DE102023001479A1 - fusion reactor - Google Patents
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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.
- 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
Die Anmeldung
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.
- - 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
- 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.
- 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
Die elektrische Beschleunigung der Ionen in jeweiligen Ionenkanal (6a und b) muss nicht permanent für beide Ionenstrahlen erfolgen. Auf der
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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 (
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
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
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
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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]
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---|---|---|---|
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Citations (5)
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 |
-
2023
- 2023-04-15 DE DE102023001479.6A patent/DE102023001479A1/en active Pending
Patent Citations (5)
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 |
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