AT528372A1

AT528372A1 - He (3,2) - Deuterium gestützte Erzeugung von elektrischer Energie Und Wärme

Info

Publication number: AT528372A1
Application number: ATA90/2024A
Authority: AT
Inventors: Gruber Schmidt Johann; Gruber Schmidt Sebastian
Original assignee: Hydrogen Gruber Schmidt Gmbh
Priority date: 2024-06-10
Filing date: 2024-06-10
Publication date: 2025-12-15

Abstract

Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie (51,52,53) und Wärme (43) mit Hilfe einer Kernverschmelzung von Helium He(3,2) und Deuterium H(2,1). Helium He(3,2) wird in einem Reaktor (4) schwingungsmäßig hoch angeregt und in der Folge eine Ionisierung des Helium He(3,2) zu He(3,2)+ durchgeführt. Deuterium H(2, 1) wird in einem Reaktor (16) schwingungsmäßig hoch angeregt und in der Folge eine Ionisierung des Deuterium H(2, 1) zu H(2,1)+ durchgeführt. Ein Reaktor (26) bestehend aus einer Kathode (27), einer Anode (33), sowie den Spulen (29,30) und (31,32). Das thermische Plasma (34) wird in einem MHD Generator (41) zu Strom (51,52,53) wobei der MHD Generator in Form von Elektrodensegmenten, die jedes für sich kurz geschlossen ist, das erste Segment bestehend aus den Spulen (35,37) und den Elektroden, das letzte Segment bestehend aus den Spulen 38,39 und Elektroden (40), wobei das Abgas (42) wird in einem Wärmetauscher (43) abgekühlt und Prozesswärme gewonnen, das Abgasgemisch wird verdichtet (44) und über eine Gastrennung in Helium He(4,2) als Verbrennungsasche und in ein Gasgemisch aus Helium He(3,2) und Deuterium H(2, 1) getrennt, das (48) dem Reaktor (26) rückgeführt wird.

Description

A ‚hes AT 528 372 A1 2025-12-15

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Beschreibung

HE(3,2) - DEUTERIUM GESTÜTZTE ERZEUGUNG VON ELEKTRISCHER ENERGIE UND WARME

[0001] Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie 51,52,53 und Wärme 43 mit Hilfe einer Kernverschmelzung von Helium He(3,2) und Deuterium H(2,1). Helium He(3,2) wird in einem Reaktor 4 schwingungsmäßig hoch angeregt und in der Folge eine lonisierung des Helium He(3,2) zu He(3,2)+ durchgeführt. Deuterium H(2,1) wird in einem Reaktor 16 schwingungsmäßig hoch angeregt und in der Folge eine lonisierung des Deuterium H(2,1) zu H(2,1)+ durchgeführt. Ein Reaktor 26 bestehend aus einer Kathode 27, einer Anode 33, sowie den Spulen 29,30 und 31,32. Das thermische Plasma 34 wird in einem MHD Generator 41 zu Strom 51,52,53 wobei der MHD Generator in Form von Elektrodensegmenten, die jedes für sich kurz geschlossen ist, das erste Segment bestehend aus den Spulen 35,37 und den Elektroden, das letzte Segment bestehend aus den Spulen 38,39 und Elektroden 40, wobei das Abgas 42 wird in einem Wärmetauscher 43 abgekühlt und Prozesswärme gewonnen, das Abgasgemisch wird verdichtet 44 und über eine Gastrennung in Helium He(4,2) als Verbrennungsasche und in ein Gasgemisch aus Helium He(3,2) und Deuterium H(2,1) getrennt, das 48 dem Reaktor 26 rückgeführt wird.

[0002] Die Kernverschmelzung von Deuterium und Tritium ist bekannt. Zur Kernverschmelzung ist Zündenergie notwendig, damit ein entsprechender Druck und eine entsprechende Temperatur entsteht, sodass die beiden Kerne unter einen kritischen Abstand gepresst werden und in der Folge eine Kernverschmelzung erfolgen kann. Die Zündenergie für die Kernverschmelzung von Deuterium und Tritium beträgt - 100keV. Da liegt die Schwierigkeit, die Erzeugung und kontinujerliche Generierung von Zündenergie, um eine Kernverschmelzung möglich zu machen. Dabei ist unter kontinuierlich immer eine Abfolge von Zündimpulsen zu verstehen.

[0003] Auf Grund dieser Situation kann ein Vergleich mit dem Gasmotor gefunden werden, denn auch beim Gasmotor muss man das verdichtete Brenngas Luftgemisch laufend zünden. Die Zündimpulse sind mit der Drehzahl des Gasmotors gekoppelt.

[0004] Bei der Kernverschmelzung muss die Zündenergie so groß sein, dass die so erzeugten Magnetfelder einen Druck ausüben, sodass das lonengemisch im Pinchbereich Kernverschmelzen kann. Auch bei der Kernverschmelzung muss immer wieder gezündet werden. Die Frequenz der Zündung hat mit der erzeugten thermischen Energie im Rahmen der Kernverschmelzung zu tun.

[0005] Ein weiterer Nachteil der Kernverschmelzung von Deuterium und Tritium ist die Erzeugung von schnellen Neutronen, deren kinetische Energie reduziert werden muss, um dann mit Hilfe von Metallen wie Lithium Li(6,3) zu Tritium umgewandelt werden müssen. Die langsamen Neutronen muss man mit Bor absorbieren.

[0006] Die Aufgabe, die sich nun stellt, ist eine aneutronische Kernverschmelzung zu finden, sodass keine schnellen Neutronen erzeugt werden, die zudem in einem ionisierten Zustand und in einem Resonanzzustand zu geringeren Zündenergien von - 8 keV für die Kernverschmelzung benötigt, die Gewinnung von Strom und Wärme mit Hilfe eines MHD Generators möglich macht. Die Anlage soll einfach, mobil und kompakt in kleinen wie großen Leistungsbereichen anwendbar sein.

[0007] Helium He(3,2) ist ein Isotop des Helium He(4,2), das eine Fusionswilligkeit besitzt. Helium He(3,2) kann mit Deuterium H(2,1) fusionieren. Das interessante dabei ist der Umstand, dass anstelle von Neutronen, Protonen entstehen. Die chemischen Reaktionen lauten wie folgt:

He; + He3 — He3 + 2H1 + Q(= 12,9 MeV)

He(3,2) Isotop von He(4,2) H(1,1) = Proton He(4,2) = Verbrennungsasche = stabiles Isotop

He3 + H} — He3(3,6MeV) + H1(14,7MeV) + Q(= 18,3MeV)

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He(3,2) Isotop von He(4,2)

H(1,1) = Proton (p)

H(2,1) = Deuterium (d)

He(4,2) = Verbrennungsasche = stabiles Isotop

H2 + H2 — H3(1,01MeV) + H1(3,02MeV) + Q(= 4,03MeV) H2 + H2 — He3(0,82MeV) + H4(2,45MeV) + Q(= 3,27MeV)

H(2,1) = Deuterium (d)

H(3,1) = Tritium (t)

H(1,1) = Proton (p)

H(1,0) = Neutron (n)

He(4,2) = Verbrennungsasche = stabiles Isotop

[0008] Aus den chemischen Reaktionen ersieht man, dass es keine schnellen oder langsamen Neutronen als Produkt gibt. Die Fusion von Protonen H(1,1) ist als unwahrscheinlich anzunehmen, da die Zündenergie zu gering ist. Aus den Messdaten kann man eine Zündenergie von 200 keV bis 300 keV für die Kernverschmelzung vom Helium He(3,2) und Deuterium H(2,1) entnehmen.

[0009] Die Bereitstellung von Helium He(3,2) 1 ist allerdings auf der Erde nicht ganz so einfach, auf dem Mond findet man große Mengen an He(3,2) in dem Mondgestein Regulit, ebenso in dem Marsgestein an der Oberfläche des Mars. Der Mond kann als Erdnaher Trabant als eine mögliche Rohstoffquelle für He(3,2) herangezogen werden. Erfindungsgemäß setzen wir voraus, dass es eine Bereitstellung von He(3,2) 1 in gasförmiger Phase gibt.

[0010] Um die Zündenergie zwischen He(3,2) und Deuterium H(2,1) zu senken, wird nun erfindungsgemäß die He(3,2) in ein positives Jon He(3,2)+ verwandelt und im Plasmazustand schwingungsmäßig angeregt. Erfindungsgemäß erfolgt das in einer Plasmakammer, die mit einem Vakuumverdichter 10 auf eine extrem hohes Vakuum 10-5 Pa ausgesaugt wird, und über die Magnetspulen 5,7 wird das Helium He(3,2) Gas in einen Plasmazustand übergeführt. Dieser Plasmazustand von He(3,2) wird über eine RF Antenne 6 in Schwingung angeregt:

qB Qpe3 — Mu.3

He> q = Ladung

B = magnetische Flußdichte m = Masse von Helium He(3,2)

[0011] Aus den Parameter Ladung g, magnetische Flußdichte B und der Masse von He(3,2) kann man eine Cyclotronfrequenz ableiten, bzw. He(3,2) in Drehschwingung versetzen, mit einem Radius Re als eine Funktion der Driftgeschwindigkeit v:

— Mye3 VL V N E S B IcHe} = qB L “BZ

q = Ladung

B = magnetische Flußdichte

m = Masse von Helium He(3,2)

E = elektrisches Feld E

v = Driftgschwindigkeit als Funktion des Feldes E

[0012] Die loniserung erfolgt zwischen einer Kathode 8 und einer Anode 9, wobei über die Anode 9, die Elektronen aus dem Plasma abgesaugt werden.

[0013] Deuterium H(2,1) oder auch als schwerer Wasserstoff bekannt, besteht aus einem Proton und Neutron und wird aus schwerem Wasser gewonnen. Deuterium H(2,1) wird gasförmig aus der Elektrolyse von D2O schwerem Wasser gewonnen. Deuterium H(2,1) 13 wird in einem Behälter 14 bereitgestellt.

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[0014] Um die Zündenergie zwischen He(3,2) und Deuterium H(2,1) zu senken, wird nun erfindungsgemäß Deuterium H(2,1) in ein positives Jon H(2,1)+ verwandelt und im Plasmazustand schwingungsmäßig angeregt. Erfindungsgemäß erfolgt das in einer Plasmakammer, die mit einem Vakuumverdichter 18 auf eine extrem hohes Vakuum 10° Pa ausgesaugt wird, und über die Magnetspulen 17,20 wird das Helium H(2,1) Gas in einen Plasmazustand übergeführt. Dieser Plasmazustand von H(2,1) wird über eine RF Antenne 21 in Schwingung angeregt:

B Qp2 = I 1 Mpz q = Ladung

B = magnetische Flußdichte m = Masse von Helium H(2,1)

[0015] Aus den Parameter Ladung qg, magnetische FluRdichte B und der Masse von H(2,1) kann man eine Cyclotronfrequenz ableiten, bzw. H(2,1) in Drehschwingung versetzen, mit einem Radius Re als eine Funktion der Driftgeschwindigkeit v:

my2V, E@®B ToH? = TaB Vi TB2

q = Ladung

B = magnetische Flußdichte

m = Masse von Helium H(2,1)

E = elektrisches Feld E

v = Driftgschwindigkeit als Funktion des Feldes E

[0016] Die loniserung erfolgt zwischen einer Kathode 22 und einer Anode 23, wobei über die Anode 23, die Elektronen aus dem Plasma abgesaugt werden.

[0017] Reaktor 26 besteht aus einer Kathode 27 mit einer Anode 33, einer Isolationsröhre 26 und den Spulen 29,30 und 31,32 über die der Strom zur positiven Elektrode 50 rückgeleitet wird. Der Strom fließt von der Elektrode 49 zur Kathode, von der Kathode zur Anode 33 und dann über die Spulen zurück. Damit ergibt sich folgen Magnetflussverkettung:

[0018] Magnetfeld des Stromes mit einer Stärke von 100 kA von der Kathode 27 zur Anode 33:

Wo = Magnetische Permeabilität B = magnetische Flußdichte

| = Strom

R = Radius

[0019] Magnetfeld der Spulen

NI Bam Ho Wo = Magnetische Permeabilität W= relative magnetische Permeahbilität B = magnetische Flußdichte

| = Strom L = Länge N = Wicklungen

[0020] Der magnetische Druck im Plasma ergibt sich zu

(Bs — By_A)Ho Pr Wo = magnetische Permeabilität

Bs = magnetische Flußdichte der Spulen

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Bk-a = magnetische Flußdichte des Stromesflusses P = magnetischer Druck

[0021] Dichte im Plasma ergibt sich zu

Wo = magnetische Permeabilität N.= Plasmadichte

| = Strom

T = Temperatur

[0022] Aus der Korrelation von Druck und Temperatur ergibt sich

= m [2

P = Druck im Plasma erzeugt durch die Magnetfelder PO = Ausgangsdruck

TO = Ausgangstemperatur

K = Funktion von H(2,1) und He(3,2)

[0023] Damit im Pinch Bereich folgender Zusammenhang zwischen Magnetflussdichte und Strom |

K-1 p K-1 (Bs — Br_-a)Ho] * uWoI2 K 2 0 NLT@) = To1— AN TA | ———tL m .T(p) 0 L10 Do gr

[0024] Der Strom, der zwischen der Kathode 27 und Anode 33 impulsweise fließt kann nach J.J. Thomson wie folgt beschrieben werden:

“_ Aexp — — exp — p E

P

A, B, C Koeffizienten

E = Elektrisches Feld

P = Druck

D = Abstand von Kathode zu Anode

[0025] Für schweren Wasserstoff D2 ergeben sich A = 5 (1/cm Torr) und B-130 (V/cm Torr) und für Helium He(3,2) ergeben sich A = 3 (1/cm Torr) und B-34 (V/cm Torr) in Korrelation mit dem elektrischen Feld E zwischen Kathode und Anode als E/p - [kV/cm], wobei sich für Helium ein Wert von 10 und für D2 ein Wert von 35 ergibt.

[0026] Das aufgeheizte Plasma und Gasgemisch 34 wird in einem MHD Generator 41 entspannt und dabei wird elektrische Energie 51,52,53 gewonnen. Der MHD Generator 41 besteht aus Segmenten, die über Spulen 35,37 ein Magnetfeld B erzeugen und in einem rechten Winkel zu dem Magnetischen FIuß B sind die Elektroden 36 und damit das elektrische Feld E angeordnet aufgebaut sind. Das letzte Segment besteht aus den Spulen 38,39 und den Elektroden 40 und damit dem elektrischen Feld E. Die Elektroden jedes Segmentes sind für

K-U.NE Wo = magnetische Permeabilität Ne = Anzahl der Elektronen

e = Elektron

[0027] Mit einer elektrischen Leistungsdichte

Ss N

P —L ka —K)v?B*? K ER ele‘ 1 +2 ßvB

B = magnetische Flußdichte

V = Plasmageschwindigkeit

E = Elektrisches Feld

K = Lastfaktor

ß = Hallparameter

[0028] Das Abgas 42 aus dem MHD Generator 41 wird in dem Wärmetauscher 43 abgekühlt. Damit kann Abwärme gewonnen werden. Danach wird das Abgas in einem elektrisch angetriebenen Kolbenverdichter 44 auf 8 bar verdichtet und einer Gastrennung 45 zugeführt. Die Gastrennung 45 auf der Basis einer Druckwechseladsorption trennt das Gasgemisch aus He(3,2) und Deuterium H(2,1) von der Asche, Helium He(4,2) ab. Helium He(4,2) wir aus dem Molekularsieb mit Hilfe eines Vakuumverdichters 46 herausgesaugt und abgeleitet.

[0029] Das Gasgemisch aus He(3,2) und Deuterium H(2,1) 48 wird dem Reaktor 26 rückgeführt.

[0030] Das erfindungsgemäße Verfahren stellt durch die Schwingungsanregung und lonisierung 4,16 eine Möglichkeit dar, den Gamow Faktor [1], der eine Energiebarriere beschreibt, die eine Kernverschmelzung verhindert, zu reduzieren. Der Gamow Faktor [1] wurde von Georg Gamow 1928 gefunden, und weist nach, dass im Resonanzfall ein Tunneln von Kernen möglich ist. Unter Tunneln versteht man das Durchdringen einer Energiebarriere, die jeden Atomkern umgibt, die man auf einem niedrigen Energieniveau durchdringen kann. Dabei kann man sich die Energiebarriere als Membran vorstellen, die verhindert, dass Atomkerne a priori verschmelzen.

[0031] Friedward Winterberg [4] hat in seinen Forschungen zur thermonuklearen Reaktion in Form einer Fusion auf die Möglichkeit des Tunnelns bei der Kernverschmelzung hingewiesen.

[0032] T. W. Barrett [3] weist in einem Buch auf mögliche Lösungen der Maxwellschen Gleichungen hin, wenn Jonen zu Drehschwingungen angeregt werden. Dabei konnte er nachweisen, dass diese Drehschwingungen mit Hilfe von SU(2) Matrizen beschrieben werden können, wobei jeder SU(2) Matrix ein Drehvektor zugeordnet werden kann.

[0033] Wilhelm Weber [5] hat schon in dem 1846 in seinem Werk zur Weberschen Elektrodynamik ausgeführt und gezeigt hat, wenn man das Webersche Modell der Käfte zwischen Atomkernen anwendet, dann kann man zeigen, dass es einen kritischen Radius zwischen den Atomkernen gibt, ab dem die Kernverschmelzung irreversibel von selbst verlauft. Koch Torres Assis hat die Webersche Theorie in seinem Buch 2004 wiederentdeckt.

[0034] Die Erfindung nutzt nun die Resonanz von angeregten lonen aus, um so die Zündenergie von 200 keV bis 300 keV auf 8 keV bis 12 keV zu senken. Das ist möglich, wenn die Lamor

[0035] Frequenzen von Deuterium und Helium in einem Resonanzverhältnis von 3/2 stehen. 3/2 ist zudem etwas ganz besonderes, es ist eine Oktavfrequenz.

[0036] Lamor Frequenz von H(2, 1) Deuterium: 7,623 10° Hz [0037] Lamor Frequenz von He(3,2) Helium: 5,090 10° Hz

[0038] Man kann nun zeigen, dass die Kernverschmelzung von Deuterium H(2, 1) mit Tritium H(3, 1) analoge Resonanzeigenschaften aufweist wie die Kernverschmelzung von Deuterium H(2, 1) mit Helium He(3,2).

[0039] Die praktische Anwendung ist durch die energetische Ausnutzung der Kernverschmelzung gegeben. In der folgenden Tabelle wird die Massenbilanz und Energiebilanz dargestellt:

SS N SS

SOSE

LO

[0040] Tabelle 1: Massenbilanz und Energiebilanz der Kernverschmelzung von H(2,1) und He(3,2)

[0041] Die Anlagen zur Erzeugung von Strom und Wärme lassen sich kompakt, einfach auf der Basi des erfindungsgemäßen Verfahrens bauen und elektrische Leistungen von 500 kW bis 5000 kW realisieren.

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ZEICHEN UND SYMBOLE

ZEICHEN 1 schwerer Wasserstoff 2 Behälter 3 schwerer Wasserstoff 4 lonisierung und Schwingungsanregung 5 Magnetspule 6 RF Antenne zur Schwingungsanregung 7 Magnetspule 8 Anode 9 Kathode 10 Vakuumverdichter 11 Restgase aus der lonisierung und Schwingungsanregung 12 joniserter angeregter schwerer Wasserstoff 13 Helium (3,2) 14 Behälter 15 Helium (3,2) 16 lonisierung und Schwingungsanregung

17 Magnetspule

18 RF Antenne zur Schwingungsanregung

19 Magnetspule

20 Anode

21 Kathode

22 Vakuumverdichter

23 Restgase aus der lonisierung und Schwingungsanregung

24 jonisertes angeregtes Helium(3,2) Isotop 25 Düse für loniserten schweren Wasserstoff 26 Isolator Reaktorwand

27 Kathode

28 Düse für ionisiertes Helium 29 Magnetspule

30 Magnetspule

31 Magnetspule

32 Magnetspule

33 Anode

34 Plasmadüse zum MHD Generator 35 magentspule MHD Generator 36 Elektroden

37 Magnetspule MHD Generator 38 Magnetspule MHD Generator 39 Magentspule MHD Generator 40 Elektrode

41 MHD Generator

42 Abgas

43 Wärmetauscher

44 Verdichter

45 Gastrennung

46 Vakuumverdichter

47 Helium He(4,2)

48 Rückführung von Helium He(3,2) und Deuterium

49 Stromzuführung Kathode

50 Stromzuführung Anode

51 Strom von erster Zelle Hallgenerator MHD Generator 52 Ohmsche Last

53 Strom von letzter Zelle Hallgenerator MHD Generator

SYMBOLE

H2 Wasserstoff

D2 Schwerer Wasserstoff

He(3,2) Helium Isotop

He(4,2) Helium

H(2,1) Deuterium

H(1,1) Proton

MHD Magnethydrodynamischer Generator

PSA Gastrennung in Form von Druckwechseladsorption

SU(2) special unitary matrix ist eine Untergruppe der Unitären Matrizen und bschreibt Drehungen und die damit verbundenen Drehvektoren

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 [6] Wilhelm Weber, Webersche Elektrodynamik, 1846, veröffentlich von Koch Torres

Assis, Kluwer Verlag 2004

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ABBILDUNGEN

ABBILDUNG 1

[0042] Die Abbildung 1 zeigt die Bereitstellung von Helium He(3,2) 1 in gasförmiger Phase in einem Behälter 2. Helium He(3,2) wird in einem Reaktor 4 schwingungsmäßig hoch angeregt und in der Folge eine lonisierung des Helium He(3,2) zu He(3,2)+ durchgeführt. Die Anregung erfolgt in einem von magnetischen Spulen 5,7 erzeugtes Plasma und die Anregung erfolgt mit einer RF - Antenne 6 und die lonisierung auf der Basis der Kathode 9 und Anode 8. Das hochangeregte lonengas wird über eine Düse 25 dem Reaktor 26 zugeführt. Deuterium H(2, 1) wird in gasförmiger Phase in einem Behälter 14 bereitgestellt. Deuterium H(2,1) wird in einem Reaktor 16 schwingungsmäßig hoch angeregt und in der Folge eine lonisierung des Deuterium H(2,1) zu H(2,1)+ durchgeführt. Die Anregung erfolgt in einem von magnetischen Spulen 17,20 erzeugtes Plasma und die Anregung erfolgt mit einer RF - Antenne 21 und die lonisierung auf der Basis der Kathode 23 und Anode 22. Das hochangeregte lonengas wird über eine Düse 28 dem Reaktor 26 zugeführt.

[0043] Ein Reaktor 26 bestehend aus einer Kathode 27, einer Anode 33, sowie den Spulen 29,30 und 31,32. Das thermische Plasma 34 wird in einem MHD Generator 41 zu Strom 51,52,53 wobei der MHD Generator in Form von Elektrodensegmenten, die jedes für sich kurz geschlossen ist, das erste Segment bestehend aus den Spulen 35,37 und den Elektroden, das letzte Segment bestehend aus den Spulen 38,39 und Elektroden 40, wobei das Abgas 42 wird in einem Wärmetauscher 43 abgekühlt und Prozesswärme gewonnen, das Abgasgemisch wird verdichtet 44 und über eine Gastrennung in Helium He(4,2) als Verbrennungsasche und in ein Gasgemisch aus Helium He(3,2) und Deuterium H(2,1) getrennt, das 48 dem Reaktor 26 rückgeführt wird.

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Patentansprüche

1. Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie (51,52,53) und Wärme (43) mit Hilfe einer Kernverschmelzung von Helium He(3,2) (1) und Deuterium (13), umfassend einen Reaktor (4) für lonisierung und Schwingungsanregung, einem Reaktor (16) für Schwingungsanregung und lonisierung, einen Reaktor (26) für Kernverschmelzung, einen MHD Generator (41), einen Wärmetauscher (43), einen Verdichter (42), eine Gastrennung (45),

gekennzeichnet durch folgende Schritte,

- Bereitstellen von Helium He(3,2) (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 Helium He(3,2) (1) in Gasphase vorliegt,

- Schwingungsanregung und lonisierung von Helium He(3,2) (3) in einem Reaktor (4), 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 Helium He(3,2) (3) in Gasphase als Ion He(3,2)+ vorliegt, wobei die Schwingung des lons He(3,2)+ eine Schwingungsfrequenz minimal 5,090 MHz hat, maximal 5,090 GHz hat

- Bereitstellen von Deuterium H(2,1) (13), 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,

- Schwingungsanregung und lonisierung von Helium H(2,1) (15) in einem Reaktor (16) 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 (15) 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

- die angestrebte Resonanz zwischen dem ionisierten und angeregten Helium He(3,2) (12) und dem ionisierten und angeregten Deuterium D+ (24) einen Wert minimal 3/2, maximal 10 mal 3/2 hat,

- Einbringen von ilonisierten lonengasen aus Deuterium lonen D+ und Helium lonen He(3,2)+ (25,28) in den Reaktor (26), wobei der Druck im Reaktor (26) erzeugt durch die magnetische Flußdichte B des Stromes zwischen Kathode 27) und Anode (33) und der magnetischen Flußdichte B erzeugt durch die Spulen (29,30) und (31,32) 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 (27) und Anode (33) einen Wert minimal 0,1 T, maximal 10 T hat, wobei die magnetische Flußdichte B in der stromdurchflossenen Spule (29,30) einen Wert minimal 17T, maximal 20 T hat, wobei die Anzahl der Spulen (29,30) 31,32) einen Wert minimal 1, maximal 10 hat, wobei die elektrische Feldstärke zwischen der Kathode (27) und der Anode (33) einen Wert minimal 1 V/m, maximal 10 000 V/m hat,

- Verbrennen des ionisierten Gasgemisches aus Deuterium lonen D+ (28) und Helium He(32,) lonen He(3,2)+ (25) in den Reaktor (8), wobei zwischen der Kathode (27) und der Anode (33) ein gepulster Strom fließt der einen Wert minimal 1 A, maximal 10 000 A hat, wobei die gepulste Spannung zwischen Kathode (27) und Anode (33) 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+ (25) und Helium lonen He(3,2)+ (28) 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+ (28) und Helium lonen He(3,2)+ (25) auch schnelle Protonen erzeugt werden, wobei die schnellen Proto-

nen eine Energie haben mit einem Wert minimal 2,0 MeV, maximal 16,0 MeV,

- Entspannung des hoch ionisierten Gasgemisches (34) in einem MHG Generator (41) auf der Basis einer Bauform eines Hallgenerators, wobei die in den Spulen (35,37) erzeugte magnetische Flussdichte B einen Wert minimal 0.1 T, maximal 20 T hat, wobei die Elektroden (36) senkrecht zur magnetische Flußdichte B einen Strom ableiten minimal von 1A, maximal 1000 A, wobei die Gleichspannung in den kurzgeschlossenen Elektroden (36) (40) einen Wert minimal 1V, maximal 1000 \V hat, wobei die Elektroden (36) kurzgeschlossen sind, wobei zwischen der ersten Elektrode (36) und der letzten Elektrode (40) eine Ohmsche Last geschalten wird, deren Leistung einen Wert minimal 1kW, maximal 1000 kW hat, wobei die Spulen (35,37) und Elektroden (36) Segmente eine Anzahl minimal 2, maximal 30 haben,

- Abkühlen des Abgases (42) aus dem MHD Generator (41), wobei die Temperatur des Abgases (42) vor dem Wärmetauscher (43) 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 (42) nach dem Wärmetauscher (43) einen Wert hat minimal 20°C, maximal 50°C hat

- Verdichten des Abgases (42) aus dem MHD Generator (41), wobei die Temperatur des Abgases (42) nach dem Wärmetauscher (43) 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 (42) aus dem MHD Generator (41) mit Hilfe einer Druckwechseladsorption (45), wobei die Gasanteile Deuterium und Helium He(3,2) (48), gewonnen werden und wobei Helium He(4,2) (47) gewonnen wird, wobei das Helium He(4,2) (47) einen Konzentrationswert minimal von 98%, maximal 99,9% hat, wobei die Gasanteile Deuterium und Helium He(3,2) (15) einen Konzentrationswert minimal von 98%, maximal 99,9% hat,

- Gewinnung des Gasgemisches aus Deuterium und Helium He(3,2) (48), aus der Gastrennung auf der Basis einer Druckwechseladsorption (43), 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 Helium He(3,2) (48) minimal 0,004 kg/h, maximal 0,4 kg/h hat. Gewinnung von Helium He(4,2) (47) aus der Gastrennung auf der Basis einer Druckwechseladsorption (43), wobei das Helium (47) mit Hilfe eines elektrisch angetriebenen Vakuumverdichters (46) 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 Helium He(3,2) (48) in den Reaktor (26), 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 Helium He(3,2) (48) minimal 0,004 kg/h, maximal 0,4 kg/h hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

A ‚hes AT 528 372 A1 2025-12-15 Ss N Neue Patentansprüche

gekennzeichnet durch folgende Schritte,

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ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE

nen eine Energie haben mit einem Wert minimal 2,0 MeV, maximal 16,0 MeV,

- Gewinnung des Gasgemisches aus Deuterium und Helium He(3,2) (48), aus der Gastrennung auf der Basis einer Druckwechseladsorption (43), 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 Helium He(3,2) (48) minimal 0,004 kg/h, maximal 0,4 kg/h hat.

- Gewinnung von Helium He(4,2) (47) aus der Gastrennung auf der Basis einer Druckwechseladsorption (43), wobei das Helium (47) mit Hilfe eines elektrisch angetriebenen Vakuumverdichters (46) 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.

ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE