RS57884B1 - Postupak za primenu u generisanju električne energije i na pripadajućem uređaju - Google Patents

Description

Opis

Oblast pronalaska

[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na postupak koji se koristi u proizvodnji električne energije. Preciznije, predmetni pronalazak se odnosi na postupak upotrebe u proizvodnji električne energije koji koristi hvatanje neutrona ciljnom materijom pri čemu se proizvodi izlazna energija elektromagnetnog zračenja. Ovaj pronalazak se takođe odnosi na povezan uređaj.

Pozadina pronalaska

[0002] Nuklearna spalacija i hvatanje neutrona su činjenični pojmovi u nuklearnoj fizici. Nuklearna spalacija podrazumeva fragmentaciju nukleona zracima energetskih čestica u akceleratorima čestica koji se koriste za stvaranje zrakova energetskih neutrona. S druge strane, hvatanje neutrona je proces fuzije, pri čemu nukleoni hvataju neutrone, čime se povećavaju njihove mase.

[0003] U prethodnom slučaju, spalacija zahteva prilično visok ulaz energije. U drugom slučaju, hvatanje neutrona izotopima u donjem delu tabele nukleida daje izlaz energije. Budući da spalacija zracima energetskih čestica zahteva mnogo veći ulaz energije u poređenju sa potencijalnom energijom koja je dobijena hvatanjem neutrona, ona se obično ne smatra korisnim sredstvom za proizvodnju energije.

[0004] S obzirom na gore navedeno, postoji potreba za tehničkim unapređenjem radi postizanja proizvodnje energije koja prevazilazi gore navedene probleme.

[0005] Prema Imasaki et al. u "Gamma Ray Transmutation", 6. jun 2006., strane 1-3, XP002754113; URL: http: //www.ile.osaka-u.ac.jp/jp/information/publication/annualreport/2006/6/6.29.pdf, u bliskoj budućnosti mora se pretvoriti novi energetski resurs materijala bez ugljen-dioksida. Među njima se razmatra energija fisije, ali pitanje nuklearnog otpada biće ozbiljno u ovom slučaju. Jedan će geološki mirovati, ali transmutacije proizvoda fisije dugog života će biti problem za odlaganje. Za većinu otpada se očekuje da miruju dovoljno vremena njihovog aktivnog života osim<129>Jod. Jod ima veoma dug život veći od 10 miliona godina i ima visoku hemijsku aktivnost.

Suština pronalaska

[0006] Zbog toga je predmet ovog pronalaska da obezbedi poboljšani postupak za upotrebu u proizvodnji električne energije koji se može kontrolisati.

[0007] Pored toga, takođe je predmet ovog pronalaska da obezbedi pripadajući uređaj.

[0008] Prema prvom aspektu pronalaska, obezbeđen je postupak za upotrebu u proizvodnji električne energije. Postupak obuhvata dovođenje prve ciljne materije putem talasne rezonance u više energetsko stanje izlaganjem prve ciljne materije ulaznoj energiji elektromagnetnog zračenja za proizvodnju prve izmene izotopa u prvoj ciljnoj materiji i neutrona koji proizlaze iz prve izmene izotopa. Postupak takođe obuhvata hvatanje neutrona drugom ciljnom materijom za proizvodnju druge izmene izotopa u drugoj ciljnoj materiji i izlazne energije elektromagnetnog zračenja.

[0009] Prva ciljna materija i druga ciljna materija će se ovde i u nastavku kolektivno nazivati gorivo ili reaktorsko gorivo.

[0010] Izlaganjem elektromagnetnog zračenja, EM zračenje, ulazna energija ovde znači da EM zračenje zrači najmanje deo prve ciljne materije. Radijacija može da obuhvata fotone koji imaju najmanje jednu frekvenciju ili režim frekvencije. U prvom primeru, zračenje obuhvata fotone koji imaju mnoštvo režima frekvencije. U drugom primeru, zračenje je u suštini monohromatsko koje obuhvata fotone sa fiksnom frekvencijom. Osim toga, zračenje može imati poželjan nivo intenziteta i/ili snage. Željeni nivo intenziteta i/ili snage može biti povezan sa određenim frekvencijama.

[0011] Ulazna energija EM zračenja može preneti ulaznu energiju i ulazni impuls na prvu ciljnu materiju. Prenos energije može biti obezbeđen pomoću postupka ubrzavanja čestica talasima. Opciono, EM zračenje može biti polarizovano.

[0012] Najmanje deo prve ciljne materije može pretpostaviti visoko-energetsko stanje. Kada se prva ciljna materija dovede u više energetsko stanje putem talasne rezonance, neutroni se mogu osloboditi ili emitovati. Drugim rečima, energija rezonantnog talasa može energizovati prvu ciljnu materiju da bi proizvela energiju fisije i proizvela neutrone. Ovaj proces se može nazvati spalacija. Oslobađanje može da se javi kada je ulazna energija veća ili jednaka graničnoj energiji. Dodatno, međutim, tunel efekat u kvantnoj mehanici može da omogući oslobađanje ispod granične energije.

[0013] Prva ciljna materija podrazumeva više energetsko stanje, pri čemu se talasna energija prenosi na najmanje deo prve ciljne materije. Postupak ubrzavanja čestica talasima, ili ekvivalentno, postupak talasne rezonance, može se izabrati na osnovu određenih fizičkih osobina geometrije reaktora i sadržaja goriva u njemu. Fizička svojstva mogu biti povezana sa fizičkim osobinama prve ciljne materije. Kao primer, ova fizička svojstva mogu se odnositi na vrstu materijala obuhvaćenog u prvoj ciljnoj materiji, vrste strukture rešetke materijala, fizičke količine materijala, kao što je njegova atomska masa, broj atoma, atomsko rastojanje odvajanja, brzinu zvuka, karakterističnu brzinu plazme, lokalnu temperaturu, prosečnu temperaturu itd., dimenzije dužine rešetkaste strukture materijala, dimenzije dužine zrnaste strukture materijala i geometriju rešetkaste strukture materijala. Fizička svojstva takođe mogu biti lokalna rezonantna frekvencija prve ciljne materije. Rezonantna energija talasa, tj. energija dobijena postupkom ubrzavanja (pumping) rezonantnog talasa, može se preneti na prvu ciljnu materiju pri poželjnom intenzitetu. Rezonantna energija talasa W ima pridruženu frekvenciju ω i pridruženu dužinu rezonantnog talasa λ. Joni u prvoj ciljnoj materiji mogu biti ubrzani ulaznom energijom EM zračenja.

[0014] Prema inventivnom postupku, neutroni su proizvedeni, ili oslobođeni. U neograničavajućem primeru, neutroni mogu biti hladni neutroni. Hladni neutroni u ovoj aplikaciji znače da je kinetička energija neutrona specificirana u opsegu od 0 eV do 0,025 eV, gde eV označava elektronvolt.

Određenije, hladni neutroni mogu biti termalni neutroni. U drugom neograničavajućem primeru, neutroni mogu imati kinetičke energije između 0,025 eV i 1 eV. U još jednom neograničavajućem primeru, neutroni mogu biti spori neutroni koji imaju kinetičke energije između 1 eV i 10 eV. Takođe su moguće kinetičke energije između 10 eV i 50 eV.

[0015] S obzirom na stalno snabdevanje ulazne električne energije EM zračenja, broj neutrona proizvedenih prvom ciljnom materijom može se povećati sa vremenom. U neograničavajućem primeru, broj neutrona proizvedenih nakon vremena iniciranja spalacije može biti između 10<10>i 10<20>neutrona po sekundi po cm<2>.

[0016] Prva ciljna materija može biti u jonizovanom stanju ili u stanju plazme kada se neutroni oslobađaju. Druga ciljna materija može biti u čvrstom ili u tečnom stanju pri hvatanju neutrona.

[0017] Prva ciljna materija može da obuhvata najmanje jedan od deuterijuma, D, i<7>Li. Jedna prednost korišćenja D je što je jeftin. Druga prednost je u tome što korišćenje D vodi ka visokom neto dobitku.

[0018] Štaviše, druga ciljna materija može da obuhvata najmanje jedan od<40>Ca,<46>Ti,<52>Cr,<64>Zn,<58>Ni,<70>Ge i<74>Se. Svaki od ovih materijala može da generiše višak energije hvatanjem neutrona. Određenije, postupak hvatanja neutrona može osloboditi više energije nego što je potrebna energija za spalaciju neutrona.

[0019] Druga ciljna materija može takođe da obuhvata teže izotope elemenata prikazanih gore.

Elementi mogu biti kratkotrajni ili stabilni. Treba napomenuti da se ovi izotopi mogu proizvesti hvatanjem neutrona bilo kog od ovih elemenata. Na primer, druga ciljna materija može da obuhvata<60>Ni ili<62>Ni koji može rezultirati iz hvatanja neutrona od strane<58>Ni.

[0020] Pomoću inventivnog koncepta, obično nema transmutacija elemenata. Umesto toga, postoje izmene izotopa prve i druge ciljne materije. Pod izotopima se podrazumeva skup nukleida koji imaju isti atomski broj Z, ali koji imaju različite brojeve neutrona N = A-Z, gde je A maseni broj. U postupku izmene izotopa, maseni broj A izotopa menja se za najmanje jedan ceo korak. Prva izmena izotopa može biti izmena izotopa iz izotopa<A>P sa masenom brojem A do izotopa<A-1>P sa masenom brojem A-1.

[0021] Izmena izotopa u izotopu<A>P može poteknuti iz kanala reakcije

gde Ws označava energiju spalacije, gde "n" označava neutron i gde "g.s." označava osnovno stanje<A-1>P. Ova reakcija je povezana sa specifičnom graničnom energijom, konvencionalno izraženom u eV. Ova vrsta reakcije je takođe povezana sa specifičnim graničnim energijama.

[0022] Mogu postojati slični kanali reakcije koji polaze od<A>P koji mogu rezultirati izotopima<A-k>P, gde je k = 1,2,3, ... Na primer, gore navedeni postupci u kojima se atomski broj pomera u jednom koraku može se ponoviti k puta, ili tranzicija u k koracima može biti direktna.

[0023] Energija spalacije Ws je isporučena energija delu prve ciljne materije pomoću izloženosti zračenju za dozvoljavanje oslobađanja najmanje jednog neutrona. Energetsko stanje prve ciljne materije pre zračenja može se uzbuditi u više energetsko stanje. Više energetsko stanje može se postići apsorpcijom energije pomoću prve ciljne materije. Na primer, apsorbovana energija može se pretvoriti u kinetičku energiju i/ili vibracionu energiju prve ciljne materije.

[0024] U prvom neograničavajućem primeru, izmena izotopa u litijumu može poticati iz kanala reakcije

Ws je energija spalacije i gde "g.s." označava osnovno stanje<6>Li. Granična energija za ovu reakciju iznosi 7,25 MeV. Zapaženo je da su<6>Li kao i<7>Li stabilni izotopi sami po sebi, ali da gore navedena reakcija može biti indukovana zračenjem iznad granične energije.

[0025] U drugom neograničavajućem primeru, izmena izotopa može poticati od kanala reakcije D Ws → n<1>H, gde je D deuterijum<2>H i gde je H protijum, tj. vodonik. Granična energija za ovu reakciju je 2,25 MeV.

[0026] Izmene elemenata mogu se javiti putem beta raspada. Na primer, hvatanje neutrona nikla do nestabilnih izotopa<63>Ni i<65>Ni dovodi preko beta (β-) raspada do<63>Cu i<65>Cu, respektivno, tj. neutroni se konvertuju u protone. Nasuprot tome, hvatanje neutrona<59>Ni može preko β<+>raspada dovesti do<58>Co, tj., proton se konvertuje u neutron. Slučajno, gore navedeni nestabilni izotopi imaju visoke preseke za hvatanje neutrona. Postupak pretvaranja energije može, prema tome, da uključuje složeno krivudanje izmena izotopa hvatanjem neutrona i izmene elemenata putem β<±>raspada, što eventualno dovodi do stabilnih elemenata.

[0027] Prva ciljna materija može sadržati najmanje jedan izotop<A>P. U prvom primeru, prva ciljna materija obuhvata samo jedan izotop. U drugom primeru, prva ciljna materija obuhvata dva izotopa. U trećem primeru, prva ciljna materija obuhvata mnoštvo izotopa. Izotop<A>P u prvoj ciljnoj materiji poželjno ima malu nuklearnu energiju vezivanja za dozvoljavanje oslobađanja neutrona. Štaviše, izotop<A>P u prvoj ciljnoj materiji poželjno ima nuklearnu energiju vezivanja koja je veća od nuklearne energije vezivanja izotopa<A-1>P.

[0028] Nuklearna energija vezivanja može se meriti kao ukupna nuklearna energija vezivanja u nukleusu. Alternativno, nuklearna energija vezivanja može se meriti kao nuklearna energija vezivanja po nukleonu u nukleusu. Određenije, nuklearna energija vezivanja može se meriti kao prosečna nuklearna energija vezivanja po nukleonu u nukleusu.

[0029] Druga ciljna materija može da obuhvata najmanje jedan izotop<B>Q, gde je B maseni broj. U prvom primeru, druga ciljna materija obuhvata samo jedan izotop. U drugom primeru, druga ciljna materija obuhvata mnoštvo izotopa. Izotop<B>Q u drugoj ciljnoj materiji poželjno ima nuklearnu energiju vezivanja koja je manja od nuklearne energije vezane izotopa, ili izotopa, u koju se može pomeriti nakon procesa hvatanja neutrona.

[0030] Izlazna energija EM zračenja ovde predstavlja energiju koja se oslobađa u procesu hvatanja neutrona. Energija će se osloboditi u obliku elektromagnetnih talasa/fotona koji pokrivaju širok spektar frekvencija (primarne, sekundarne, itd.).

[0031] Neutroni se mogu zarobiti stabilnim izotopom ili nestabilnim izotopom. U jednom primeru, hvatanje neutrona rezultira stabilnim izotopom. U drugom primeru, hvatanje neutrona rezultira nestabilnim izotopom. Jedan kanal reakcije za hvatanje neutrona koje uključuje izotop<B>Q može se napisati kao

gde je Wc energija oslobođena iz hvatanja neutrona. Ova reakcija se može ponoviti tako da su zarobljeni dva ili više neutrona, što rezultira izotopima<B 2>Q,<B 3>Q,<B 4>Q, itd. Ovi tipovi izotopa mogu biti kolektivno napisani kao<B k>Q, gde je k = 1,2,3, ... Zaista, u jednom primeru, samo jedan neutron je uhvaćen od strane druge ciljne materije. U drugom primeru, dva, tri ili četiri neutrona su uhvaćeni od strane druge ciljne materije. U još jednom primeru, veći broj neutrona je uhvaćen od strane druge ciljne materije. Broj uhvaćenih neutrona može biti u korelaciji sa neutronskim fluksom proizvedenim prvom ciljnom materijom. Određenije, hvatanje neutrona može biti uslovljeno kritičnim neutronskim fluksom. Na primer, kritični fluks može biti između 10<14>i 10<20>neutrona po cm<2>u sekundi.

[0032] Da bi kombinovani postupak proizvodnje neutrona i hvatanje neutrona bio efikasan, stopa proizvodnje neutrona je poželjno dovoljno visok za odnos dobitka energije, definisan kao izlazna električna energija podeljena sa ulaznom električnom energijom, da bi se prevazišlo jedinstvo.

[0033] U skladu sa inventivnim konceptom, obezbeđen je postupak za upotrebu u proizvodnji električne energije. Prva ciljna materija može da proizvede neutrone dovođenjem u rezonantno stanje. Proizvodnja neutrona prvom ciljnom materijom i hvatanje neutrona drugom ciljnom materijom zajednički rade radi proizvodnje izlazne energije. Materijal u drugoj ciljnoj materiji može se preneti u niže energetsko stanje, pri čemu se proizvodi energija. Na primer,<58>Ni može se promeniti u<60>Ni hvatanjem dva neutrona.

[0034] Osim toga, prva ciljna materija može se zagrevati. Toplotu može da obezbedi uređaj za zagrevanje. Pravilno konstruisan uređaj za zagrevanje može proizvesti talase koji dovode prvu ciljnu materiju u rezonantno stanje. Kombinovani postupak spalacije neutrona i hvatanje neutrona može se primeniti održavanjem kritične temperature u gorivu i da bi se ispunili kriterijumi rezonancije.

Kriterijumi rezonancije biće opisani dalje u nastavku.

[0035] Postupak proizvodnje neutrona zahteva niži ulaz energije od izlaza energije obezbeđenog hvatanjem neutrona. Određenije, energija u obliku zračenja može se osloboditi. Na primer, fotoni koji se karakterišu time što imaju impuls p, ili energije W = |p| · c, mogu se osloboditi. Na taj način, inventivni postupak može se koristiti kao parcijalna faza u proizvodnji električne energije. Na primer, obezbeđen višak energije može se koristiti za rad parne turbine za proizvodnju električne energije.

[0036] Još jedna prednost korišćenja hvatanja neutrona je da neutron može lakše da uđe u jezgro, budući da neutron nema naelektrisanje. Zaista, postupci koji uključuju naelektrisane čestice kao što su protoni, zahtevaju znatno više energije za obezbeđivanje nuklearne fuzije, budući da Coloumb barijera nukleusa mora da se prodre.

[0037] Takođe, pomoću inventivnog postupka obezbeđuje se više kontrolisani postupak za upotrebu u proizvodnji električne energije. Zaista, brzina proizvodnje neutrona lako se može kontrolisati podešavanjem spoljašnje snage, ali još više podešavanjem intenziteta i sadržaja frekvencije talasa EM ulaznog zračenja. Brzina proizvodnje neutrona je direktno u korelaciji sa snagom i/ili intenzitetom i frekvencijama talasa EM ulaznog zračenja.

[0038] U nastavku će biti objašnjen koncept gradijentne sile u vezi sa prvom i drugom ciljnom materijom. Kao što će biti objašenjeno u nastavku, gradijentna sila može nastati usled prodora EM talasa u materiju u bilo kom agregatnom stanju.

[0039] U fizici plazme, ponderomotivna sila je dobro poznata kao efikasan opis vremenski-prosečne nelinearne sile koja deluje na medijum koji obuhvata naelektrisane čestice u prisustvu nehomogenog oscilujućeg EM polja. Osnova vremenski-prosečne ponderomotivne sile je da EM talasi prenose energiju i impuls na materiju.

[0040] Od pet potencijalnih ponderomotornih efekata, Milerova sila i Abrahamova sila smatraju se najmoćnijim u slabo magnetizovanoj sredini ili sredini bez magnetnih gradijenata. Međutim, u zavisnosti od postupka zagrevanja, efekati magnetne gradijentne sile se ne mogu isključiti. Štaviše, Barlow-a sila, indukovana sudarima čestica gasa, može takođe da utiče na dinamike sistema.

[0041] Celokupna omogućavajuća ponderomotivna sila ubrzanja, koja se ovde razmatra, je Milerova sila ili, ekvivalentno, gradijentna sila.

[0042] Pod pretpostavkom da provodno čvrsto telo može biti tretirano kao plazma ili plazma čvrstog stanja, može se primeniti koncept gradijentne sile. Iz dva razloga, Alfvén talasna analogija biće izabrana u izvođenju gradijentne sile u čvrstim materijama. Prvo, zato što su Alfvén talasi zapaženi u plazmama pri svim stanjima, tj. u plazma stanjima, gasovitim stanjima, tečnim stanjima i čvrstim stanjima. Drugo, zato što Alfvén talasi imaju frekvencijski nezavisni odgovor ispod rezonance.

[0043] Primećeno je, međutim, da uopšteno može biti mešavina Alfvén talasa i drugih talasa, kao što su akustični talasi, u čvrstom telu.

[0044] Stoga, gradijentna sila i povezani gradijentni pritisak nastaju pored sila generisanih običnim pritiskom EM zračenja na telo, pri čemu telo može biti u bilo kom agregatnom stanju.

[0045] Čvrsto telo može se opisati kao da sadrži jone i elektrone, što dovodi do potpuno neutralnog naelektrisanja. Budući da je masa jona obično više od 1800 puta veća od mase elektrona, masa elektrona se može zanemariti. Masena gustina i odgovarajuća sila na plazmu je stoga određena masom jona, m. Alfvén talasi koji imaju frekvenciju ω šire se duž linija magnetnog polja k = (0,0, k) u Dekartovim koordinatama i imaju linearnu polarizaciju. Sledeći izraz primenjuje se za uzdužnu gradijentnu silu (u cgs jedinicama) kojom upravljaju Alfvén talasi u fluidu:

gde je e elementarno naelektrisanje i gde je Ω frekvencija ciklotronske rezonance. Prostorni gradijent kvadratnog električnog polja talasa E<2>u z-smeru određuje veličinu sile. Zapaženo je da izraz (1) ima singularitet u ω<2>= Ω<2>. Štaviše, gradijentna sila je privlačna za ω<2><Ω<2>i odbojna za ω<2>> Ω<2>. Na taj način, Alfvén talasi niske frekvencije koji imaju ω<2><Ω<2>privlače naelektrisane čestice prema izvoru talasa, dok Alfvén talasi visoke frekvencije koji imaju ω<2>> Ω<2>odbijaju čestice. Privlačenje na niskim frekvencijama može se smatrati intuitivno pogrešnim. Međutim, jasno važi za plazmu, a takođe je eksperimentalno i teoretski potvrđeno za neutralnu materiju u čvrstom stanju. Pored toga što ima ova pomeranja sile u bipolarnom pravcu pri talasnoj rezonanci, gradijentna sila je nezavisna od znaka naelektrisanja čestice, zbog faktora e<2>. To znači da je sila za pozitivne jone i elektrone usmerena u istom pravcu.

[0046] Zabeleženo je da neutralna materija može biti u tečnom stanju, gasovitom stanju, stanju plazme ili čvrstom stanju. Budući da neutralna materija na atomskom i nuklearnom nivou čini naelektrisanja, stoga se atomske oscilacije (npr. Braunovo kretanje) i interatomske vibracije mogu smatrati kao "fundamentalne frekvencije". Pojam električnog polja EM talasa treba, prema tome, da utiče na atomsku vezu "sredine" za npr. Van-der-Valsove sile na sličan način kao i veza u plazmi snažnim magnetnim poljem.

[0047] Za nemagnetizovane neutrale analogija podrazumeva da energija talasa može da prodre, jer gradijentna sila radi na atomskim protonima i elektronima kolektivno.

[0048] Za niskofrekventne talase kao što su ω<2><< Ω<2>, ekspresija u jednačini (1) se pojednostavljuje jer ω može da se ignoriše. U ovom slučaju, sila postaje slabo privlačna, bez obzira na atomsku strukturu ili masu.

[0049] Međutim, približavanje rezonantne frekvencije ω<2>= Ω<2>, gradijentna sila povećava se nelinearno. Rezonantne frekvencije u fizici plazme odnose se na unutrašnja svojstva fluida, kao što su gustina plazme, masa čestica, inercija čestica i magnetno polje. Objavljeno je da isto važi i za materiju u čvrstom stanju, osim što su takođe uključene mehaničke i interatomske Van der Valsove sile vezivanja.

[0050] Po analogiji, pod pretpostavkom da su EM talasi koji zrače neutralni fluid/čvrsto telo linearno polarizovani, gradijentna sila vršena na pojedinačnim česticama/atomima mase malinearno polarizovanim EM talasima sa električnim poljem E zračenja postaje

Određenije, ovaj izraz može biti validan za prvu ciljnu materiju. Teorijska gradijentna sila nasuprot frekvenciji u izrazu (2) liči na onu izraza (1), osim što je sad uvedena rezonantna frekvencija Ωa.

Rezonantna frekvencija Ωamože biti rezonantna frekvencija za materiju u bilo kom agregatnom stanju, tj. čvrsto, tečno, gasovito ili plazma. Gradijentna sila je ponovo privlačna u celom frekvencijskom opsegu ispod rezonance, tj ω<2><(Ωa)<2>. Iznad rezonance ω<2>> (Ωa)<2>, sila je odbojna. Pri frekvencijama znatno ispod rezonance, ω<2><< (Ωa)<2>, gradijentna sila je nezavisna od talasne frekvencije i primenjuje se sledeći izraz:

Ako je materija u čvrstom agregatnom stanju, rezonantna frekvencija se može napisati kao Ωa= c/a, gde je a interatomsko rastojanje, a c je lokalna brzina svetlosti u sredini. U ovom slučaju ćemo za ω<2><< (Ωa)2 dobiti približan izraz

Ovde, sila zavisi od konstante materijala, ξ (a, ma) i prostorni gradijent kvadratnog električnog polja talasa E<2>širi se u materiju. Talasna energija može preći u toplotnu i/ili kinetičku energiju. Privlačenje talasa određeno je prostornim gradijentom E<2>koji se može napisati kao količnik δE<2>/ δz, gde je δE<2>razlika E<2>preko diferencijalne dužine interakcije δz. Materijalna konstanta ξ (a, ma), gradijent δE<2>/δz i električno polje E transferzalnog talasa, sada određuje gradijentnu silu koja se vrši na pojedinačnim atomima u telu. Treba napomenuti da interatomsko rastojanje a određuje silu vezivanja, ili napon, analogno magnetnom polju koje kontroliše kretanje plazme. a-faktor može biti parametar koji određuje rezonancu. Može biti dodatnih parametara za određivanje rezonance.

[0051] Uopšteno, u u izrazu Ωa= u/a odnosi se na lokalnu brzinu EM talasa u sredinama (npr. akustični, jonski akustični).

[0052] Analitički rezultati dobijeni iz izraza (4) pokazali su da su u dobroj saglasnosti sa eksperimentalnim nalazima iz Kevendiševog eksperimenta u vakuumu.

[0053] Za prvu ili drugu ciljnu materiju, sledeći izraz za gradijentnu silu može se dobiti iz jednačine (4) gore:

1

Ovde K (a, ma) su karakteristična svojstva prve i/ili druge ciljne materije. Karakteristična svojstva mogu biti odgovarajuća atomska masa, broj atoma i atomsko rastojanje odvajanja itd.

[0054] Sila gradijenta može postati jača kada ulazna snaga ulaznog EM zračenja postane jača. Na primer, gradijentna sila u opsegu niskih frekvencija ω<2><< (Ωa)<2>je direktno proporcionalna ulaznoj snazi ulaznog EM zračenja.

[0055] Kao što je već pomenuto, takođe mogu nastati i Abrahamove sile u čvrstom telu. Po analogiji sa

plazmom, uzdužna Abrahamova sila može u ovom slučaju biti opisana sa što je proporcionalno vremenskoj varijaciji kvadratnog električnog polja. cAje Alfvén brzina i B je magnetno polje. Znak plus ili minus odgovara širenju talasa paralelno ili antiparalelno u odnosu na pravac magnetnog polja B, respektivno. Abrahamova sila može biti značajna za brze promene E i/ili slaba magnetna polja. Ovo poslednje može biti povezano sa niskim frekvencijama ciklotronske rezonance koje mogu dati male brzine proizvodnje neutrona. Zasluga Abrahamovih sila može umesto toga biti promovisanje zagrevanja brzim promenama pravca EM polja. Pored toga, Abrahamova sila može da održi uzdužno fokusiranje u reaktoru.

[0056] Činjenica da EM talasi u plazmi mogu dovesti do privlačenja nije očigledan.

Magnetohidrodinamički talasi, MHD talasi, su klasa talasa u fluidima gde plazma i magnetno polje pokazuju međusobno oscilovanje, pri čemu se plazma smatra "zamrznutom" u magnetnom polju. U prostorno jednosmernom magnetnom polju, rezonantna frekvencija plazme, a ne pravac širenja talasa

(+ z-smer), određuje smer sile. Iz Ω = eB/mc važi za talase niske frekvencije, ω<2><< Ω<2>da je

To znači da je sila konstantna i nezavisna od frekvencije talasa u homogenoj sredini sa konstantom B na vrlo niskim frekvencijama, pri čemu je sila proporcionalna gradijentu intenziteta EM-talasa. Zbog toga što se intenzitet talasa smanjuje tokom interakcije (vrši silu na materiju), sila je usmerena suprotno smeru širenja talasa.

[0057] Koncept MHD talasa proizlazi iz opisa plazmi kao fluida. MHD talasi se regulišu magnetnim naponom u magnetizovanoj plazmi. Što je jači magnetni napon, slabija je brzina grupe talasa i gradijentna sila. Na sličan način, MHD talasi u plazmi čvrstog stanja regulišu se njihovim dielektričnim svojstvima i interatomskim naponom. Iako je lokalna rezonantna frekvencija u gasovitoj magnetizovanoj plazmi određena žiro frekvencijom jona, lokalna rezonantna frekvencija u neutralnim čvrstim materijama i neutralnim gasovima, koja obuhvataju atome je manje očigledna. Međutim, kako je već napomenuto, gradijentna sila je naelektrisana neutralno, što znači da sila na pozitivno (protoni) i negativno (elektroni) naelektrisanim česticama ide u istom pravcu. Analogija sa MHD talasima u plazmi je korisna, jer idealni MHD podrazumeva da nema prenosa čestica per se u materiji. Umesto toga, materija je podvrgnuta sili lokalnim oslobađanjem talasne energije, koja se karakteriše prostornim gradijentom električnog polja talasa. Da bi se uspostavilo hvatanje neutrona prema inventivnom postupku, određena mešavina "nukleona za spalaciju", kao što je<7>Li ili D i nukleona za hvatanje neutrona visokog prinosa, kao što su<58>Ni ili<40>Ca, je neophodna. U toku ovog nuklearnog procesa, i zavisno od okoline, drugi prenos stanja, npr. hvatanje elektrona, može se dogoditi. Međutim, uz adekvatan dizajn sistema, ovi postupci mogu imati manje posledice na budžet izlazne energije.

[0058] U zavisnosti od temperature goriva i talasne rezonance, brzina proizvodnje neutrona u mešanom<7>Li-<58>Ni ili<7>Li-<40>Ca cilju može postići stanje u kojem izlazna snaga uzrokovana hvatanjem neutrona suštinski prevazilazi ulaznu snagu.

[0059] Pored zagrevanja reaktora, višak električne energije od hvatanja neutrona može takođe da poboljša brzinu spalacije. Ovo se može postići poboljšanjem ulazne snage EM zračenja u reaktoru. Pored toga, snaga talasa blizu rezonance može dodatno poboljšati brzinu spalacije. Zbog teorijskog odnosa između spalacije neutrona i procesa hvatanja neutrona,<58>Ni -><60>Ni može da varira između 1,4 za<7>Li i 3,6 za deuterijum, spalacija neutrona eksterno pogonjena sama može samo da dostigne gore pomenute dobitke. Međutim, višak električne energije zajedno sa hvatanjem neutrona može se vratiti u proces proizvodnje neutrona i dovesti do daljeg poboljšanja brzina spalacije. Ovaj postupak spalacije unutrašnje pogonjen hvatanjem neutrona, može dodatno povećati dobitak električne energije. Na primer, dobitak električne energije se može povećati reda veličine u poređenju sa direktno pogonjenim procesom. Uzimajući u obzir pomeranje sile u bipolarnom pravcu gradijentne sile, kako je objašnjeno gore, moraju se izbeći višak zagrevanja ili talasne frekvencije koje dostižu iznad rezonance. Ako nije, sistem se može srušiti odbijanjem gradijentne sile.

[0060] Dalje će biti opisani primeri izvođenja inventivnog koncepta.

[0061] Prema jednom primeru izvođenju, ulazna energija EM zračenja potiče od EM zračenje koje obuhvata najmanje jedan režim rezonantne frekvencije obuhvaćen u intervalu frekvencije. Ulazna energija EM zračenja može takođe da sadrži širok spektar harmonika sa EM zračenjem koje obuhvata mnoštvo frekvencija sa harmonicima koji se približavaju najmanje jednom režimu rezonantne frekvencije. Akcija izlaganja prve ciljne materije EM zračenju koje ima režim rezonantne frekvencije može dovesti prvu ciljnu materiju u stanje blizu, ali ispod rezonance.

[0062] Rezonantna frekvencija može biti mehanička rezonantna frekvencija. Alternativno, rezonantna frekvencija može biti rezonantna frevencija EM talasa.

[0063] Rezonantna frekvencija može biti povezana sa agregatnim stanjem prve ciljne materije.

Određenije, može biti jedna rezonantna frekvencija prve ciljne materije u čvrstom stanju, jedna rezonantna frekvencija prve ciljne materije u gasovitom stanju, i druga rezonantna frekvencija prve ciljne materije u stanju plazme.

[0064] Poželjno, režim rezonantne frekvencije je frekvencija koja je blizu kritične rezonantne frekvencije. Ovo može biti kriterijum rezonance. Kritična rezonantna frekvencija može biti frekvencija pri kojoj gradijentna sila postaje divergentna i/ili pri kojoj gradijentna sila menja smer.

[0065] Kao primer, rezonantna frekvencija se može smatrati bliskom kritičnoj rezonantnoj frekvenciji, ako je odnos između rezonantne frekvencije i kritične rezonantne frekvencije između 0,8 i 0,999, ili poželjnije između 0,9 i 0,99.

[0066] Osim toga, režim rezonantne frekvencije poželjno je frekvencija koja je manja od gore pomenute kritične rezonantne frekvencije. Ovo može biti kriterijum rezonance. Rezonantna frekvencija manja od kritične rezonantne frekvencije može dovesti do kontrakcije goriva, kao što je gore navedeno i biće opisano dalje u nastavku.

[0067] Važno je da režim rezonantne frekvencije može biti frekvencija bilo gde u intervalu frekvencije. Međutim, količina proizvedenih neutrona može da zavisi od toga koji se režim rezonantne frekvencije koristi.

[0068] Interval frekvencije može da bude od niže frekvencije do kritične rezonantne frekvencije. Na primer, generator spoljnih talasa može da obezbedi prvi režim rezonantne frekvencije i drugi režim rezonantne frekvencije, pri čemu je režim prve rezonantne frekvencije bliži kritičnoj rezonantnoj frekvenciji od režima druge rezonantne frekvencije. Izlaganjem prve ciljne materije ulaznoj energiji EM zračenja sa prvim režimom rezonantne frekvencije može proizvesti više neutrona nego izlaganjem prve ciljne materije ulaznoj energiji EM zračenja sa drugim režimom rezonantne frekvencije. Pored toga, povećana ulazna snaga takođe može povećati brzinu proizvodnje neutrona.

[0069] Prema tome, prenos energije talasa poželjno je resonantni prenos energije. Međutim, to može biti i ne-rezonantni prenos energije. Pod rezonantnim prenosom energije podrazumeva se da je frekvencija EM zračenja obuhvaćena u intervalu frekvencija blizu kritične rezonantne frekvencije.

1

[0070] Najmanje jedan režim rezonantne frekvencije može da obuhvata višestruke pojedinačne rezonantne frekvencije. Ovo može biti kriterijum rezonance. Na primer, rezonantna frekvencija ω može dovesti do višestrukih resonantnih frekvencija 2 · ω, 3 · ω, 4 · ω, 5 · ω, ..., itd.

[0071] Režim rezonantne frekvencije može se izabrati tako da je povezana energija jednaka ili veća od granične energije za izazivanje spalacije neutrona u prvoj ciljnoj materiji.

[0072] Kao primer, kada je režim rezonantne frekvencije blizu kritične rezonantne frekvencije, gradijentna sila može imati jačinu između 10<-5>N i 1 N. U drugom primeru, gradijentna sila može imati jačinu između 0,01 N i 0,1 N. Međutim, jasno je da su druge jačine jednako moguće.

[0073] Brzina proizvodnje neutrona može zavisiti od najmanje jedne jačine gradijentne sile, temperature goriva i rezonantne frekvencije.

[0074] U prvom primeru, kritična rezonantna frekvencija povezana sa gasom/plazmom za<7>Li je Ωa=1,3·10<16>Hz. Ωase tada bazira na interatomskom rastojanju talasnih dužina a = 1,1 ·10<-8>m, a talas se širi brzinom svetlosti (c).

[0075] U drugom primeru, kritična rezonantna frekvencija za<7>Li<+>, što je jonska akustična talasna rezonanca odgovarajućeg gasa/plazme, je Ωa=7,9·10<13>Hz. Prosečno interatomsko rastojanje u gasu/plazmi je a = 1,1 ·10<-9>m.

[0076] U trećem primeru, kritična frekvencija i prosečna interatomsko rastojanje za D<+>za jonske akustične talase odgovarajućeg deuterijuma gas/plazma, je Ωa=1,3·10<13>Hz i a = 6.1 ·10<-9>m respektivno.

[0077] Prema jednom primeru izvođenju, najmanje jedan režim rezonantne frekvencije je povezan sa interatomskim rastojanjem prve ciljne materije. Za određeni deo prve ciljne materije, atomi mogu biti raspoređeni u trodimenzionalnu rešetku. Ako prva ciljna materija obuhvata nekoliko izotopa, deo može biti povezan sa jednim specifičnim izotopom koji ima fiksnu strukturu rešetke. Interatomsko rastojanje u pravcima x, y i z rešetke može biti napisano kao ax, ayi az, respektivno. Jasno je da interatomska rastojanja ax, ayi azmogu biti uopšteno različita i da zavise od specifične vrste rešetke.

[0078] Režim rezonantne frekvencije ωimože biti povezan sa interatomskim rastojanjem aiprema odnosu ωi= ui/ai, gde je uikonstanta i gde je i = x, y ili z. Konstanta uiima dimenzije brzine ili brzine, tj.

[ui] = L · T<-1>, gde su L i T parametar dužine i vremenski parametar, respektivno. Konstanta uimože biti komponenta brzine u određenom smeru ili veličina brzine. U prvom neograničavajućem primeru, konstanta uije brzina zvuka dela prve ciljne materije. Brzina zvuka može biti brzina zvuka jona. U drugom i trećem neograničavajućem primeru, konstanta uije brzina talasa u plazmi uwdela prve ciljne materije.

[0079] Prema jednom primeru izvođenja, najmanje jedan režim rezonantne frekvencije je režim rezonantne frekvencije gasa ili plazme prve ciljne materije, rezonanca plazme koja karakteriše magnetizovanu i/ili nemagnetizovanu plazmu prve ciljne materije ili režim rezonantne frekvencije pomenute druge ciljne materije u čvrstom/fluidnom/gasovitom stanju/stanju plazme.

[0080] Prema jednom primeru izvođenja, postupak dalje obuhvata dovođenje prve ciljne materije u stanje plazme. Zapravo, gradijentna sila može postati dominantna u stanju plazme prve ciljne materije.

[0081] Prema jednom primeru izvođenja, postupak dalje obuhvata dovođenje prve ciljne materije iz čvrstog stanja u tečno stanje. Ovaj postupak može dalje da obuhvata dovođenje prve ciljne materije iz tečnog stanja u gasovito stanje. Takođe, postupak može dalje da obuhvata dovođenje prve ciljne materije iz gasovitog stanja u stanje plazme.

[0082] Prema jednom primeru izvođenja, druga ciljna materija se održava u čvrstom stanju kao fino zrnasti prah (režim niske temperature).

Prema jednom primeru izvođenja, postupak dalje obuhvata dovođenje druge ciljane materije u tečno ili gasovito stanje.

[0083] Prema jednom primeru izvođenja, postupak dalje obuhvata zagrevanje najmanje jedne od prve ciljne materije i druge ciljne materije. Pomoću ovog primera izvođenja, može se proizvesti više neutrona. Zaista, toplije gorivo može biti podvrgnuto kompresiji od strane gradijentne sile, koja je zajednički korisna za proizvodnju neutrona i hvatanje neutrona.

[0084] Prema jednom primeru izvođenja, zagrevanje se obezbeđuje putem indukcionog zagrevanja. Indukcijsko zagrevanje može biti dvofazno ili trofazno indukciono zagrevanje. Prednost ovog primera izvođenja je da zagrevanje goriva može da se izvede pomoću uređaja za zagrevanje koji ne mora da dođe u fizički kontakt sa gorivom. Umesto toga, zagrevanje se može ostvariti pomoću indukovanih vrtložnih struja što podrazumijeva rezistentno zagrevanje u gorivu. Takođe, zagrevanje može biti ostvareno pomoću gubitaka magnetne histereze u gorivu.

1

[0085] Kao što je gore navedeno, još jedna posledica gradijentne sile je da vruća materija može privući hladnu materiju. Na primer, prva ciljna materija može postati hladnija kada se neutroni oslobode ili emituju. Na taj način, prva ciljna stvar može biti privučena drugoj ciljnoj materiji. Određenije, prva ciljna materija može biti privučena prema jezgru druge ciljne materije.

[0086] Zagrevanje goriva može imati posledice za jezgro goriva čak i kada je prva ciljna materija ozračena EM zračenjem koje ima frekvencije znatno ispod kritične rezonance. Visoke temperature goriva mogu dovesti do kontrakcije jezgra gradijentnom silom i privlačenja ambijentalnih čestica. Bez obzira na agregatno stanje materije, zagrevanje talasom blizu rezonance može dovesti do značajnog prisiljavanja. Akumuliranu rezonantnu silu mogu eventualno dostići energije fisije/spalacije za prvu ciljnu materiju.

[0087] Zagrevanje, isparavanje i jonizacija prve ciljne materije mogu dovesti do spalacije neutrona u reaktoru samo zbog visoke temperature jezgra, ali u ovom slučaju stopa proizvodnje bi trebala biti niska. Sila može biti reda veličine veće u blizini rezonantne frekvencije.

[0088] Mogu se ostvariti brojne rezonance, pri čemu je svaka povezana sa njihovim odgovarajućim agregatnim stanjima. S obzirom na snagu EM sile, EM sila će dominirati neutralnim gasom takođe. Određenije, ovo važi u sredini u kojoj brzina jonizacije prevazilazi 0,01%. Iz tog razloga, proces spalacije može se tretirati kao proces regulisan rezonancama plazme. Brzina jonizacije za prvu metu (litijum i deuterijum joni) je ravnoteža između jonizacije i rekombinacije. Rekombinacija znači da se joni vraćaju u neutralne materije. Da bi se održala visoka brzina jonizacije u gustoj atmosferi, neophodna je prekomerna EM sila.

[0089] Prema jednom izvođenju, ulazna energija EM zračenja je obezbeđena u obliku kvadratnog talasnog signala ili sinusnog talasnog signala. Kvadratni talasni signal obuhvata mnoštvo harmonika, tj. režima frekvencije. Određenije, kvadratni talasni signal može da obuhvata najmanje jedan režim rezonantne frekvencije. Druge vrste signala su podjednako moguće. Određenije, signal koji nije sinusni može biti poželjan. Na primer, signal oblika zuba testere može se obezbediti. Pored toga, mogu se obezbediti nepravilni signali.

[0090] Prema jednom primeru izvođenja, postupak dalje obuhvata, pod uslovom da je izlazna snaga EM zračenja proizvedena iznad granične vrednosti snage, održavajući proizvodnju izlazne energije EM zračenja izlaganjem prve ciljne materije energiji za održavanje EM zračenja. Prednost ovog primera izvođenja je da kada se jednom proizvede izlazna energija EM zračenja iznad granične vrednosti snage, dodatna izlazna energija EM zračenja može se proizvesti ulaganjem energije za održavanje prve ciljne

1

materije. Određenije, to se može postići dok se zagrevanje postepeno isključuje. Pored toga, energija za održavanje može se održati kada je zagrevanje potpuno isključeno. Energija za održavanje može se snabdevati iz izvora koji je odvojen od gore navedenog uređaja za zagrevanje.

[0091] U jednom primeru, prva ciljna materija je isključivo izložena energiji za održavanje EM.

Određenije, nema zagrevanja, kao što je spoljašnje zagrevanje, prve ciljne materije. U drugom primeru, prva ciljna materija izložena je zagrevanju kao i energiji za održavanje EM.

[0092] Prema alternativnom primeru izvođenja, postupak dalje obuhvata, pod uslovom da su neutroni proizvedeni iznad graničnih vrednosti, održavanje proizvodnje izlazne energije EM zračenja izlaganjem prve ciljne materije energiji za održavanje EM zračenja.

[0093] Treba ponoviti, konzervativni pristup uštede energije može biti izvođenje postupka hvatanja neutrona na ulazu male snage. Nakon što se postigne prvo kvazi-stabilno stanje hvatanja neutrona pri velikoj snazi, niskoenergetski visokofrekventni EM talasni izvor koji radi blizu, ali ispod, rezonantne frekvencije može preuzeti, što dovodi do drugog kvazi-stabilnog stanja. Drugo kvazi-stabilno stanje ovde znači da je potrebna manja ulazna snaga za održavanje postupka hvatanja neutrona, a time i proizvodnje električne energije. Niskoenergetski visokofrekventni talasi blizu kritične rezonance su dovoljni da podignu brzine spalacije neutrona od osnovne linije temperature uglavnom održavane unutrašnjim zagrevanjem.

[0094] Nakon postizanja željene izlazne snage, reaktor može da radi na konstantnoj, skoro samoodrživoj izlaznoj snazi, regulisanoj malim korektivnim ulazima iz talasnog izvora. Talasni izvor može biti niskoenergetski visokofrekventni talasni izvor. Osim što ima bolju kontrolu postupka hvatanja neutrona, gore navedeni postupak može kontrolisati visokoenergetski dobitak i nudi održiv rad reaktora.

[0095] Prema jednom primeru izvođenja, energija za održavanje EM zračenja potiče od EM zračenja koje obuhvata najmanje jedan režim rezonantne frekvencije obuhvaćen u intervalu frekvencija.

[0096] Prema jednom primeru izvođenja, energija za održavanje EM zračenja obezbeđuje se pomoću talasnog izvora. Talasni izvor ili generator talasa može biti EM talasni izvor. U neograničavajućem primeru, talasni izvor je elektroda za pražnjenje. Pomoću talasnog izvora, energija za održavanje može se obezbediti na više kontrolisan način. Pored toga, može biti potrebno manje snage za održavanje proizvodnje neutrona. Zaista, pomoću talasnog izvora, postojan rad može se održavati sa smanjenom snagom. Smanjena snaga može biti znatna u poređenju sa snagom koja se obezbeđuje pomoću kombinovanog zagrevanja i ulazne energije EM zračenja.

1

[0097] Prema jednom primeru izvođenja, postupak može da obuhvata akciju laganog termoelektričnog generatora za dubinske svemirske sonde. Izvorna jedinica koja radi u niskoenergetskom režimu održavanja, sposobna je za dugotrajnu (> 30 godina) radnju, koja zahteva minorno ciljne materije. Prednost, u poređenju sa drugim rešenjima, jeste da nisu potrebni radioaktivni elementi za obezbeđivanje proizvodnje električne energije.

[0098] Prema alternativnom primeru izvođenja, postupak može dalje da obuhvata rad turbine pomoću proizvedenog izlaza energije EM zračenja, i proizvodjnu električne energije pomoću turbine. Turbina može biti parna turbina.

[0099] Prema jednom primeru izvođenja, postupak može dalje da obuhvata obezbeđivanje treće ciljne materije koja obuhvata katalizatorski materijal.

[0100] Treba napomenuti da faze postupka opisanog gore, ili bilo kog od njegovih primera izvođenja, ne moraju biti izvedene u tačnom redosledu opisanom gore.

[0101] Prema drugom aspektu ovog pronalaska, obezbeđen je uređaj za proizvodnju električne energije koji obuhvata: izvornu jedinicu za proizvodnju ulazne energije EM zračenja, prvu ciljnu materiju i drugu ciljnu materiju. Izvorna jedinica je izvedena da izloži prvu ciljnu materiju ulaznoj energiji EM zračenja radi dovođenja prve ciljne materije preko talasne rezonance u više energetsko stanje, za proizvodnju prve izmene izotopa u prvoj ciljnoj materiji i neutrona koji su rezultat prve izmene izotopa, i radi hvatanja neutrona drugom ciljnom materijom za proizvodnju druge izmene izotopa u drugoj ciljnoj materiji i izlazne energije elektromagnetnog zračenja.

[0102] Detalji i prednosti drugog aspekta ovog pronalaska su u velikoj meri analogni onima prvog aspekta ovog pronalaska, pri čemu se upućuje na gore navedeno.

[0103] Prema jednom primeru izvođenja, uređaj dalje obuhvata EM izvornu jedinicu za proizvodnju magnetnih i/ili električnih polja. U neograničavajućem primeru, EM izvorna jedinica i izvorna jedinica za proizvodnju ulazne energije EM zračenja su iste.

[0104] Prema jednom primeru izvođenja, dalje obuhvata kontejner za gorivo za držanje prve ciljne materije i druge ciljne materije. Kontejner za gorivo može da sadrži materijal koji apsorbuje zračenje i/ili apsorbuje neutrone. Određenije, kontejner za gorivo može da sadrži materijal koji apsorbuje meko

1

zračenje i/ili apsorbuje termalne neutrone. Kontejner za gorivo može da sadrži keramički materijal. Keramički materijal može da obuhvata aluminijum oksid.

[0105] Prema jednom primeru izvođenja, kontejner za gorivo je komora pod pritiskom. Pomoću komore pod pritiskom pritisak reaktorskog goriva u kontejneru za gorivo može se podesiti i kontrolisati na poboljšan način. Na primer, kada se prva ciljna materija dovede iz čvrstog stanja u gasovito stanje, zapremina prve ciljne materije može postati veća, čime se povećava pritisak u kontejneru za gorivo. Pritisak se može kontrolisati pomoću ventilacionog sistema povezanog sa komorom pod pritiskom. Ventilacioni sistem se takođe može koristiti za dostavu prve ciljne materije u gasovitom obliku i/ili tečnom obliku u reaktor.

[0106] Prema jednom primeru izvođenja, prva ciljna materija i druga ciljna materija se mešaju. Prva i druga ciljna materija se mogu proporcionalno mešati, pri čemu su količina prve ciljne materije i količina druge ciljne materije prilagođene za proizvodnju povećane količine neutrona. Pomoću mešanih ciljnih materija, dugoročne operacije uređaja mogu se održavati na stabilan način. Stabilnost se može obezbediti na unapred određenim nivoima dobitka.

[0107] U prvom neograničavajućem primeru, najmanje jedna od prve ciljne materije i druge ciljne materije obezbeđena je u obliku zrna. U drugom neograničavajućem primeru, druga ciljna materija je obezbeđena u obliku mreže. U trećem neograničavajućem primeru, druga ciljna materija je obezbeđena u obliku vrpce ili vlakna.

[0108] Generalno, svi izrazi koji se koriste u patentnim zahtevima treba tumačiti prema njihovom uobičajenom značenju u oblasti tehnike, osim ukoliko ovde nije drugačije definisano. Sve reference na "neki/neka/taj [element, uređaj, komponenta, sredstva, faza i sl.]" tumače se otvoreno kao da se odnose na najmanje jednu instancu navedenog elementa, uređaja, komponente, sredstava, faze itd. osim ako nije drugačije naznačeno.

Kratak opis nacrta

[0109] Navedeni, kao i dodatni objekti, karakteristike i prednosti ovog pronalaska, bolje će se razumeti kroz sledeći ilustrativni i neograničavajući detaljan opis poželjnih primera izvođenja ovog pronalaska, pozivajući se na priloženi nacrt, u kom će se iste pozivne oznake koristiti za slične elemente, u kom: Fig.1 je šematski prikaz poprečnog preseka uređaja u skladu sa primerom izvođenja ovog inventivnog koncepta.

Fig.2 je šematski bočni izgled uređaja sa Fig.1.

Fig.3 je dijagram toka koji ilustruje primer izvođenja inventivnog postupka.

1

Fig.4 je dijagram toka koji ilustruje fazu održavanja proizvodnje električne energije prema dijagramu toka sa Fig.3.

Fig.5 je simulacija električne energije u odnosu na vreme<7>Li i<58>Ni uređaja.

Fig.6 je simulacija električne energije u odnosu na vreme D i<58>Ni uređaja.

Detaljan opis poželjnih primera izvođenja

[0110] Sledeće, inventivni koncept će biti opisan u skladu sa Fig.1 i Fig.2 koji šematski ilustruju uređaj 100 u skladu sa primerom izvođenja ovog inventivnog koncepta. Fig.1 je prikaz poprečnog preseka uređaja 100, a Fig.2 je bočni izgled duž prikaza A-A sa Fig.1.

[0111] Uređaj 100 se može nazvati kao reakcioni cilindar, ili jednostavno reaktor, i sadrži komoru 110, sklop 120 indukcionog kalema, kontejner 130 za gorivo i sklop 140 bočnih delova.

[0112] Komora 110 je keramički cilindar koji čini spoljašnju barijeru uređaja 100 i ograđuje sklop 120 indukcionog kalema i kontejner 130 za gorivo. Komora 110 ima prstenasti poprečni presek. Osim toga, komora 110 je čvrsto postavljena sa sklopom 140 bočnih delova.

[0113] Sklop 120 indukcionog kalema je simetrično izveden u zavojnoj konfiguraciji oko kontejnera 130 za gorivo. Time je obezbeđeno geometrijsko fokusiranje na reaktorski centar uređaja 100. Sklop 120 indukcionog kalema obuhvata najmanje jedan indukcioni kalem. Prva žica 122 je povezana sa levim krajem sklopa 120 indukcionog kalema, a druga žica 124 je povezana sa desnim krajem sklopa 120 indukcionog kalema. U radu uređaja 100, prve 122 i druge 124 žice povezane su na izvor električne energije (koji nije prikazan) koji napaja sklop 120 indukcionog kalema. Izvor električne energije je izveden da propusti naizmeničnu struju kroz elektromagnet u sklopu 120 indukcionog kalema.

[0114] Prema ovom primeru izvođenja, izvor električne energije je izveden da obezbedi kvadratni talasni signal sklopu 120 indukcionog kalema. Kvadratni talasni signal ima fiksnu amplitudu i širinu, i izabran je tako da sadrži najmanje jedan režim rezonantne frekvencije. Snaga signala iz izvora električne energije je fiksna.

[0115] Kontejner 130 za gorivo ima prstenasti poprečni presek kao što se može videti sa Fig.1. Šta više, kontejner 130 za gorivo je izrađen od čelika. U središnjem delu kontejnera 130 za gorivo obezbeđeno je gorivo 200 koje se prostire duž uzdužnog dela kontejnera 130 za gorivo. Gorivo 200 obuhvata prvu ciljnu materiju 210 i drugu ciljnu materiju 220. Inicijalno, tj. pre bilo kog rada uređaja 100, prva ciljna materija 210 obuhvata litijum-7,<7>Li, a druga ciljna materija 220 obuhvata nikl-58,<58>Ni. Prema ovom primeru izvođenja, prva 210 i druga 220 ciljna materija obezbeđene su u obliku zrna i izmešane su.

2

[0116] Opciono, kontejner 130 za gorivo može da obuhvata štit od apsorpcije neutrona (nije prikazan) za blokiranje neutrona. Takođe, kontejner 130 za gorivo može da obuhvata štit od apsorpcije zračenja (nije prikazan) za blokiranje zračenja. Na najmanje delovima kontejnera 130 za gorivo može biti postavljen štit od apsorpcije neutrona i/ili zračenja. Na primer, jedan štit može da formira štit od apsorpcije neutrona i zračenja.

[0117] Podrazumeva se da gornji primer nije ograničen i da drugi materijali mogu biti obuhvaćeni u prvoj ciljnoj materiji 210, kao što je deuterijum. Štaviše, podrazumeva se da drugi materijali mogu biti obuhvaćeni u drugoj ciljnoj materiji 220, kao što su<40>Ca,<46>Ti,<52>Cr,<64>Zn,<70>Ge i<74>Se.

[0118] Sklop 140 bočnih delova obuhvata prvi bočni deo 142 i drugi bočni deo 144. Sklop 140 bočnih delova obuhvata jedinicu 150 elektrode za pražnjenje koja je izvedena u prvom 142 i drugom 144 bočnom delu. Treća žica 126 je povezana sa levom elektrodom za pražnjenje jedinice 150 elektrode za pražnjenje, a četvrta žica 128 je povezana sa desnom elektrodom za pražnjenje jedinice 150 elektrode za pražnjenje. U radu uređaja 100, treće 126 i četvrte 128 žice su povezane na izvor električne energije (nije prikazan), koji napaja jedinicu 150 elektrode za pražnjenje.

[0119] Prema ovom primeru izvođenja, jedinica 150 elektrode za pražnjenje je prostirno odvojena od kontejnera 130 za gorivo. Elektroda za pražnjenje može da otpušta visokonaponske, nano-produžene impulse u kontrolisanim intervalima. Napon impulsa može biti reda veličine kilovolta, kV. Jasno je da, prema alternativnom primeru izvođenja, jedinica 150 elektrode za pražnjenje može biti prostorno povezana sa kontejnerom 130 za gorivo.

[0120] Zatim će se biti opisan primer izvođenja inventivnog postupka (kućica 300) za upotrebu u proizvodnji električne energije pozivajući se na dijagrame toka sa Fig.3 i Fig.4. Postupak se izvodi u uređaju, ili reakcionom cilindru, 100 koji je opisan gore.

[0121] Prvo, gorivo 200 se obezbeđuje u kontejneru 130 za gorivo (kućica 310). Gorivo 200 obuhvata prvu ciljnu materiju 210 i drugu ciljnu materiju 220 koje obuhvataju<7>Li i<58>Ni, respektivno. Određenije, gorivo 200 obuhvata<7>Li koji je pomešan sa<58>Ni. I<7>Li i<58>Ni su obezbeđeni u čvrstom obliku.

[0122] Zatim, gorivo 200 se ozračuje EM zračenjem (kućica 320) pomoću sklopa 120 indukcionog kalema kao što je opisano gore. Time, prva ciljna materija 210 prva se dovodi u gasovito, i delimično jonizovano stanje, a kasnije više energetsko stanje preko talasne rezonance. Preciznije, EM zračenje obuhvata najmanje jedan režim rezonantne frekvencije koji ima frekvenciju koja je blizu, ali ispod kritične frekvencije. Kritična rezonantna frekvencija je frekvencija pri kojoj gradijentna sila koja je indukovana EM zračenjem postaje singularna. Karakteristike gradijentne sile detaljno su opisane u gornjem odeljku suština pronalaska. Određenije, objašnjeno je da gradijentna sila deluje u različitim pravcima ispod i iznad kritične rezonantne frekvencije. Smerovi mogu biti međusobno suprotni.

Određenije, gradijentna sila deluje da skuplja materiju u gorivu 200 ispod kritične rezonantne frekvencije.

[0123] Ozračivanje EM zračenjem postepeno se povećava do fiksne ulazne snage.

[0124] Sklop 120 indukcionog kalema indukuje dalje zagrevanje goriva 200 (kućica 330). Treba obratiti pažnju na to da kombinovani centralni kanal za pražnjenje i geometrijski fokus induktivnog zagrevanja daju povećanu depoziciju izračene energije na gorivu 200.

[0125] Geometrijsko fokusiranje može se skalirati sa veličinom uređaja 100. U neograničavajućem primeru, geometrijsko fokusiranje u uređaju 100 može da pojača zračenje u fokusnoj tački za faktor od 2-6, u zavisnosti od geometrije fokusa. Zbog toga, gradijentne sile nasuprot ulazne snage za prvu i drugu ciljnu materiju mogu se pojačati. Treba napomenuti, u ovom slučaju, da su vrednosti sile za talasne dužine znatno ispod rezonance.

[0126] Kako se gorivo 200 zagreva, prva ciljna materija 210 dovodi se u gasovito stanje, a zatim postaje jonizovana i dostiže stanje plazme. Štaviše, druga ciljna materija 220 ostaće u čvrstom ili tečnom obliku. Zaista, zbog relativno niske temperature ključanja od 1342°C, litijum se može lakše prevesti u stanje plazme. Ovo bi takođe važilo za deuterijum. Sa druge strane, relativno visoka tačka ključanja nikla od 2913 °C podrazumeva da će ostati u čvrstom ili tečnom obliku, najmanje tokom dužeg vremenskog perioda.

[0127] Jedinica 150 elektrode za pražnjenje jonizuje i zagreva gas u cilindru 100 reaktora. Elektrode 150 za pražnjenje na oba kraja cilindra 100 rektora obrazuju kanal za naelektrisanje u njemu, pri čemu gorivo 200 u kontejneru 130 za gorivo može održati unapred određeno stanje jonizacije.

[0128] Prema tome, očekuje se da će<7>Li u mešavini goriva premašiti svoju temperaturu ključanja, čime se poboljšava<7>Li gas/jon izobilje u cevi za pražnjenje. Nasuprot tome,<58>Ni će ostati u čvrstom ili u rastopljenom obliku na višku temperature, postajući glavni atraktor gradijentne sile u reaktoru. Jedan razlog za to je što prva ciljna materija 210, u ovom primeru izvođenja koji obuhvata<7>Li, isparava i jonizuje i brzo se distribuira u kontejneru 130 za gorivo zbog visoke temperature u njoj. Sa druge strane, druga ciljna materija 220, u ovom primeru izvođenja koja sadrži nikl, postepeno će postati najtopliji predmet u kontejneru 130 za gorivo zbog postupka hvatanja neutrona. Na taj način, druga ciljna materija 220 će biti najjači atraktor u uređaju 100. Visoka tačka topljenja druge ciljne materije 220 protivi se isparavanju druge ciljne materije 220. Kao posledica, druga ciljna materija 220 može ostati tokom dužeg vremenskog perioda i na taj način može da privlači okolni gas i/ili plazmu.

[0129] Pored zagrevanja, kombinovano zračenje indukcije i pražnjenja sadrži širok spektar harmonika, a drugi je blizu, ali ispod kritične frekvencije.

[0130] Kritična rezonantna frekvencija postepeno se menja u postupku zagrevanja goriva 200 do stanja ravnoteže gde je sav litijum bio isparen i/ili jonizovan. Stanje ravnoteže može biti stanje u kome su jonizacija i rekombinacija u ravnoteži. Stanje ravnoteže može se odrediti frekvencijom rekombinacije.

[0131] Kako temperatura goriva 200 postaje viša, kontrakcija jezgra goriva 200 gradijentnom silom i privlačenje ambijentalnih čestica postaju veće. Kada gorivo 200 dostigne energije fisije/spalacije za prvu ciljnu materiju 210, prva ciljna materija 210 oslobađa neutrone i podleže izmeni izotopa od<7>Li do<6>Li.

[0132] Oslobođeni neutroni su uhvaćeni drugom ciljanom materijom 220 koja podleže najmanje jednoj izmeni izotopa. Dodatno, izlazna energija EM zračenja oslobađa se kada je neutron uhvaćen. Na primer,<58>Ni u drugoj ciljnoj materiji 220 može se izmeniti u izotop<60>Ni hvatanjem dva neutrona ili u izotop<62>Ni hvatanjem četiri neutrona.

[0133] Ako je izlazna električna energija proizvedena uređajem 100 veća od granične vrednosti snage (kućica 340), uređaj 100 može ući u režim održavanja (kućica 350). Režim održavanja je objašnjen u daljem tekstu pozivajući se na Fig.4.

[0134] Ako je izlazna električna energija proizvedena uređajem 100 manja od granične vrednosti snage (kućica 340), gorivo 200 dalje se ozračava EM zračenjem (kućica 320) i obezbeđuje se dodatna toplota (kućica 330). Zračenje i zagrevanje sklopom 120 indukcionog kalema i jedinicom 150 elektrode za pražnjenje nastavljaju se sve dok je izlazna snaga EM zračenja proizvedena hvatanjem neutrona veća od granične vrednosti snage.

[0135] Prema ovom primeru izvođenja, uređaj 100 ulazi u režim održavanja (kućica 400) kada je izlazna snaga EM zračenja proizvedena uređajem 100 iznad granične vrednosti snage.

2

[0136] Prvo, isključuje se rad sklopa 120 indukcionog kalema (kućica 410). Isključivanje se sprovodi postepeno. Zbog toga se prekida zračenje i zagrevanje obezbeđeni gorivu 200, a naročito prvoj ciljnoj materiji 210, od sklopa 120 indukcionog kalema.

[0137] Zatim, prva ciljna materija 210 je izložena energiji za održavanje EM zračenja (kućica 420). Prema ovom primeru izvođenja, energija za održavanje EM zračenja obezbeđena je isključivo iz jedinice 150 elektrode za pražnjenje. Zbog toga, postupak spalacije, tj. oslobađanja neutrona, prve ciljne materije 210 može se održavati koristeći manju ulaznu snagu. Energija za održavanje EM zračenja poželjno obuhvata režim rezonantne frekvencije koji ima frekvenciju koja je blizu, ali ispod kritične rezonantne frekvencije. Dodatno, postupak spalacije može se bolje kontrolisati jer jedinica 150 elektrode za pražnjenje može biti bolje kontrolisana u poređenju sa sklopom 120 indukcionog kalema. Zapravo, jedinica 150 elektrode za pražnjenje može da obezbedi preciznije frekvencije. Određenije, poboljšana kontrola jedinice 150 elektrode za pražnjenje podrazumeva da se izlaz električne energije može bolje kontrolisati.

[0138] Ovo stanje uređaja 100 može se nazvati kvazi-stabilno stanje, QSS, budući da je potrebno manje ulazne snage za održavanje postupka hvatanja neutrona, a time i proizvodnju električne energije.

Zapravo, mala ulazna snaga može dovesti do velikog dobitka električne energije.

[0139] Tokom rada uređaja 100, ili ekvivalentno reaktora, naročito tokom kvazi-stabilnog stanja, neto električna energija proizvedena unutar uređaja 100 balansirana je gubitkom zračenja uređaja 100, tj. električnom energijom emitovanom sa površine uređaja 100, kao što je iz komore 110. Električna energija emitovana sa površine može da se koristi za rad uređaja, što će biti razrađeno dalje u nastavku.

[0140] Spoljašnje zagrevanje<7>Li i<58>Ni će na najbolji način uspostaviti neutronsku spalaciju u prvoj ciljnoj materiji 210 i hvatanje neutrona u drugoj ciljnoj materiji 220 do teoretskog QSS nivoa. U svrhu ilustracije, i na osnovu klasičnog problema razmene toplote, funkcija

može se koristiti za opis porasta električne energije proizvedene kombinovanim uređajem 100. Ovde, P0je QSS snaga, tj. Preaktor= Pemitovan= P0. Treba obratiti pažnju da je ovo idealizovano QSS. U stvarnosti, postupak se može menjati sa vremenom, na primer uključujući hvatanje neutrona od strane drugih elemenata, ili postepenom "razgradnjom" primarnog izotopa sa vremenom, npr.<58>Ni do<60>Ni do<62>Ni. Drugi pokazuje da interni procesi u velikoj meri deluju na QSS. Unutrašnje zagrevanje hvatanjem neutrona može da poveća brzinu spalacije u prvoj ciljnoj materiji 210 i brzinu hvatanja neutrona u drugoj ciljnoj materiji 220, što dovodi do većeg stepena dobitka električne energije u odnosu na onaj koji je moguć sa spoljnim zagrevanjem. Eventualno, unutrašnje zagrevanje može postati glavni upravljač dobitka u postupku u uređaju 100. Pri tome, odnos dobitka, definisan kao izlazna snaga podeljena sa ulaznom snagom, može se uvećati velikim faktorom. U neograničavajućem primeru, ovaj faktor može biti između 3 ili 20, ili između 5 i 10. Kao posledica gore navedenog, može se dobiti novo QSS.

[0141] Sa obzirom na gore navedeno, važno pitanje je da se obezbedi odgovarajuća konstrukcija reaktora i materijal koji se koristi kako bi se očuvala i/ili izdržala temperatura zida reaktora.

[0142] Prema tome, postupak spalacije može eventualno da postane skoro samoodrživ unutrašnjim zagrevanjem hvatanjem neutrona i, dodatno, manjim ulazom snage rezonancije talasa iz jedinice 150 elektrode za pražnjenje. Ovo može dovesti do efikasnog reakcionog procesa koji zahteva samo manji ulaz snage.

[0143] Opciono, uređaj 100 dalje obuhvata uređaj za blokiranje (nije prikazan) koji je izveden da prekine proizvodnju neutrona kada uređaj 100 dostigne kvazi-stabilno stanje. Pomoću uređaja za blokiranje, proizvodnja električne energije može se prekinuti ili ograničiti smanjenjem brzine proizvodnje neutrona. Proizvodnja električne energije može se ograničiti kada je izlaz električne energije veći od poželjnog. Uređaj za blokiranje može se postaviti blizu centra kontejnera 130 za gorivo. Uređaj za blokiranje može da obuhvata materijal koji apsorbuje neutrone koji se može ubaciti u kontejner 130 za gorivo radi blokiranja neutrona koji se oslobađaju od prve ciljne materije 210. U neograničavajućim primerima, materijal koji apsorbuje neutrone može biti ksenon-135 ili samarijum-149.

[0144] Proizvodnja električne energije opisana gore može se nastaviti sve dok se fiksni deo goriva 200 ne pretvori u iskorišćeno gorivo ili dok izlazna snaga ne opadne ispod niže izlazne snage. Iskorišćeno gorivo ovde znači da je prva ciljna materija koja inicijalno obuhvata<7>Li pretvorena u izotop<6>Li i/ili da je druga ciljna materija koja inicijalno obuhvata<58>Ni pretvorena u druge izotope nikla, kao što su<58>Ni ili<62>Ni.

[0145] Kada se početno gorivo 200 pretvori u iskorišćeno gorivo, uređaj 100 može da se napuni novim gorivom 200. Opciono, punjenje novog goriva može se obezbediti u redovnim vremenskim intervalima, pre nego što se iskoristi početno gorivo 200. Prema alternativnom primeru izvođenja, deuterijum u tečnom obliku ili u obliku gasa može se kontinuirano injektirati.

[0146] Uređaj 100, kako je gore opisan, može biti obuhvaćen u elektrani (nije prikazana) za proizvodnju električne energije. Elektrana može da obuhvata uređaj 100, parnu turbinu i dodatnu opremu za

2

proizvodnju električne energije, a koja je poznata stručnjaku u ovoj tehnici. Električna energija može se proizvesti korišćenjem izlazne snage iz uređaja 100.

[0147] Određenije, gore opisani postupak može biti deo postupka za proizvodnju električne energije u elektrani. Poslednji postupak može da obuhvata dalje faze za proizvodnju električne energije.

[0148] Podrazumeva se da se izlazna snaga iz uređaja 100 može koristiti za rad različitih tipova uređaja. U neograničavajućim primerima, uređaj može biti Stirling motor, parni motor itd. Može biti obezbeđen izmenjivač toplote između uređaja 100 i uređaja.

[0149] Dodatno, dva ili više uređaja 100 mogu biti obezbeđena redno ili paralelno radi obezbeđivanja više izlazne snage.

[0150] Fig.5 je simulacija električne energije u odnosu na vreme<7>Li i<58>Ni uređaja demonstrirajući različite operativne faze (A) - (D). (A) Inicijalna gasifikacija i faza jonizacije prve ciljne materije. (B) Prelazna faza koja vodi do prve kvazi-stabilne faze. (C) Faza koja kombinuje postepeno smanjenje snage spoljašnjeg grejača sa spoljašnjim emisijama EM talasa feedback-a temperature blizu rezonance. (D) Faza spoljašnjih EM talasa feedback-a temperature koja radi u kvazi-stabilnom stanju drugog nivoa, karakteriše se povećanjem dobitka električne energije za faktor 10-50. (1) Snaga gasifikacije/jonizacije. (2) Snaga sklopa indukcionog kalema. (3) Održavanja snage talasa za sticanje kvazi-stabilnog stanja drugog nivoa. (4) Proizvedena električna energija u reaktoru. (5) Višak električne energije (spalacija indukovana fuzijom).

[0151] Fig.6 je simulacija električne energije u odnosu na vreme D i<58>Ni uređaja koja pokazuje faze odziva kao što je na Fig.5. Treba napomenuti da je D-<58>Ni uređaj generički oko tri puta efikasniji od<7>Li -<58>Ni uređaja, i može da radi sa manje spoljašnje snage i ulaze snage talasa.

[0152] Ovaj pronalazak je uglavnom gore opisan u vezi sa nekoliko primera izvođenja. Međutim, kao što će dobro razumeti prosečan stručnjak u tehnici, primeri izvođenja drugačiji od onih koji su opisani gore su jednako mogući unutar obima ovog pronalaska, kako je definisano u priloženim patentnim zahtevima. Određenije, posebne izbore prve i druge ciljne materije ne treba smatrati ograničavajućim, već oni samo predstavljaju primere ciljnih materija. Na primer, prva ciljna materija može da obuhvata deuterijum ili mešavinu<7>Li i deuterijuma, a druga ciljna materija može da da obuhvata<40>Ca,<46>Ti,<52>Cr,<64>Zn,<58>Ni,<70>Ge ili<74>Se ili mešavinu dva ili više ovih izotopa. Dalji primer izvođenja obuhvata obezbeđivanje treće ciljne materije koja obuhvata katalizatorski materijal.

2

Claims (14)

Patentni zahtevi

1. Postupak za upotrebu u proizvodnji električne energije koji obuhvata:

obezbeđivanje goriva (200) u kontejneru (130) za gorivo, pri čemu pomenuto gorivo (200) obuhvata prvu ciljnu materiju (210) i drugu ciljnu materiju (220), dovodeći pomenutu prvu ciljnu materiju (210) preko talasne rezonance u više energetsko stanje izlaganjem prve ciljne materije ulaznoj energiji elektromagnetnog zračenja za proizvodnju prve izmene izotopa u prvoj ciljnoj materiji i neutrona koji nastaju iz prve izmene izotopa, pri čemu je ulazna energija elektromagnetnog zračenja obezbeđena u obliku kvadratnog talasnog signala ili sinusnog talasnog signala,

hvatanje neutrona pomenutom drugom ciljnom materijom (220) za proizvodnju druge izmene izotopa u drugoj ciljnoj materiji i izlazne energije elektromagnetnog zračenja,

pri čemu, pod uslovom da je izlazna snaga elektromagnetnog zračenja proizvedena iznad granične vrednosti snage, održavajući proizvodnju izlazne energije elektromagnetnog zračenja izlaganjem prve ciljne materije (210) energiji za održavanje elektromagnetnog zračenja.

2. Postupak prema zahtevu 1, u kome ulazna energija elektromagnetnog zračenja potiče od elektromagnetnog zračenja koje obuhvata najmanje jedan režim rezonantne frekvencije sadržane u intervalu frekvencije.

3. Postupak prema zahtevu 2, u kome je najmanje jedan režim rezonantne frekvencije povezan sa interatomskim rastojanjem prve ciljne materije.

4. Postupak prema zahtevu 2 ili 3, u kome je najmanje jedan režim rezonantne frekvencije režim rezonantne frekvencije gasa ili plazme prve ciljne materije, pri čemu rezonanca plazme karakteriše magnetizovane i/ili nemagnetizovane plazme prve ciljne materije, ili režim rezonantne frekvencije čvrste/fluidne/gasovite/plazma druge ciljne materije.

5. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, koji dalje obuhvata zagrevanje najmanje jedne od prve ciljne materije i druge ciljne materije.

6. Postupak prema bilo kom od zahteva 1-5, u kome energija za održavanje elektromagnetnog zračenja potiče od elektromagnetnog zračenja koje obuhvata najmanje jedan režim rezonantne frekvencije obuhvaćen u intervalu frekvencije.

7. Postupak prema bilo kom od zahteva 1 do 6, u kome je energija za održavanje elektromagnetnog zračenja obezbeđena pomoću talasnog izvora.

2

8. Postupak prema bilo kom od zahteva 1-7, koji dalje obuhvata obezbeđivanje treće ciljne materije koja obuhvata katalizatorski materijal.

9. Postupak prema bilo kom od zahteva 1-8, koji dalje obuhvata dovođenje prve ciljne materije u stanje plazme.

10. Uređaj za generisanje električne energije koji obuhvata:

izvornu jedinicu za proizvodnju ulazne energije elektromagnetnog zračenja,

prvu ciljnu materiju (210),

drugu ciljnu materiju (220), i

kontejner (130) za gorivo za držanje prve ciljne materije i druge ciljne materije,

pri čemu je izvorna jedinica izvedena da izloži prvu ciljnu materiju ulaznoj energiji elektromagnetnog zračenja za dovođenje prve ciljne materije preko talasne rezonance u više energetsko stanje, radi proizvodnje prve izmene izotopa u prvoj ciljnoj materiji i neutrona koji nastaju iz prve izmene izotopa, i za hvatanje neutrona od strane druge ciljne materije radi proizvodnje druge izmene izotopa u drugoj ciljnoj materiji i izlazne energije elektromagnetnog zračenja.

11. Uređaj prema zahtevu 10, u kojem kontejner za gorivo (130) predstavlja komoru pod pritiskom.

12. Uređaj prema zahtevu 10 ili 11, u kojem su prva ciljna materija i druga ciljna materija izmešane.

13. Uređaj prema bilo kom od patentnih zahteva 10-12, u kojem izvorna jedinica obuhvata sklop (120) indukcionog kalema.

14. Uređaj prema bilo kom od zahteva 10-13, koji dalje obuhvata jedinicu (150) elektrode za pražnjenje.