction chamber in which the ion channel meeting point takes place is equipped with a transverse channel through which hydrogen and/or hydrogen isotopes flow. Fusion-Reaktor nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Querkanal eine Hochdruckdüse einmündet, die mit einem Wasserstoff- / Wasserstoff-Isotopen-Hochdruck-Behälter / - Pumpe über einem Elektroventil verbunden ist, der mit einer Steuerung gekoppelt ist.fusion reactor after patent claim 16 , characterized in that a high-pressure nozzle opens into the transverse channel, which is connected to a hydrogen / hydrogen isotope high-pressure container / pump via an electrovalve which is coupled to a control system. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarität der Elektroden so ausgelegt ist, dass niemals zwei benachbarte Elektroden die gleiche Polarität aufweisen.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the polarity of the electrodes is designed such that no two adjacent electrodes have the same polarity. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden so ausgelegt und die Ionenkanäle kreuzend so ausgerichtet sind, dass die positiven Ionen der beiden Ionenkanäle in dem Treffpunkt nahezu frontal miteinander kollidieren.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the electrodes are designed and the ion channels are aligned so that the positive ions of the two ion channels collide almost head-on with each other at the meeting point. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit mindestens zwei ringförmige Elektroden, in denen je ein Laserstrahl aus einem oder mehreren Laserstrahlen-Quellen eindringt, die bis zu der gegenüber liegende Elektrode reist und im Fluid in die Fusionskammer durch je einen gebündelten Strahl, zwei Ionenkanäle generiert, oder den Vorgang für die Bildung der beiden Ionenkanäle durch die Stromentladungen über die jeweiligen Elektroden unterstützt, ausgestattet ist.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with at least two ring-shaped electrodes, into each of which a laser beam from one or more laser beam sources penetrates, which travels to the opposite electrode and generates two ion channels in the fluid in the fusion chamber by means of a bundled beam each, or supports the process for the formation of the two ion channels by the current discharges via the respective electrodes. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Rohr-Enden, wo die Laserstrahlen eindringen, je ein Teilspiegel-Element oder Halbspiegel-Element eingebaut ist und an den anderen Enden den beiden Rohren je ein Plan-Voll-Spiegel-Element eingebaut sind.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that a partial mirror element or half-mirror element is installed at each end of the tube where the laser beams penetrate, and a flat full mirror element is installed at each of the other ends of the two tubes. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rohre, in denen die Ionen-Kanäle generiert werden, je einen optischen Resonator bilden, in denen eindringende Laserstrahlen mit Fluid-Ionisierenden Eigenschaften, durch mehrfache Reflektionen teilweise akkumuliert werden.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the two tubes in which the ion channels are generated each form an optical resonator in which penetrating laser beams with fluid-ionizing properties are partially accumulated by multiple reflections. Fusion-Reaktor nach Patentanspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlenquelle mit einem optischen Ablenk-System ausgestattet ist, sodass sie mindestens zwei Fluidkanäle ionisiert, die in einem Punkt kreuzend sich treffen und zwei Ionenkanäle zwischen den beiden Elektroden-Paaren bilden.fusion reactor after patent claim 22 , characterized in that the laser beam source is equipped with an optical deflection system so that it ionizes at least two fluid channels which cross at one point and form two ion channels between the two electrode pairs. Fusion-Reaktor nach Patentanspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahler ein optischer Laser oder ein IR-Laser oder ein UV-Laser ist.fusion reactor after patent claim 22 or 23 , characterized in that the laser emitter is an optical laser or an IR laser or a UV laser. Fusion-Reaktor nach Patentanspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahler ein Röntgen- oder Gamma-Laser ist.fusion reactor after patent claim 22 or 23 , characterized in that the laser emitter is an X-ray or gamma laser. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit mindestens einen starken Mikrowellenstrahler, der eine gebündelten Strahl in mindestens einen der Ionenkanäle drin entlang abgibt, das Fluid ionisiert und das Bilden des Ionenkanals unterstützt oder den lonisierungs-Vorgang für die elektrische Entladung startet, ausgestattet ist.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that that it is equipped with at least one powerful microwave emitter which emits a focused beam along at least one of the ion channels therein, ionizing the fluid and assisting in the formation of the ion channel or starting the ionization process for the electrical discharge. Fusion-Reaktor nach Patentanspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrowellenstrahler so ausgelegt ist, dass er mindestens zwei Ionenkanäle bestrahlt oder erhitzt, die auf einander in einem Punkt kreuzend treffen.fusion reactor after patent claim 26 , characterized in that the microwave emitter is designed to irradiate or heat at least two ion channels which cross each other at a point. Fusion-Reaktor nach Patentanspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellenstrahler aus Gunn-Dioden bestehen.fusion reactor after patent claim 25 or 26 , characterized in that the microwave emitters consist of Gunn diodes. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit mindestens einen starken Röntgenstrahler, der eine gebündelten Strahl in die Kammer in dem Fluid entlang und in Form von Linien zwischen den beiden Elektroden-Paaren entlang abgibt und eine Ionisierung des Fluides unterstützt, ausgestattet ist.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with at least one powerful X-ray emitter which emits a focused beam into the chamber along the fluid and in the form of lines between the two electrode pairs and supports ionization of the fluid. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer, die mit dem fusionsfähigen Fluid gefüllt ist, unter Hochdruck steht.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the chamber filled with the fusion-capable fluid is under high pressure. Fusion-Reaktor nach einem der Patentansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer, der mit dem fusionsfähigen Medium gefüllt ist, unter Unterdruck steht.Fusion reactor based on one of the patent claims 1 until 28 , characterized in that the chamber filled with the fusible medium is under negative pressure. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Strukturmaterial-Wand und / oder eine Ummantelung der Fusion-Kammer, die durch Abbremsung der Neutronen Wärme erzeugt, die über einen konventionellen Dampfkreislauf in Elektrizität umgewandelt wird, ausgestattet ist.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with a structural material wall and/or a casing of the fusion chamber, which generates heat by slowing down the neutrons, which is converted into electricity via a conventional steam cycle. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem Schutzmantel ausgestattet ist.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with a protective casing. Fusion-Reaktor nach einem Patentanspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel eine Doppelwand-Konstruktion aufweist, und in den Zwischenraum mit Wasser oder einer Flüssigkeit gefüllt ist, die in einem Kreislauf und einer Wärmetransport-Vorrichtung eingebunden ist.Fusion reactor after a patent claim 32 or 33 , characterized in that the jacket has a double-wall construction and the space between them is filled with water or a liquid which is integrated in a circuit and a heat transport device. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre mit den Ionenstrahlen drin, mit Elektromagneten, die die Ionen in einer Rohr-Längsachse zwingen und diese von der Rohr-Wand fernhalten, ausgestattet sind.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the tubes with the ion beams in them are equipped with electromagnets which force the ions in a longitudinal axis of the tube and keep them away from the tube wall. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, das im Bereich des Treffpunkts der Ionenstrahlen eine Elektromagnetspule eingebaut ist, die wie eine Elektromagnetfeld-Linse die Ionen in dem Treffpunkt fokussiert.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that an electromagnetic coil is installed in the region of the meeting point of the ion beams, which focuses the ions in the meeting point like an electromagnetic field lens. Fusion-Reaktor nach Patentanspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromagnetspule mit der Steuerung gekoppelt ist, die auch die Elektroden unter Spannung setzt und mit Pulsstrom, synchron mit der Stromversorgung der Elektroden versorgt wird.fusion reactor after patent claim 36 , characterized in that the electromagnetic coil is coupled to the control, which also energizes the electrodes and is supplied with pulse current, synchronously with the power supply of the electrodes. Fusion-Reaktor, umfassend - zwei Vorratsbehälter, die jeweils mit einem fusionsfähigen Fluid gefüllt sind, - eine Hochdruck-Doppel-Pumpe, die mit beiden Vorratsbehältern gekoppelt ist, - zwei Düsen, die je einen Fluidstrahl erzeugen können, die jeweils mit einen der Pumpen-Ausgängen durch Fluidleitungen gekoppelt sind, - eine Rohr-Konstruktion aus zwei Rohren, die einander unter großen Winkel an einer Stelle treffen oder in einem Treffpunkt / Knotenpunkt kreuzend, gebaut sind, an deren Anfang je eine der Düsen eingebaut ist und an deren Enden, je eine Fluid-Abfluss-Leitung gekoppelt ist, - zwei Elektroden-Paare, die jeweils an den Anfängen und am Enden der Rohre, paarweise je zwei Stück pro gerades Rohr, drin eingebaut sind, - eine Hochspanungsquelle, die die beiden, kreuzenden Fluidstrahlen in den Rohren unter Hochspannung setzen kann, - eine elektronische Vorrichtung, die die Hochspannung in den beiden Fluidstrahlen in Form von Pulsströmen, die stets pro Fluidstrahl abwechselnd und mit hoher Frequenz in den Fluidstrahlen abgegeben werden, - eine Steuerung, die mit der Hochspannungsquelle und der elektronischen Vorrichtung gekoppelt und die Abläufe steuert.Fusion reactor, comprising - two storage containers, each filled with a fluid capable of fusion, - a high-pressure double pump coupled to both storage containers, - two nozzles, each capable of generating a fluid jet, each coupled to one of the pump outlets by fluid lines, - a pipe construction made of two pipes that meet at a large angle at one point or cross at a meeting point / junction, at the beginning of each of which one of the nozzles is installed and at the ends of which a fluid discharge line is coupled, - two pairs of electrodes, each installed at the beginning and at the end of the pipes, two pairs per straight pipe, - a high-voltage source that can put the two crossing fluid jets in the pipes under high voltage, - an electronic device that generates the high voltage in the two fluid jets in the form of pulse currents, which are always per fluid jet are emitted alternately and at high frequency in the fluid jets, - a controller that is coupled to the high voltage source and the electronic device and controls the processes. Fusion-Reaktor nach Patentanspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass in die Öffnungen in den Vorratsbehälter-Ausgängen, die den Inhalt aus den Vorratsbehältern in den Rohren leiten, Elektroventile eingebaut sind, die den Zufluss des Fluides in den Rohren steuern und die Rohre mit dem Fluid drin beim Schließen, von dem Vorratsbehälter elektrisch isolieren.fusion reactor after patent claim 38 , characterized in that in the openings in the reservoir outlets, which direct the contents from the reservoirs into the pipes, electrovalves are installed, which control the inflow of the fluid in the pipes and electrically isolate the pipes with the fluid in them from the reservoir when closed. Fusion-Reaktor nach Patentanspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorratsbehälter-Ausgänge jeweils mit Elektroventilen ausgestattet, die gesteuert die Rohren-Inhalt und Vorratsbehälter-Inhalt elektrisch und physisch voneinander trennen.fusion reactor after patent claim 39 , characterized in that the reservoir outlets are each equipped with electrovalves which control the pipe content and reservoir electrically and physically separate the container contents from each other. Fusion-Reaktor nach einem der Patentansprüche 39 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt von zwei Vorratsbehältern, nur ein Vorratsbehälter eingebaut ist, der mit einem gemischten Inhalt aus mindestens zwei mit einander fusionsfähigen Inhalten gefüllt ist.Fusion reactor based on one of the patent claims 39 until 40 , characterized in that instead of two storage containers, only one storage container is installed, which is filled with a mixed content of at least two contents that can be fused with each other. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kürzeste, elektrische Weg zwischen den Elektroden in einer Paar-Formation, die in den Rohren eingebaut sind, durch die Inhalt in den Rohren führt und nicht in dem Vorratsbehälter.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the shortest electrical path between the electrodes in a pair formation installed in the tubes leads through the contents in the tubes and not in the storage container. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Widerstand und die Medium-Spannungsdurchbruch-Werte höher in dem Vorratsbehälter als in dem Rohr, in dem die Elektroden-Paare eingebaut sind, betragen.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical resistance and the medium voltage breakdown values are higher in the storage container than in the tube in which the electrode pairs are installed. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktor-Kammer, der Vorratsbehälter und die Fusion-Kammer oder die Reaktions-Kammer aus strom-isolierendem Material hergestellt sind.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the reactor chamber, the storage container and the fusion chamber or the reaction chamber are made of current-insulating material. Fusion-Reaktor nach einem der Patentansprüche 38 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen in die Rohr-Konstruktion so eingebaut sind, dass die beiden Fluidstrahlen im Treffpunkt / Knotenpunkt unter einem Winkel, der geringfügig kleiner als 180° beträgt, sich aufeinandertreffen.Fusion reactor based on one of the patent claims 38 until 44 , characterized in that the nozzles are installed in the pipe construction in such a way that the two fluid jets meet at the meeting point / node at an angle which is slightly smaller than 180°. Fusion-Reaktor nach einem der Patentansprüche 38 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden so angeordnet sind, dass deren Plus-Pole an den Enden, wo die Düsen sich befinden, positioniert sind, während die Elektroden mit den negativen Polen jeweils gegenüber in den Rohren positioniert sind.Fusion reactor based on one of the patent claims 38 until 45 , characterized in that the electrodes are arranged so that their positive poles are positioned at the ends where the nozzles are located, while the electrodes with the negative poles are positioned opposite each other in the tubes. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid, eine Gasmischung aus Deuterium und Tritium ist.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid is a gas mixture of deuterium and tritium. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannung für die Funkenerzeugung und Generierung oder Aufrechterhaltung von zwei Ionenkanälen zwischen jeweils zwei Elektroden-Paare, ausreichend hoch ist.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the high voltage is sufficiently high for spark generation and generation or maintenance of two ion channels between each two electrode pairs. Fusion-Reaktor nach einem der Patentansprüche 38 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass im Treffpunkt / Knotenpunkt der beiden Rohre eine breitere Kammer eingebaut ist, durch die die beiden Fluidstrahlen verlaufen können.Fusion reactor based on one of the patent claims 38 until 48 , characterized in that a wider chamber is installed at the meeting point / junction of the two pipes, through which the two fluid jets can pass. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Fusion-Kammer oder Reaktions-Kammer mit Hitzeableitungs-Elemente ausgestattet sind.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the walls of the fusion chamber or reaction chamber are equipped with heat dissipation elements. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Kammer mit Solarzellen, die intensives Licht oder Hochenergie-Strahlung in Strom umwandeln können, ausgestattet sind.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the walls of the chamber are equipped with solar cells that can convert intense light or high-energy radiation into electricity. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromentladungen entlang der jeweiligen Ionenkanals, aus Impuls-Strömen in Form von Puls-Gleichströmen, die durch eine eingebaute Steuerung mit hoher Frequenz abwechselnd an jedes Elektroden-Paar geleitet werden, bestehen.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the current discharges along the respective ion channels consist of pulse currents in the form of pulsed direct currents which are alternately conducted to each electrode pair at high frequency by a built-in control. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impuls-Ströme mit einer Repetitionsrate, die mindestens mehrere MHz beträgt oder höher bis ins GHz-Bereich reicht, durch eine eingebaute elektronische Vorrichtung, generiert werden.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the pulse currents are generated by a built-in electronic device with a repetition rate of at least several MHz or higher up to the GHz range. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elektroden-Paare über zwei galvanisch getrennte Stromkreise mit Hochspannungs-Impulsen gleichzeitig oder abwechselnd versorgt werden.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the two electrode pairs are supplied with high-voltage pulses simultaneously or alternately via two galvanically isolated circuits. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Steuerung, die die Fluidstrahlen in Form von kurzen Fluid-Impuls-Strahlen, die abwechselnd durch eingebaute Elektroventile und deren Steuerung, generiert werden, die die beiden Fluidstrahlen-Paare, abwechselnd abgibt, ausgestattet ist.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with a control which generates the fluid jets in the form of short fluid pulse jets which are alternately generated by built-in electrovalves and their control which emits the two pairs of fluid jets alternately. Fusion-Reaktor nach einem der Patentansprüche 38 bis 55, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid in flüssigen oder in Gas-Zustand durch die Düsen abgegeben wird.Fusion reactor based on one of the patent claims 38 until 55 , characterized in that the fluid is discharged through the nozzles in liquid or gaseous state. Fusion-Reaktor nach einem der Patentansprüche 38 bis 56, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem Erhitzer, der das Fluid vor dem, oder beim Austritt aus der Düse ionisiert, ausgestattet ist.Fusion reactor based on one of the patent claims 38 until 56 , characterized in that it is equipped with a heater which ionizes the fluid before or when it exits the nozzle. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er jeweils zwei Laserquellen, die Laserstrahlen emittieren, die jeweils in einem Rohr in den Fluidstrahlen fließend übergehen, aufweistFusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that that it has two laser sources each emitting laser beams, each of which flows into the fluid jets in a tube Fusion-Reaktor nach einem der Patentansprüche 56 bis 58, dadurch gekennzeichnet, das in dem Fluid ein chemisches Element, das dem Fluid stromleitende Fähigkeiten verleiht oder es in einem Elektrolyten verwandelt, aufgelöst ist.Fusion reactor based on one of the patent claims 56 until 58 , characterized in that a chemical element which gives the fluid electrically conductive properties or transforms it into an electrolyte is dissolved in the fluid. Fusion-Reaktor nach einem der Patentansprüche 56 bis 59, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid in Impuls-Fluid-Strahlen mit hoher Repetitionsrate, gleichzeitig in den beiden Rohren abgegeben wird.Fusion reactor based on one of the patent claims 56 until 59 , characterized in that the fluid is released in pulsed fluid jets with a high repetition rate, simultaneously in the two tubes. Fusion-Reaktor nach einem der Patentansprüche 38 bis 60, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Hochdruckpumpe, bestehend aus einer Vorrichtung, die durch Ausdehnungsenergie von einer Knallgas-Zündung, den notwendigen Hochdruck auf das Fluid für einen Fluidstrahl durch die Fusion-Kammer oder Reaktions-Kammer generiert, ausgestattet ist.Fusion reactor based on one of the patent claims 38 until 60 , characterized in that it is equipped with a high-pressure pump consisting of a device which, by means of expansion energy from an oxyhydrogen ignition, generates the necessary high pressure on the fluid for a fluid jet through the fusion chamber or reaction chamber. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die am Treffpunkt / Knotenpunkt eingetroffene Ionen der beiden Fluidstrahlen in jeweiligen Ionenkanal, die einander im großen Winkel gegenläufig kreuzen, an dem Treffpunkt / Knotenpunkt antriebslos und alleine durch die zuvor elektrisch gewonnene kinetische Energie und Ionen-Massenträgheit miteinander kollidieren.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the ions of the two fluid beams arriving at the meeting point / node in the respective ion channel, which cross each other in opposite directions at a large angle, collide with each other at the meeting point / node without propulsion and solely by the previously electrically obtained kinetic energy and ion mass inertia. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ionen-Kanäle, Fluidstrahlen-Paare mit verschiedenen fusionsfähigen Elementen in Fluidform aufweisen.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the two ion channels have fluid jet pairs with different fusion-capable elements in fluid form. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Rohre mit kleine Mengen aus Bor und das andere mit Wasserstoff gefüllt sind und durch elektrische Felder und Stromentladungen zu Ionisierung veranlasst, und gegeneinander bis zum Treffpunkt / Knotenpunkt zum Kollidieren elektrisch beschleunigt werden.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that one of the tubes is filled with small amounts of boron and the other with hydrogen and is caused to ionize by electric fields and current discharges, and is electrically accelerated against each other until it reaches the meeting point / node for collision. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine ringförmige Elektromagnetspule in dem Treffpunkt / Knotenpunkt so eingebaut ist, dass der Knotenpunkt / Treffpunkt in die Ring-Öffnung der Elektromagnetspule in der Mitte sich befindet.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that an annular electromagnetic coil is installed in the meeting point / node point such that the node point / meeting point is located in the ring opening of the electromagnetic coil in the middle. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Energie-Austausch-Vorrichtung, die die durch Fusion erzeugte Energie nach außen abführt, ausgestattet ist.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with an energy exchange device which dissipates the energy generated by fusion to the outside. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Fusions-Energie und dabei erzeugte Fluidverdrängung, eine Vorrichtung mit einem Magneten drin, der in Rotation oder Hin- und Her-Bewegung gebracht wird, der in eine oder mehrere in der Nähe eingebauten Elektromagnetspulen, einen Strom induziert, aufweist.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the fusion energy and the fluid displacement generated thereby have a device with a magnet inside which is set in rotation or back and forth movement, which induces a current in one or more electromagnetic coils installed nearby. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass statt zwei Rohre, vier Rohre eingebaut sind, deren Längsachsen jeweils auf einem gemeinsamen Treffpunkt gerichtet sind.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that instead of two tubes, four tubes are installed, the longitudinal axes of which are each directed towards a common meeting point. Fusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er anstatt der Elektromagnet-Spulen oder zusätzlich dazu, starke Permanent-Magnetringe aufweist.Fusion reactor according to one of the preceding claims, characterized in that it has strong permanent magnet rings instead of the electromagnet coils or in addition thereto.
DE102023001479.6A 2023-04-15 2023-04-15 fusion reactor Pending DE102023001479A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023001479.6A DE102023001479A1 (en) 2023-04-15 2023-04-15 fusion reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023001479.6A DE102023001479A1 (en) 2023-04-15 2023-04-15 fusion reactor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102023001479A1 true DE102023001479A1 (en) 2024-10-17

Family

ID=92908757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102023001479.6A Pending DE102023001479A1 (en) 2023-04-15 2023-04-15 fusion reactor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102023001479A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996036969A1 (en) 1995-05-17 1996-11-21 Browne Peter F Toward a shock-wave fusion reactor
US10403405B2 (en) 2005-03-07 2019-09-03 The Regents Of The University Of California Inductive plasma source and plasma containment
US20200075178A1 (en) 2009-05-19 2020-03-05 Alfred Y. Wong Rotating High-Density Fusion Reactor For Aneutronic and Neutronic Fusion
DE112018004647A5 (en) 2017-11-27 2020-06-10 Heinrich Hora Elimination of neutrons from nuclear reactions in a reactor, in particular clean laser Bor11 fusion without secondary contamination
US11049620B2 (en) 2009-02-12 2021-06-29 Helion Energy, Inc. Method and apparatus for the generation, heating and/or compression of plasmoids and/or recovery of energy therefrom

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996036969A1 (en) 1995-05-17 1996-11-21 Browne Peter F Toward a shock-wave fusion reactor
US10403405B2 (en) 2005-03-07 2019-09-03 The Regents Of The University Of California Inductive plasma source and plasma containment
US11049620B2 (en) 2009-02-12 2021-06-29 Helion Energy, Inc. Method and apparatus for the generation, heating and/or compression of plasmoids and/or recovery of energy therefrom
US20200075178A1 (en) 2009-05-19 2020-03-05 Alfred Y. Wong Rotating High-Density Fusion Reactor For Aneutronic and Neutronic Fusion
DE112018004647A5 (en) 2017-11-27 2020-06-10 Heinrich Hora Elimination of neutrons from nuclear reactions in a reactor, in particular clean laser Bor11 fusion without secondary contamination

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60209226T2 (en) CONTROLLED FUSION IN A FIELD CHANGE CONFIGURATION AND DIRECT ENERGY TRANSFORMATION
Yonas Fusion power with particle beams
WO2015144190A1 (en) Method for generating electrical energy by laser-based nuclear fusion and laser fusion reactor
EP1642301A2 (en) Fusion apparatus and methods
DE102023001488A1 (en) Nuclear fusion reactor
DE102023001479A1 (en) fusion reactor
DE102023001478A1 (en) fusion reactor
DE102012001634A1 (en) Nuclear fusion reactor irradiates laser pulses on one or both sides of cylinder having solid or compressed fusion fuel
DE102023001486A1 (en) nuclear fusion reactor
Punjwani Magnetic Confinement Configurations and Heating Methods of Plasma in the Field of Fusion Energy
Sokolov et al. Nuclear collisions induced by single-cycle laser pulses: molecular approach to fusion
DE10125760B4 (en) Apparatus for generating collisions of opposing ion bundles
CA2887762C (en) Fusion power based on a symmetrical plasma beam configuration
DE10033969B4 (en) Apparatus for generating collisions of opposing ion bundles
DE102023001484A1 (en) Fusion reactor with a plasma made of a fusion-capable material
DE19910146B4 (en) Apparatus for generating collisions of opposing ion bundles
DE102020116549B3 (en) Neutron generator and power generation system
DE102022002235A1 (en) Projectile weapon
DE102022002234A1 (en) Beam weapon
DE102022002224A1 (en) Fusion reactor
Mohammadian Pourtalari Nuclear Fusion of Hydrogen-Boron: A Clean Energy for the Future
Harbo The dream of imitating our Sun: The hopes and prospects for unlimited energy
DE102023001491A1 (en) Fusion reactor
DE2329409A1 (en) Pulse fusion reactor for electrical power plant - utilizing deuterium pinched plasma
DE102017000653A1 (en) Novel open reactor design of a fusion reactor designed as an open flow reactor

Legal Events

Date Code Title Description
R086 Non-binding declaration of licensing interest