AT528371A1

AT528371A1 - Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie und Wärme auf der Basis von Deuterium und Tritium

Info

Publication number: AT528371A1
Application number: ATA81/2024A
Authority: AT
Inventors: Gruber Schmidt Johann; Gruber Schmidt Sebastian
Original assignee: Hydrogen Gruber Schmidt Gmbh
Priority date: 2024-05-29
Filing date: 2024-05-29
Publication date: 2025-12-15

Abstract

Ein Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie (22,24) und Wärme (32) basierend auf bereitgestelltem Deuterium (1,2) und Tritium (10,11). Deuterium (3) wird ionisiert und schwingungsmäßig angeregt (4) und dem Reaktor (8) zugeführt. Tritium (12) wird ionisiert und schwingungsmäßig angeregt (13) und dem Reaktor (8) zugeführt. Im Reaktor (8) wird das ionisierte Gasgemisch in einem Plasmastrom zwischen einer Kathode (9) und Anode (29) mit Hilfe des Pincheffektes zu Helium und Neutronenstrahlung verschmolzen. Das aufgeheizte ionisierte Gasgemisch (30) wird in einem MHD Generator (37) zu elektrischer Energie entspannt (22,24) und das heiße Abgas in einem Wärmetauscher (37) abgekühlt, die Wärme als Prozesswärme im Sinne von KWK zur Verfügung gestellt. Das abgekühlte Gasgemisch wird verdichtet (33) und einer Gastrennung in Form einer Druckwechseladsorption (34) zugeführt und in Helium (36) und ein rückführbares Gasgemisch (15) getrennt.

Description

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Beschreibung

VERFAHREN ZUR ERZEUGUNG VON ELEKTRISCHER ENERGIE UND WÄRME AUF DER BASIS VON DEUTERIUM UND TRITIUM

[0001] Ein Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie 22,24 und Wärme 32 basierend auf bereitgestellten Deuterium 1,2 und Tritium 10,11. Deuterium 1 wird jonisiert und schwingungsmäBig angeregt 4 und dem Reaktor 8 zugeführt. Tritium 12 wird ionisiert und schwingungsmäßig angeregt 13 und dem Reaktor 8 zugeführt. Im Reaktor 8 wird das ionisierte Gasgemisch in einem Plasmastrom zwischen einer Kathode 9 und Anode 29 mit Hilfe des Pincheffektes zu Helium und Neutronenstrahlung verschmolzen. Das aufgeheizte ionisierte Gasgemisch 30 wird in einem MHD Generator 37 zu elektrischer Energie entspannt 22,24 und das heiße Abgas in einem Wärmetauscher 37 abgekühlt, die Wärme als Prozesswärme im Sinne von KWK zur Verfügung gestellt. Das abgekühlte Gasgemisch wird verdichtet 33 und einer Gastrennung in Form einer Druckwechseladsorption 34 zugeführt und in Helium 36 und ein rückführbares Gasgemisch 15 getrennt.

[0002] Die Verbrennung von Wasserstoff in einem Gasmotor als mechanische Maschine ist bekannt. Dabei wird der Wasserstoff mit Sauerstoff aus der Luft oxidiert. Der Gasmotor ist eine Kolbenmaschine, in der Wärme aus Wasserstoff und Sauerstoff in mechanische Energie umgewandelt wird. Diese mechanische Energie kann mit Hilfe eines Generators in elektrische Energie umgewandelt werden. Das Abgas besteht aus Wasserdampf.

[0003] Die Verbrennung von Wasserstoff in einer Brennstoffzelle zusammen mit Sauerstoff aus der Luft ist bekannt. Dabei wird unter anderem eine Protonenleitende Membran eingesetzt, Sodass zwischen den beiden Elektroden ein Potenzialunterschied entsteht und damit über eine Elektromotorische Kraft ein Stromfluss in Form eines elektromagnetischen Feldes möglich ist.

[0004] Die Aufgabe die nun gestellt wird besteht darin ein Verfahren zu finden, dass keine Oxidation oder Verbrennung von Wasserstoff mit Sauerstoff beinhaltet, sehr wohl aber auf der Basis von Isotopen von Wasserstoff und elektrischer Energie basiert, aus dem so erhitzten ionisierten Gas elektrische Energie und Wärme gewinnen lässt und einen besseren Umsetzungswirkungsgrad besitzt.

[0005] Das hier vorliegende erfindungsgemäße Verfahren nutzt die Eigenschaften der Isotope von Wasserstoff aus, im besonderen Deuterium und Tritium, die man unter Druck und Temperatur zu Helium und schnellen Neutronen verbrennen kann. Die reaktionschemische Gleichung für Deuterium 1 und Tritium 10 lautet

d(H?) + t(H}) — He3(3,5 MeV) + n(H?)(14,1 MeV)

[0006] Will man diese Reaktion von Deuterium 1 und Tritium 10 umsetzen, dann ist dazu eine Zündenergie von - 100 keV notwendig, um diese Reaktion umsetzen zu können. Mit anderen Worten, um die Reaktion ( = Verschmelzung ) von zwei Atomkernen zu ermöglichen, muss man Energie aufwenden, um die beiden Atomkerne unter einen kritischen Radius in Kontakt zu bringen. Gelingt es die beiden Atomkerne zueinander zu schieben und unterschreitet man dabei eine kritische Größe, dann verschmelzen die beiden Atomkerne von selbst. Das ist ein irreversibler Vorgang und als Produkt erhält man Helium (He(4,2)) 36 auch Asche genannt und schnelle Neutronen. Der Widerstand vor der Verschmelzung von Atomkernen wurde von George Gamow mit Hilfe eines Gamow Faktors beschrieben und stellt die notwendige Energie in Form von Druck und Temperatur dar. [1, George Gamow/], [4, F. Winterberg].

Li$ + n(H%) — He# + t(H}) + 4,7 MeV

[0007] Die Erfindung nutzt nun die Eigenschaften von Lithium und Bor als Neutronenabsorbierende Element aus. Die Reaktion von Lithium 28 mit Neutronen aus der Reaktion von Deuterium 1 und Tritium 10 ergibt als Produkt Tritium selber und Helium He(4,2). Der Reaktor 8 ist mit einem Mantel aus Bor umgeben, das restliche langsame Neutronen absorbiert.

[0008] Die Erfindung basiert auf der Bereitstellung von Deuterium 1 in gasförmiger Phase, und auf der Bereitstellung von Tritium 10 in gasförmiger Phase. Deuterium 1 ist ein stabiles Wasser-

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stoffmolekül bestehend aus einem Proton und Neutron. Deuterium wird aus schwerem Wasser durch Elektrolyse gewonnen. Tritium ist ein metastabiles Isotop, das nach einer Halbwertszeit von 21 Minuten zerfällt, des Wasserstoffes, das aus einem Proton und zwei Neutronen besteht. Tritium wird aus schwerem Wasser unter Neutronenbeschuss gewonnen.

[0009] Die Erfindung nutzt nun eine weitere Eigenschaft der Wasserstoffisotope aus. Wird das Deuteriummolekül in ein Jon D+ umgewandelt und dabei zu einer Rotationsschwingung angeregt, Wird das Tritiummolekül in ein Jon T+ umgewandelt und dabei zu einer Rotationsschwingung angeregt, dann kann man eine besondere Eigenschaft beobachten, wenn die Rotationsschwingungen beider Jonen in einem Resonanzverhältnis zueinander stehen, dann kann man die beiden Jone D+ und T+ mit einer deutlich geringeren Zündenergie in den Kernen verschmelzen. Das Ergebnis ergibt im Resonanzzustand beider Jonen eine Zündenergie von 4 keV.

[0010] Das Verfahren zur Schwingungsanregung der Jonen erfolgt erfindungsgemäß in einem Plasmazustand. Das Gas wird mit Hilfe von Magnetfeldern erzeugt durch Stromdurchflossene Spulen in einen Plasmazustand übergeführt und über einen RF Generator mit Hilfe einer Spiralantenne in Rotationsschwingung versetzt. Von dem angeregten Plasma werden die Elektronen abgesaugt. Das so ionisierte schwingende Gas 7 wird nun dem Reaktor 8 zugeführt. Das so jonisierte schwingende Gas 14 wird dem Reaktor 8 zugeführt. [2, T. Barrett].

[0011] Die physikalische Grundlage der Schwingungsanregung und Überführung in den Resonanzzustand der Jonen D+ und T+ basiert auf folgender Grundlage: gehen wir von den Maxwellschen Gleichungen aus, dann kann man ableiten, dass ein Jon sich bei Vorhandensein eines Magnetfeldes auf einer Kreisbahn bewegt, dessen Rotationsfrequenz man die Cyclotronfrequenz oder Lamor Frequenz nennt. Ist ein statisches elektrisches Feld E vorhanden dann ergibt sich entlang der Feldstärke eine Driftgeschwindigkeit.

[0012] B = magnetische Feldflussdichte [0013] M = Masse des Jones

[0014] Q = Ladung - 1,602 1019C [0015] V = driftgeschwindigkeit

[0016] R = Lamor Radius

[0017] Q = Winkelgeschwindigkeit

[0018] Mit der Spiralantenne wird nun das Jon D+ auf eine Rotationsfrequenz ( Lamour Frequenz ) gebracht, die ein Vielfaches der Spinfrequenz des Jones ist. Eine solche Lösung kann aus den Maxwellschen Gleichungen mit Hilfe der SU(2) Gruppen abgeleitet werden. [1, G. Gamow]

f. = 7,623 10°B[Hz]

[0019] Mit der Spiralantenne wird nun das Jon T+ auf eine Rotationsfrequenz ( Lamour Frequenz ) gebracht, die ein Vielfaches der Spinfrequenz des Jones ist. Eine solche Lösung kann aus den Maxwellschen Gleichungen mit Hilfe der SU(2) Gruppen abgeleitet werden. [1, G. Gamow]

f. = 5,090 10°B[Hz]

[0020] Stehen die Rotationsfrequenzen von D+ und T+ selbst wieder in einem Resonanzverhältnis, dann kann der Tunneleffekt bei der von George Gamow abgeleiteten Potenzialbarriere wirksam angewendet werden, was bedeutet, dass die Potenzialbarriere durchlässiger wird und so es vermehrt zu Kernverschmelzungen kommt. Im Resonanzzustand kann dadurch die benötigte Zündenergie auf 4 keV gesenkt werden. [3, T. Barrett, 4, F. Winterberg]

f(d) 3 © 2

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[0021] In dem Reaktor 8 werden starke Magnetfelder erzeugt, die miteinander wechselwirken. Der Reaktor 8 besteht aus einer Kathode 9 und einer Anode 29. Der Strom fließt von der Kathode 9 zu der Anode 29 und von der Anode 29 über eine Spule 21 zu der Anode 17 weiter. Über die Spule 21 wird ein Magnetfeld erzeugt. Der Reaktor 8 ist gasdicht und druckfest gebaut. Das Vakuum im Reaktor 8 wird auf ein Hochvakuum gebracht. Zwischen der Kathode 9 und der Anode 29 befindet sich das Jonengemisch aus D+ und T+. Auf der Innenseite des Reaktors 8 befindet sich eine Schale bestehend aus Lithium. Die äußere Schale des Reaktors 8 besteht aus Boroxid, das Neutronen absorbiert und somit sicherstellt, dass keine Neutronenstrahlung den Reaktor 8 verlässt.

[0022] Die EMK und damit der Strom zwischen Kathode 9 und Anode 29 im Reaktor 8

B(pd B = Es = TRGS A=5;B-130 [0023] U = Spannung [0024] E = Elektrisches Feld [0025] P = Druck [0026] D = Durchmesser der Kathode [0027] A, B = Konstante

[0028] Magnetfeld eines Stromleiters zwischen Kathode 9 und Anode 29:

Bx_a(r) = Zen [0029] | = Strom [0030] R = Radius [0031] B = magnetische FluRßdichte [0032] uO0 = magnetische Permeahbilität [0033] Magnetfeld einer Spule 20,21 und 40,41 : Bsp(r) = hol

[0034] | = Strom

[0035] N = Anzahl der Wicklungen [0036] L = Länge des Drahtes

[0037] B = magnetische FluRßdichte [0038] uO0 = magnetische Permeahbilität [0039] ur = magnetische Permeabilität

[0040] Magnetischer Druck und Korrelation mit der Temperatur in dem hoch ionisierten Gasgemisch aus Deuterium lonen D+ und Tritium lonen T+:

2 _ za Bsp] ob [0041] P = Druck [0042] B = magnetische FluRßdichte [0043] uO = magnetische Permeahbilität

[0044] Erfindungsgemäß fließt ein Strom zwischen der Kathode 9 und Anode 29 , wenn das kritische Spannungspotenzial überschritten wird. [2, Thomson J.J. ]. Damit zeigt sich, dass erst bei

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Überschreiten der Durchschlagspannung ein Stromfluss möglich ist. Das Spannungspotenzial baut sich exponentiell auf und entlädt sich exponentiell. Damit zeigt sich, dass es sich erfindungsgemäß um eine gepulsten Spannungsaufbau und Spannungsabbau handelt, der in der Folge einen gepulsten Stromfluss zwischen Kathode 9 und Anode 29 ergibt. Der fließende Strom erzeugt ein Magnetfeld. Der Strom fließt von der Anode 29 zur Anode 17 und erzeugt über die Spulen 20,21 ein weiteres Magnetfeld. Dieses Magnetfeld der Spule 20,21 wechselwirkt mit dem Magnetfeld des Stromes zwischen Kathode 9 und Anode 29 und das ionisierte Plasma wird nun durch die Magnetfelder extrem stark geschert. In der Plasmatechnologie nennt man diese Scherung den bekannten Pincheffekt. Durch die Resonanzkoppelung zwischen D+ und T+ Plasma ist die benötigte Energie um eine Verschmelzung bei der starken Scherung des Plasmas zu erreichen nur mehr bei 4 keV. [5, Liebermann]

[0045] Der Reaktor wird durch die Stromstärke zwischen Kathode 9 und Anode 29 und 17 geregelt. Durch das elektrische Feld zwischen der Kathode 9 und Anode 29 werden die Magnetfeldstärke des Stromleiters und der Magnetspulen 20,21 definiert und geregelt.

[0046] In dem folgenden Vergleich zwischen einem beispielhaften Gasmotor und dem Plasmareaktor 8 wird folgender funktioneller phänomenologischer Zusammenhang dargestellt:

[0047] Die Funktion eines Gasmotors auf der Basis Wasserstoff weist folgende thermodynamische Schritte:

1. Wasserstoff wird angesaugt und mit Luft gemischt

2. Das Wasserstoff Luftgemisch wird verdichtet

3. Das Wasserstoff Luftgemisch wird gezündet

4. Das Wasserdampf- magere Luftgemisch expandiert und treibt einen Kolben an 5. Das Wasserdampf- magere Luftgemisch wird ausgestoßen

[0048] Das ist ein geschlossener Zyklus, mit dem man thermische Energie in mechanische Energie umwandelt. Das ist der bekannte Wasserstoffmotor, dessen Abgas aus Wasserdampf besteht.

[0049] Die Erfindung umfasst nun einen folgenden Kreislauf bestehend aus den gasförmigen Brennstoffen D2 ( Deuterium ) 1 und den gasförmigen Brennstoffen T2 ( Tritium ) 10, die zu Helium ( He, 4,2 ) 36 verbrannt werden.

[0050] Die Funktion der Verbrennung von Deuterium 1 und Tritium 10 ( Verschmelzung der Kerne ) umfasst folgende thermodynamische Schritte:

1. Deuterium 1 wird bereitgestellt 2 und ionisiert 4

2. Tritium 10 wird bereitgestellt 11 und ionisiert 13

3. Das Gemisch aus dem ionisierten Gas Deuterium und Tritium wird dem Reaktor 8zugeführt.

4. Zündung im Reaktor 8 durch Stromfluss zwischen Kathode 9 und Anode 29 und der damit verbundenen Scherung des Plasmas

5. Überführung in den Plasmazustand und Verbrennung und damit die Wärmeabgabe an das umliegende Gasgemisch, das ionisierte erhitzte Gasplasma 30 wird einem MHD Generator 37 zugeführt.

[0051] Die Erfindung umfasst auch die Ausnutzung des ionisierten Gasgemisches 7,14, das nun einen hohen Druck und eine hohe Temperatur hat. Die Wärme entsteht im Rahmen der Verbrennung von Deuterium und Tritium zu Helium (He,4,2), das mit dem ionisierten Gasgemisch ausgetragen wird.

[0052] Die Erfindung nutzt zudem die Eigenschaften eines ijonisierten Gasgemisches 30 mit hohem Druck und Temperatur aus, um in einem magnethydrodynamischen Generator 37 entspannt zu werden. In einem magnethydrodynamischen Generator 37 wird ein ionisiertes Gasgemisch hoher Temperatur in einem Magnetfeld 25, 27 quer zur Strömungsrichtung entspannt und es wird so zwischen zwei Elektroden 26 quer zur Strömungsrichtung eine EMK generiert. Die Erfindung nutzt nun die Bauweise eines Hallgenerators aus, der aus einer Abfolge von kurzgeschlossenen

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Elektrodensegmenten besteht. Zwischen dem ersten Segment 24 und dem letzten Segment 22 wird nun die ohmsche Last 23 geschalten.

[0053] Der MHD Generator 37 als Hallgenerator aufgebaut kann mit folgende Gleichungen beschrieben werden:

(E + BvB) Peje = SEE + ßvB)

J)= 1+ß?

1+ß27 [0054] J = Strom

[0055] E = elektrisches Feld [0056] v = Geschwindigkeit

[0057] B = magnetische FluRßdichte [0058] B = Hallfaktor

[0059] K= elektrische Leitfähigkeit

[0060] Das heiße Abgas 31 aus dem MHD Generator 37 wird über einen Wärmetauscher 32 abgekühlt, die so gewonnene Wärme wird als KWK Wärme genutzt. Das Gasgemisch aus Deuterium, Tritium und Helium wird über einen elektrisch angetriebenen Kolbenverdichter 33 auf einen Druck von 6 bar bis 12 bar gebracht und mit Hilfe einer Druckwechseladsorption 34 in das Gasgemisch aus Deuterium und Tritium 15 getrennt. Das Helium He(4,2) wird aus dem Mischbett der Druckwechseladsorption 34 wird mit einem Vakuumverdichter 35 herausgesaugt und an die Umgebung abgegeben.

[0061] Die Skalierung der Anlage kann elektrische Leistungen von 1 kW bis 1000 kW in einfacher mobiler kompakter Bauweise ermöglichen.

[0062] Tabelle 1: die Tabelle 1 zeigt, dass bei dem Einsatz einer erfindungsgemäßen Resonanz 4,13 eine hohe Umsetzungseffizienz erreicht werden kann.

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ZEICHEN, SYMBOLE, LITERATUR

ZEICHEN

1 Deuterium

2 Bereitgestellt in einem Behälter

3 Deuterium

4 lonisierung von Deuterium

5 Anode

6 Kathode

7 jonisiertes Deuterium

8 Reaktor - Plasmagenerator

9 Kathode

10 Tritium

11 bereitgestelltes Tritium in einem Behälter 12 Tritium

13 lonisierung von Tritium

14 jonisiertes Tritium

15 rückgeführtes Gasgemisch aus Deuterium und Tritium 16 Kathode

17 Anode

18 Anode

19 Kathode

20 Magnetspule

21 Magnetspule

22 Elektrode MHD

23 Widerstand ( Last)

24 Elektrode MHD

25 Magnetspule

26 Elektroden

27 Magnetspule

28 Lithium schale im Reaktor 8

29 Anode

30 jonisiertes Gasgemisch vor MHD Generator

31 Abgas aus MHD Genertaor

32 Wärmetauscher

33 Verdichter

34 Gastrennung in Form von Druckwechseladsorption

35 Vakuumverdichter elektrisch angetrieben

36 Helium

37 MHD Generator

38 Spule zur Erzeugung eines Magnetfeldes

39 Elektroden quer zum Magnetfeld

40 Spule zur Erzeugung eines Magnetfeldes - MHD Generator 41 Spule zur Erzeugung eines Magnetfeldes - Plasmagenerator 42 Spule zur Erzeugung eines Magnetfeldes - Plasmagenerator

SYMBOLE

KWK Kraft Wärme Kopplung MHD Magnethydrodynamischer Generator PSA Druckwechselasorption (Gastrennung )

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LITERATUR

[1] Georg Gamow, George Gamow (1928): Zur Quantentheorie des Atomkernes. In: Zeitschrift für Physik 51, S. 204.

2] J.J. Thomson, Conduction of Electricity through gases, 1907, Cambridge Verlag 3] T.W. Barrett, Topological Foundation of Electromagnetism, 2008, world scientific [4] F. Winterberg, Ther release of thermonuclear energy by inertial confinement, 2010,

world Scientific Verlag [5] Liebermann A., Physics of high Density Z Pinch Plasma, 1999, Springer Verlag

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8 N 8

ABBILDUNG

ABBILDUNG 1

[0063] Die Abbildung 1 zeigt bereitgestelltes Deuterium 1 in einem Behälter 2, das ionisiert und schwingungsmäßig angeregt wird 4 und in den Reaktor 8 eingebracht wird. Tritium 10 wird bereitgestellt 11, das ionisiert und schwingungsmäßig angeregt 13 wird und in den Reaktor 8 eingebracht wird. In dem Reaktor 8 wird über die Kathode 9 ein Stromfluß zur Anode 29 erzeugt, der so erzeugte Stromüber eine Spule 20,21 zur Anode 17 rückgeführt wird. In dem Plasma des jonisierten Gasgemisches aus Deuterium und Tritium wird Helium und Neutronenstrahlung erzeugt. Durch die Wärme wird das Gasgemisch aufgeheizt. Die Neutronenstrahlung wird mit Hilfe von Lithium in Tritiuum umgewandelt und der Reaktor 8 mit Hilfe von Bor gegen Strahlung geschützt. Das heiße Gasgemisch wird in einem MHD Generator 37 entspannt und über eine Hall Bauweise wird mit Hilfe von Spulen 25,27 und Elektroden 26 eine elektrische Spannung erzeugt. Das erste elektrische Segment und das letzte Segment des MHD Generators 37 werden zu einem elektrischen Kreis 22,24 mit ohmscher Last geschlossen. Das heiße Abgas 31 wird in einem Wärmetauscher 32 abgekühlt, verdichtet 33 und in einer Gastrennung in Form einer Druckwechseladsorption 34 in Helium 36 und einem Gasgemisch aus Deuterium und Tritium 15 getrennt, das in den Reaktor 8 rückgeführt wird.

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Patentansprüche

1. Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie (22,24) und Wärme (32) auf der Basis von Deuterium (1) und Tritium (10), umfassend einen Reaktor (8), einen MHD Generator (37), einer lonisierung (4), einer lonisierung (13), einen Verdichter (33), einen Wärmetauscher (32), eine Gastrennung (34), gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte

- Bereitstellung von Deuterium (1), wobei der Druck einen Wert minimal 3 bar, maximal 12 bar hat, wobei die Temperatur einen Wert minimal 10°C, maximal 50°C hat, wobei der Massenstrom einen Wert minimal 0,002 kg/h, maximal 1 kg/h hat, wobei Deuterium (1) in Gasphase vorliegt,

- lonisierung von Deuterium (1), wobei der Druck einen Wert minimal 3 bar, maximal 12 bar hat, wobei die Temperatur einen Wert minimal 10°C, maximal 50°C hat, wobei der Massenstrom einen Wert minimal 0,002 kg/h, maximal 1 kg/h hat, wobei Deuterium (1) in Gasphase als lon D+ vorliegt, wobei die Schwingung des Deuterium lons D+ eine Schwingungsfrequenz minimal 7,623 MHz hat, maximal 7,623 GHz hat

- Bereitstellung von Tritium (10), wobei der Druck einen Wert minimal 3 bar, maximal 12 bar hat, wobei die Temperatur einen Wert minimal 10°C, maximal 50°C hat, wobei der Massenstrom einen Wert minimal 0,002 kg/h, maximal 1 kg/h hat, wobei Tritium (10) in Gasphase vorliegt,

- lonisierung von Tritium (10), wobei der Druck einen Wert minimal 3 bar, maximal 12 bar hat, wobei die Temperatur einen Wert minimal 10°C, maximal 50°C hat, wobei der Massenstrom einen Wert minimal 0,002 kg/h, maximal 1 kg/h hat, wobei Tritium (10) in Gasphase als lon T+ vorliegt, wobei die Schwingung des Tritium lons T+ eine Schwingungsfrequenz minimal 5,090 MHz hat, maximal 5,090 GHz hat

- die angestrebte Resonanz zwischen dem ionisierten und angeregten Tritium (14) und dem ionisierten und angeregten Deuterium D+ (4) einen Wert minimal 3/2, maximal 10 mal 3/2 hat,

- Einbringen von lonisierten lonengasen aus Deuterium lonen D+ und Tritium lonen T+ (7,14) in den Reaktor (8), wobei der Druck im Reaktor (8) erzeugt durch die magnetische Flußdichte B des Stromes zwischen Kathode (9) und Anode (29) und der magnetischen Flußdichte B erzeugt durch die Spulen (20,21) einen Wert minimal 3 bar, maximal 1000 bar hat, wobei die Temperatur einen Wert minimal 25°C, maximal 2500°C hat, wobei der Massenstrom einen Wert minimal 0,004 kg/h, maximal 0,4 kg/h hat, wobei die magnetische Flußdichte B des Stromes zwischen der Kathode (9) und Anode (29) einen Wert minimal 0,1 T, maximal 10 T hat, wobei die magnetische Flußdichte B in der stromdurchflossenen Spule (20,21) einen Wert minimal 17T, maximal 20 T hat, wobei die Anzahl der Spulen (20,21) (41,42) einen Wert minimal 1, maximal 10 hat, wobei die elektrische Feldstärke zwischen der Kathode (9) und der Anode (29) einen Wert minimal 1 V//m, maximal 10 000 V/m hat,

- Verbrennen des ionisierten Gasgemisches aus Deuterium lonen D+ (7) und Tritium lonen T+ (14) in den Reaktor (8), wobei zwischen der Kathode (9) und der Anode (29) ein gepulster Strom fließt der einen Wert minimal 1 A, maximal 10 000 A hat, wobei die gepulste Spannung zwischen Kathode (9) und Anode (29) einen Wert minimal 1 V, maximal 100 000V hat, wobei die Pulsfrequenz einen Wert minimal 1 kHz, maximal 1 MHz hat, wobei bei der Verbrennung von Deuterium lonen D+ (7) und Tritium lonen T+ (14) Helium He(4,2) erzeugt wird, mit einem Massenstrom minimal 0,004 kg/h, maximal 0,4 kg/h, wobei die Energie von Helium He(4,2) einen Wert minimal von 2 MeV, maximal von 6 MeV hat, wobei bei der Verbrennung Deuterium lonen D+ (7) und Tritium lonen T+ (14) auch schnelle Neutronen erzeugt werden, wobei die schnellen Neutronen eine Energie haben mit einem Wert minimal 2,0 MeV, maximal 16,0 MeV, wobei die schellen Neutronen mit Lithium Li(6,3) (28) reagieren und Tritium erzeugen, wobei die bei der Reaktion von Lithium Li(6,3) mit Neutronen erzeugte Energie in Form von Wärme einen Wert minimal 2 MeV, maximal 6 MeV hat,

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- Entspannung des hoch ionisierten Gasgemisches (30) in einem MHG Generator (37) auf der Basis einer Bauform eines Hallgenerators, wobei die in den Spulen (25,27) erzeugte magnetische Flussdichte B einen Wert minimal 0.1 T, maximal 20 T hat, wobei die Elektroden (26) senkrecht zur magnetische Flußdichte B einen Strom ableiten minimal von 1A, maximal 1000 A, wobei die Gleichspannung in den kurzgeschlossenen Elektroden (39) (26) einen Wert minimal 1V, maximal 1000 \V hat, wobei die Elektroden (26) kurzgeschlossen sind, wobei zwischen der ersten Elektrode (39) und der letzten Elektrode (26) eine Ohmsche Last geschalten wird, deren Leistung einen Wert minimal 1kW, maximal 1000 kW hat, wobei die Spulen (38,40) und Elektroden (39) Segmente eine Anzahl minimal 2, maximal 30 haben,

- Abkühlen des Abgases (31) aus dem MHD Generator (37), wobei die Temperatur des Abgases (31) vor dem Wärmetauscher (32) einen Wert hat minimal 200°C, maximal 800°C hat, wobei der Druck minimal einen Wert von 1,5 bar, maximal 12 bar hat, wobei die die Temperatur des Abgases (31) nach dem Wärmetauscher (32) einen Wert hat minimal 20°C, maximal 50°C hat

- Verdichten des Abgases (31) aus dem MHD Generator (37), wobei die Temperatur des Abgases (31) nach dem Wärmetauscher (32) einen Wert hat minimal 20°C, maximal 50°C hat, wobei der Druck minimal einen Wert von 6 bar, maximal 12 bar hat,

- Trennen des Abgases (31) aus dem MHD Generator (37) mit Hilfe einer Druckwechseladsorption (34), wobei die Gasanteile Deuterium und Tritium (15), gewonnen werden und wobei Helium He(4,2) (36) gewonnen wird, wobei das Helium He(4,2) (36) einen Konzentrationswert minimal von 98%, maximal 99,9% hat, wobei die Gasanteile Deuterium und Tritium (15) einen Konzentrationswert minimal von 98%, maximal 99,9% hat,

- Gewinnung des Gasgemisches aus Deuterium und Tritium (15), aus der Gastrennung auf der Basis einer Druckwechseladsorption (34), wobei der Druck minimal 6 bar, maximal 12 bar hat, wobei die Temperatur minimal 10°C, maximal 50°C hat, wobei der Massenstrom an Deuterium und Tritium (15) minimal 0,004 kg/h, maximal 0,4 kg/h hat.

- Gewinnung von Helium He(4,2) (36) aus der Gastrennung auf der Basis einer Druckwechseladsorption (34), wobei das Helium (36) mit Hilfe eines elektrisch angetriebenen Vakuumverdichters (35) aus dem Mischbett herausgesaugt wird, wobei der Druck minimal 0,001 bar, maximal 1 bar hat, wobei die Temperatur minimal 10°C, maximal 50°C hat, wobei der Massenstrom an Helium minimal 0,004 kg/h, maximal 0,4 kg/h hat.

- Rückführung des Gasgemisches aus Deuterium und Tritium (15) in den Reaktor (8), wobei der Druck minimal 6 bar, maximal 12 bar hat, wobei die Temperatur minimal 10°C, maximal 50°C hat, wobei der Massenstrom an Deuterium und Tritium (15) minimal 0,004 kg/h, maximal 0,4 kg/h hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

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ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE

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ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE