ITPI20110046A1 - Metodo e apparato per generare energia mediante reazioni nucleari di idrogeno adsorbito per cattura orbitale da una nanostruttura cristallina di un metallo - Google Patents
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Description
Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo “METODO e APPARATO PER GENERARE ENERGIA MEDIANTE REAZIONI NUCLEARI DI IDROGENO ADSORBITO PER CATTURA ORBITALE DA UNA NANOSTRUTTURA CRISTALLINA DI UN METALLOâ€
DESCRIZIONE
Ambito dell’invenzione
La presente invenzione si riferisce a un perfezionamento del metodo e del generatore descritto nella domanda di brevetto internazionale WO2010058288, rivendicante la priorità italiana ITPI2008A000119, qui incorporata come riferimento.
In particolare, la presente invenzione si riferisce a un metodo e ad un generatore per aumentare la produzione di energia rispetto a quanto possibile con il metodo e il generatore descritti nella domanda di brevetto sopra indicata. L’invenzione riguarda inoltre un metodo ed un generatore in grado di regolare la produzione di energia secondo il metodo e con il generatore di tale precedente domanda di brevetto.
Problema tecnico
Da WO9520816 à ̈ noto un metodo per ricavare energia da reazioni nucleari prodotte dall’interazione tra idrogeno e un nucleo metallico.
Da WO2010058288 à ̈ noto un metodo per ricavare energia da reazioni nucleari di un nucleo comprendente nanostrutture cristalline a cluster di un metallo di transizione, nonché un generatore per attuare tale metodo.
Tra gli aspetti critici del metodo e del generatore, vi à ̈ la necessità di realizzare un aumento di produttività , in modo da raggiungere livelli industrialmente accettabili.
Un altro aspetto critico del metodo à ̈ la regolazione della potenza generata. Parimenti critici, nel generatore, sono i dispositivi per attuare tale regolazione.
In WO 2009125444 vengono descritti un metodo e un apparato per condurre una reazione esotermica di Nichel e Idrogeno, in cui à ̈ previsto il riempimento di un tubo metallico in rame contenente polvere, granuli o barre di Nichel, l’iniezione di idrogeno in pressione nel tubo ed il riscaldamento fino ad una temperatura di riferimento, per generare energia. In particolare, il tubo metallico di rame à ̈ rivestito esternamente con una camicia di boro e acqua, oppure di acciaio e boro, nonché una camicia di piombo, sia per contenere radiazioni nocive, non specificate nel documento e presumibilmente neutroni che potrebbero avere energia sufficiente da oltrepassare il tubo di rame, sia per ottenere energia da tali radiazioni. La posizione prevista per il boro, limita la possibilità di recupero energetico alle sole radiazioni in grado di oltrepassare la parete del tubo di rame, e limita quindi l’energia recuperabile dal processo.
Sintesi dell’invenzione
È quindi scopo della presente invenzione fornire varianti del metodo e del generatore descritti in WO2010058288, che consentano di incrementare la generazione di energia raggiungendo livelli industrialmente accettabili.
È un altro scopo della presente invenzione fornire varianti di tale metodo e di tale generatore, che permettano di modulare in modo affidabile e preciso la potenza erogata dal generatore.
Questi e altri scopi sono raggiunti da un metodo per produrre energia mediante reazioni nucleari tra idrogeno e un metallo di transizione, tale metodo includendo le fasi di:
- predisposizione di un materiale primario comprendente una determinata quantità di nanostrutture a cluster di tale metallo di transizione, aventi un numero di atomi del metallo di transizione inferiore a un numero prefissato di atomi;
- mantenimento dell’idrogeno a contatto con i cluster;
- riscaldamento del materiale primario a una temperatura superiore a una determinata temperatura critica, in particolare, creando nel materiale primario un gradiente di temperatura predeterminato;
- sollecitazione impulsiva sul materiale primario, in modo da provocare una reazione di cattura orbitale di ioni H<->da parte delle nanostrutture a cluster e successivamente di cattura degli ioni H<->da parte degli atomi dei cluster, con generazione di potenza termica sotto forma di un calore di reazione primario;
- asportazione della potenza termica, mantenendo la temperatura del materiale primario al di sopra della temperatura critica,
la caratteristica del metodo essendo di prevedere una fase di predisposizione di una quantità di un materiale secondario che si affaccia sul materiale primario ed entro una distanza massima predeterminata dal materiale primario, il materiale secondario essendo atto a interagire con protoni emessi dal materiale primario per mezzo di reazioni nucleari protone-dipendenti esoenergetiche che decorrono con rilascio di ulteriore potenza termica sotto forma di un calore di reazione secondario. In tal modo, la fase di asportazione comprende la potenza termica generata come calore di reazione primario (Q1) e come calore di reazione secondario (Q2).
Come materiale secondario può essere usato qualsiasi elemento appartenente alla tabella di Mendeleev, il quale ammetta una soglia di reazione nucleare con protoni che sia inferiore all’energia dei protoni emessi dal nucleo attivo.
Rispetto a quanto descritto in WO2010058288, il metodo prevede quindi l’introduzione del materiale secondario, le cui reazioni protone-dipendenti hanno effetti termici che aumentano notevolmente la quantità di calore ottenibile globalmente dal processo.
In tal modo, protoni di energia superiore a una soglia di energia predeterminata emessi dai cluster a seguito della cattura orbitale degli ioni H- provocano tali reazioni nucleari protone-dipendenti esoenergetiche, per cui la potenza termica asportata comprende sia il calore di reazione primario, associato alle reazioni di cattura, sia il calore di reazione secondario associato alle reazioni protone-dipendenti.
In particolare, gli ioni H<->subiscono nei cluster del materiale primario reazioni di cattura orbitale-nucleare da parte della struttura cristallina a cluster del materiale primario, che forma il core o nocciolo attivo. Poi, gli subiscono la cattura da parte degli atomi dei cluster, con perdita della propria coppia di elettroni e formazione di protoni<1>H.
Successivamente, schematizzando,
- una prima porzione dei protoni<1>H subisce reazioni nucleari di cattura diretta da parte dei nuclei degli atomi dei cluster, indicate nel seguito come reazioni nucleari primarie interne;
- una seconda porzione dei protoni<1>H subisce una repulsione coulombiana da parte dei nuclei degli atomi del materiale primario che hanno provocato la cattura orbitale; tale seconda porzione di protoni<1>H dà origine:
- a protoni espulsi dai nuclei, che hanno un’energia calcolabile e caratterizzabile: ad esempio, nel caso del Nichel, i protoni espulsi hanno un’energia prossima a 6,7 MeV. Tali protoni espulsi possono interagire con altri nuclei del materiale primario appartenenti allo stesso cluster oppure a cluster vicini, e provocare reazioni ritardate, indicate nel seguito come reazioni nucleari primarie esterne;
- a protoni espulsi ed emessi dal materiale primario, nel seguito indicati semplicemente come protoni emessi, che hanno anch’essi un’energia calcolabile e caratterizzabile come sopra, e che possono interagire con nuclei di materiale secondario provocando le reazioni protone-dipendenti, anch’esse ritardate rispetto alle reazioni primarie interne. È importante che il materiale secondario si affacci sul materiale primario, in quanto se tra il materiale primario e il materiale secondario ci fosse un ulteriore materiale, i protoni non oltrepasserebbero tale ulteriore materiale e non raggiungerebbero il materiale secondario.
Esempi di reazioni primarie interne sono le reazioni indicate più avanti come {1a},{1b},{1c},{1d},{1e}, con riferimento al caso del Nichel come materiale primario.
Esempi di reazioni secondarie sono le reazioni indicate più avanti come {2a},{2b},{3a},{3c}, con riferimento al caso del Litio quale materiale secondario, come reazioni {6a},{6b},{7a},{7b}, con riferimento al caso del Boro quale materiale secondario, come reazioni {10a},{10b},{10c},{10d}, con riferimento al caso di metalli di transizione quale materiale secondario.
Le reazioni primarie, interne ed esterne, decorrono complessivamente con generazione di un calore di reazione primario, che à ̈ quello ottenibile secondo il metodo descritto in WO2010058288, il quale si riferisce alla sola interazione anarmonica tra ioni H<->e nanostrutture di metalli di transizione. Inoltre, i protoni emessi per repulsione coulombiana raggiungono il materiale secondario, a condizione che il materiale secondario, come sopra detto, si affacci sul materiale primario e si trovi entro una distanza massima predeterminata, corrispondente al cammino libero medio che tali protoni sono in grado di compiere prima di decadere a idrogeno atomico.
Nel seguito, con l’espressione “materiale secondario esposto†si intende del materiale secondario che si affaccia sul materiale primario e si trova entro tale distanza massima predeterminata dai cluster, e che può quindi essere raggiunto dai protoni emessi, e reagire con questi ultimi con le reazioni secondarie, contribuendo alla termicità del processo. Ad esempio, il materiale secondario può essere un rivestimento interno di un contenitore del materiale primario, o un materiale che si interpone tra il contenitore del materiale primario e il materiale primario stesso. In tali condizioni, la potenza termica generata, disponibile per essere asportata, comprende la prima quota e la seconda quota di calore di reazione, in quanto, come sopra detto, i protoni emessi dal materiale primario e che investono il materiale secondario danno luogo alle reazioni nucleari secondarie, con generazione di un calore di reazione secondario, che si somma alla prima quota di calore di reazione delle reazioni primarie interne ed esterne.
La seconda quota di calore di reazione dipende dalla quantità di materiale secondario esposto ai protoni emessi dai cluster, ed à ̈ limitata superiormente dalla quantità di tale materiale che può essere sistemata entro una distanza dai cluster pari alla distanza predeterminata sopra definita.
In assenza di un tale materiale secondario, i protoni non catturati dal nucleo del materiale primario vengono ugualmente espulsi dagli atomi del materiale primario ed emessi dal nocciolo attivo, e possono investire con il rivestimento interno del contenitore del materiale primario, ma senza dare luogo a ulteriori reazioni energeticamente significative, e quindi senza fornire un contributo utile al bilancio energetico, cosa che invece avviene, secondo l’invenzione, grazie alle reazioni secondarie ritardate con il materiale secondario.
Esempi e dati di reazioni primarie interne, di reazioni primarie esterne e di reazioni secondarie sono riportati nella descrizione dettagliata di forme realizzative esemplificative del metodo.
Preferibilmente, l’idrogeno a contatto con i cluster ha una pressione compresa tra 150 e 800 mbar assoluti.
In particolare, il materiale primario comprende Nichel. Sempre in particolare la massima distanza predeterminata tra il materiale primario e il materiale secondario à ̈ compresa tra 7 e 8 cm, più in particolare, nel caso del Nichel à ̈ prossima a 7,5 cm. Infatti, nel caso del Nichel i protoni emessi possono raggiungere un’energia di circa 6,7 MeV, e in presenza di una pressione di idrogeno compresa tra i valori sopra indicati possono percorrere al massimo una distanza di 7,5 cm prima di decadere a idrogeno atomico, a partire dal sito di generazione, ossia dalla superficie del nocciolo attivo in cui sono presenti i cluster.
In particolare, il materiale secondario atto a interagire con i protoni à ̈ scelto tra:
 Litio, in particolare Litio comprendente frazioni predeterminate di isotopi<6>Li e<7>Li;
 Boro, in particolare Boro comprendente frazioni predeterminate di isotopi<10>B e<11>B.
Infatti, tra i materiali atti a catturare protoni e a dare luogo a reazioni protone-dipendenti, il Litio e il Boro offrono il maggior contributo energetico associato alle reazioni secondarie protone-dipendenti. Gli isotopi<7>Li e<11>B, presenti nel litio e nel boro naturale secondo rispettive abbondanze di circa il 92,4% e l’81,2%, dà nno luogo a reazioni esoenergetiche, in particolare alle reazioni {2a}, {2b}, {6a}, {6b}, riportate nel seguito. Alcune di tali reazioni decorrono con produzione di particelle α ossia di<4>He, che, a loro volta, possono dare luogo a reazioni consecutive con gli stessi isotopi, per esempio secondo le reazioni {5a}, {8a}, rilasciando ulteriore energia.
In particolare, il materiale secondario atto a interagire con i protoni à ̈ scelto tra i metalli di transizione del blocco d e del blocco f. Vantaggiosamente, il materiale secondario à ̈ scelto tra i capostipiti delle quattro famiglie di decadimento,<232>Th,<236>U,<239>U,<239>Pu. Tali metalli di transizione dà nno luogo a reazioni esoenergetiche, in particolare alle reazioni {10a}, {10b}, {10c}, {10d}.
L’uso di materiali α-emittenti come materiale secondario può inoltre dare luogo a reazioni α-dipendenti con il metallo del materiale primario, come le reazioni {11a}, {11b}, {11c}, {11d}, {11e} indicate nel seguito nel caso del Nichel.
L’uso di materiali radioattivi, quali quelli sopra indicati, come materiale secondario fornisce inoltre una possibilità di eliminazione di scorie radioattive di varia provenienza, associato ad un recupero energetico.
Secondo un altro aspetto dell’invenzione, à ̈ prevista una fase di regolazione della produzione di calore, comprendente una fase di variazione della quantità di materiale secondario esposta ai protoni emessi, ossia affacciata sul materiale primario e disposta entro la distanza massima predeterminata, e che à ̈ quindi in grado di dare luogo alle reazioni secondarie con i protoni emessi dal materiale primario, aventi un’energia superiore alla soglia predeterminata, con le reazioni secondarie. Aumentando o diminuendo la quantità di materiale secondario esposto, raggiungibile dai protoni emessi prima che questi decadano a idrogeno atomico, corrispondentemente aumenta o diminuisce il numero di reazioni secondarie ritardate che avvengono per unità di tempo tra i protoni emessi e il materiale secondario, e quindi aumenta o diminuisce la seconda quota di calore di reazione, modificando quindi la potenza termica globalmente generata in modo dipendente dall’entità dell’aumento o dalla diminuzione della quantità di materiale secondario esposto. Pertanto, à ̈ possibile regolare la potenza termica generata attraverso una regolazione della quantità di materiale secondario che si trova entro una certa distanza dal nocciolo attivo.
In particolare, la fase di variazione della quantità di materiale secondario esposta ai protoni emessi à ̈ ottenibile interponendo tra il materiale primario e il materiale secondario un corpo di regolazione comprendente un corpo schermante mobile tra una prima ed una seconda posizione, corrispondenti alla massima esposizione e alla minima esposizione del materiale secondario rispetto al materiale primario. In alternativa, la fase di variazione della quantità di materiale secondario esposta ai protoni emessi à ̈ ottenibile disponendo in prossimità del materiale primario un corpo di regolazione comprendente un corpo che porta su di sé il materiale secondario, ossia un corpo portante mobile tra una prima ed una seconda posizione corrispondenti alla massima esposizione e alla minima esposizione del materiale secondario rispetto al materiale primario; il corpo portante di regolazione può essere ad esempio interposto tra il nocciolo attivo e un contenitore che lo contiene, oppure tra porzioni del nocciolo attivo contigue le une alle altre, ad esempio tra elementi primari sostanzialmente piani e paralleli come descritto più in dettaglio nel seguito.
Quindi, oltre ad avere una funzione di arricchimento e potenziamento di un generatore del tipo descritto in WO2010058288, il materiale secondario consente anche una regolazione della potenza termica tra:
 un valore minimo, per esempio il valore corrispondente alla sola produzione di energia per effetto delle reazioni nucleari primarie interne ed esterne coinvolgenti il metallo di transizione o i metalli di transizione, se sono più di uno e appartenenti a uno o più dei quattro gruppi dei metalli di transizione, al compresi Th, U, Pu e altri transuranici;
 un valore massimo, dipendente, in particolare, dalla quantità di materiale secondario che può essere posizionata entro una distanza predeterminata dal materiale primario, cioà ̈ esposta in modo da essere raggiunta dai protoni emessi dai cluster del materiale primario, prima che questi decadano.
Gli scopi dell’invenzione sono altresì raggiunti da un generatore di energia mediante reazioni nucleari tra idrogeno e un metallo di transizione, il generatore comprendendo:
 un nocciolo attivo che include una determinata quantità di un materiale primario comprendente nanostrutture a cluster aventi un numero massimo prefissato di atomi,
 una camera di generazione contenente il nocciolo attivo ed atta a contenere idrogeno in modo da realizzare un contatto dell’idrogeno con i cluster del nocciolo attivo;  mezzi per riscaldare il nocciolo attivo nella camera di generazione fino a una temperatura iniziale di processo superiore a una determinata temperatura critica;
 mezzi d’innesco per creare una sollecitazione impulsiva sul nocciolo attivo,
la camera di generazione e i mezzi d’innesco essendo atti a causare una formazione di ioni H<->e una cattura orbitale degli ioni H<->da parte della struttura cristallina a cluster e successivamente da parte di atomi dei cluster, con generazione di un calore di reazione primario;
 mezzi per asportare dalla camera di generazione una potenza termica, e per mantenere la temperatura del nocciolo attivo al di sopra della temperatura critica mentre viene asportata la potenza termica,
la caratteristica principale del generatore essendo di comprendere, entro una distanza massima predeterminata dal materiale del nocciolo attivo, una quantità di un materiale secondario atto a interagire con protoni di energia superiore a una soglia di energia predeterminata, in modo che protoni emessi a seguito della cattura orbitale degli ioni H<->provochino reazioni nucleari secondarie esoenergetiche che decorrono con rilascio di un calore di reazione secondario, tale distanza massima predeterminata dipendendo dal metallo di transizione, per cui tali mezzi per asportare energia possono asportare una potenza termica comprendente il calore di reazione primario e il calore di reazione secondario.
Un siffatto generatore abilita l’esecuzione del metodo secondo l’invenzione, con un notevole incremento di produttività rispetto al generatore descritto in WO2010058288, a parità di metallo o metalli di transizione e a parità di condizioni d’innesco e di condizioni operative adottate.
In una forma realizzativa esemplificativa del generatore l’idrogeno à ̈ presente nella camera di generazione a una pressione compresa tra 150 e 800 mbar assoluti.
In particolare, il materiale primario comprende Nichel, e la massima distanza predeterminata dal nocciolo attivo, entro cui deve trovarsi il materiale secondario per consentire le reazioni protone-dipendenti, à ̈ compresa tra 7 e 8 cm, in particolare à ̈ prossima a 7.5 cm. Infatti, nel caso del Nichel i protoni emessi possono raggiungere un’energia di circa 6,7 MeV, e in presenza di una pressione di idrogeno compresa tra i valori sopra indicati possono percorrere al massimo una distanza di 7,5 cm a partire dalla superficie del nocciolo attivo in cui sono presenti i cluster.
Preferibilmente, il materiale secondario atto a interagire con i protoni à ̈ scelto tra:
 Litio, in particolare comprendente gli isotopi<6>Li e<7>Li;  Boro, in particolare comprendente gli isotopi<10>B e<11>B.
In alternativa, o in combinazione, il materiale secondario atto a interagire con i protoni à ̈ scelto tra i metalli di transizione, in particolare il materiale secondario à ̈ scelto tra<232>Th,<236>U,<239>U,<239>Pu.
In particolare, il generatore à ̈ provvisto di un elemento secondario, ossia di un corpo solido che comprende il materiale secondario.
Vantaggiosamente, l’elemento secondario comprende uno o più metalli allo stato amorfo o vetroso, ossia uno o più metalli in cui à ̈ sostanzialmente assente una struttura cristallina ordinata.
In particolare, il materiale secondario comprende una lega di più metalli, in particolare allo stato amorfo. Ad esempio, la lega può essere formata da Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, Ni, Zr, Pd, Ag Cd, Mo, Au, Pt, insieme a Li, Be, B, Mg, Al, Si, P, Ca, K, ed ai metalli del gruppo delle terre rare.
La lega può comprendere un metallo strutturale assieme al materiale secondario, in cui il rapporto in peso tra il metallo strutturale e il materiale secondario à ̈ compreso tra 3 e 5, in particolare tra 3,7 e 4,3, più in particolare tale rapporto à ̈ prossimo a 4. Il metallo strutturale della lega può ad esempio comprendere Ferro e/o Nichel, secondo un rapporto in peso predeterminato.
Il materiale secondario della lega può, indipendentemente dal metallo strutturale, comprendere Boro e/o Litio, in cui, in particolare, il Litio à ̈ presente nella lega secondo una proporzione in peso predeterminata, compresa tra l’1% e il 10% rispetto al peso dell’elemento secondario.
Il materiale secondario della lega può comprendere un metallo di transizione secondo una proporzione predeterminata.
Il nocciolo attivo può comprendere un supporto in un materiale metallico o non metallico e un rivestimento di tale supporto realizzato con il materiale primario, nella forma di cluster nanometrici. Il rivestimento di cluster nanometrici può essere realizzato con un procedimento scelto tra quelli indicati in WO2010058288, ad esempio con un procedimento di deposito chimico, elettrolitico, mediante spraying, mediante sputtering.
Vantaggiosamente, il supporto metallico del nucleo attivo comprende un metallo allo stato o vetroso, ossia uno o più metalli in cui à ̈ sostanzialmente assente una struttura cristallina ordinata.
L’elemento secondario e/o il supporto in metallo amorfo può essere ottenuto con un procedimento che prevede le fasi di
 predisposizione di una quantità di tale metallo allo stato fuso, a una temperatura predeterminata e secondo una forma predeterminata;
 raffreddamento del metallo fuso nella forma con una velocità di raffreddamento abbastanza elevata perché il metallo fuso solidifichi mantenendo lo stato amorfo, ossia con una velocità di raffreddamento abbastanza elevata da impedire la formazione di strutture cristalline del metallo.
Vantaggiosamente, la velocità di raffreddamento à ̈ uguale o superiore a 1000 °C/secondo, a seconda del metallo o dei metalli impiegati.
In particolare, la fase di predisposizione comprende uno stampaggio a iniezione entro uno stampo raffreddato, oppure una lavorazione per iniezione di metallo fuso su un cilindro rotante o su un piano scorrevole ad una velocità predeterminata, mentre la fase di raffreddamento prevede di predisporre un mezzo di raffreddamento rapido, come una quantità o un flusso o di azoto liquido, su una superficie del cilindro o del piano.
La tecnica di stampaggio a iniezione permette di realizzare componenti molto sottili, con un rapporto resistenza meccanica/ peso molto favorevole senza sostanziale necessità di ricorrere a saldature e a lavorazioni meccaniche di realizzazione e di finitura con sensibile riduzione dei costi. Ciò à ̈ particolarmente vantaggioso nel caso di nocciolo attivo e di elementi secondari di forma piana e spessore sottile, e per realizzare elementi di contenimento, ovvero pareti della camera di generazione comprendenti un materiale di transizione e più, in particolare, il materiale secondario.
Inoltre si ottiene anche una riduzione di volumi e pesi dei di materiale, con sensibile risparmio di materiali e riduzione di costi energetici di costruzione.
L’impiego di metalli e leghe metalliche allo stato amorfo presenta anche il vantaggio di una migliore resistenza alla corrosione, data l’assenza dei bordi di grano, in cui hanno origine molti fenomeni corrosivi. Inoltre, impiegando metalli e leghe metalliche allo stato amorfo si possono ottenere materiali con caratteristiche elettriche particolari come un’elevata resistenza, invariabile con la temperatura, e l’assenza dei domini di Weiss, per cui si ha un’elevata coercibilità (ciclo d’isteresi pressoché nullo) pur conservando una elevata permeabilità , ad esempio un metallo amorfo Fe/B 80/20% ha la saturazione a circa 1.5 Tesla a 20°C.
Il supporto del nocciolo attivo può comprendere un metallo di transizione, in particolare un metallo di transizione allo stato amorfo come sopra indicato. Tale metallo di transizione può essere scelto tra Ni, Cr, Zr e Mo o una loro combinazione, e può includere un metallo basso fondente come Al. Ad esempio, il supporto può essere formato da una lega secondo percentuali approssimative di 70% Ni, 10% Cr, 5% Zr, 15% Al. Il metallo di transizione del supporto può essere presente anche nel materiale primario, in forma di cluster micro-nanometrici.
Il supporto del nocciolo attivo e/o l’elemento secondario possono comprendere uno strato di rivestimento di un metallo, ad esempio il metallo che costituisce la massa del supporto o dell’elemento secondario, comprendente strutture dendritiche; in tal modo si ottengono corpi in grado di tollerare la deformazione plastica, e si impedisce la propagazione di eventuali cricche.
In alternativa, il supporto del nocciolo attivo e/o l’elemento secondario possono essere realizzati per sinterizzazione in forma di lamine, impiegando pressioni di 200 bar o superiori.
In una forma realizzativa esemplificativa, l’elemento secondario forma una porzione di un elemento di contenimento del nocciolo attivo, in particolare di una parete della camera di generazione. In particolare, tale elemento di contenimento comprende una lega di un metallo strutturale assieme al materiale secondario. In altre parole, l’elemento secondario può coincidere con un elemento di contenimento del nocciolo attivo. Vantaggiosamente, il metallo strutturale dell’elemento di contenimento comprende un metallo di transizione.
In alternativa, il materiale secondario forma elementi secondari solidali all’elemento di contenimento. Data la relativa semplicità di fabbricazione, tale forma realizzativa à ̈ adatta per generatori di piccola potenza e di costo contenuto.
Il materiale di tale elemento di contenimento può comprendere anch’esso un metallo di transizione come il Nichel, in combinazione o meno con il materiale secondario. In tal caso, protoni emessi dal nocciolo attivo possono raggiungere l’elemento di contenimento e interagire con il metallo di transizione e/o con il materiale secondario secondo le reazioni sopra indicate, producendo energia, e causando una progressiva trasformazione in prodotti di reazione del metallo di transizione dell’elemento di contenimento.
In un’altra forma realizzativa esemplificativa, il nocciolo attivo comprende una pluralità di elementi primari sostanzialmente piani, realizzati almeno in parte con il materiale primario, e sono previsti una pluralità di elementi secondari sostanzialmente piani, realizzati almeno in parte con il materiale secondario, in cui gli elementi primari e gli elementi secondari sono vantaggiosamente disposti in modo che ciascun elemento primario si interponga tra due elementi secondari, e ciascun elemento secondario si interponga tra due elementi primari. Ciò permette di realizzare un’elevata superficie di materiale secondario esposto, a parità di dimensioni del generatore, in misura crescente al diminuire dello spessore e della distanza reciproca tra gli elementi primari sostanzialmente piani e gli elementi secondari sostanzialmente piani. Tale forma realizzativa esemplificativa à ̈ quindi idonea per generatori aventi una potenza nella fascia superiore del campo di potenze producibili dal generatore.
In particolare, gli elementi primari sostanzialmente piani possono comprendere delle lamine primarie, realizzate almeno in parte con il materiale primario, purché presente nella forma di cluster nanometrici.
Come descritto in precedenza, ma senza escludere altre possibilità , gli elementi primari sostanzialmente piani del nocciolo attivo possono comprendere:
 un supporto ossia un’anima in un materiale non metallico, oppure un supporto metallico, in particolare un supporto metallico di un metallo amorfo formato ad esempio come indicato in precedenza;
 un rivestimento di tale supporto realizzato in tale materiale primario, nella forma di cluster nanometrici. In particolare, gli elementi secondari sostanzialmente piani possono comprendere delle lamine secondarie, realizzate almeno in parte con il materiale secondario.
In alternativa, ma senza escludere altre possibilità , gli elementi secondari sostanzialmente piani possono comprendere un materiale strutturale assieme al materiale secondario, ad esempio nella forma di una lega avente struttura amorfa.
Gli elementi primari e secondari sostanzialmente piani sono vantaggiosamente ottenibili mediante il procedimento di formatura e raffreddamento precedentemente descritto comprendente, in particolare una lavorazione di stampaggio a iniezione.
La forma geometrica degli elementi primari sostanzialmente piani e degli elementi secondari sostanzialmente piani può essere una qualsiasi figura piana, per esempio una forma circolare, ellittica, poligonale con qualsiasi numero di lati, e altre forme ancora. Gli elementi primari e gli elementi hanno preferibilmente forma simile gli uni agli altri.
Secondo un aspetto dell’invenzione, il generatore à ̈ provvisto di mezzi di regolazione della produzione di calore comprendenti mezzi di variazione della quantità di tale materiale secondario (28) che si affaccia sul materiale primario (19) ed à ̈ disposta entro la distanza massima (L) predeterminata.
In particolare, i mezzi di regolazione della produzione di calore comprendono:
 un corpo di regolazione;
 mezzi per spostare il corpo di regolazione (30) entro la camera di generazione rispetto al materiale primario tra una prima posizione e una seconda posizione, corrispondenti rispettivamente a un’esposizione massima e a un’esposizione minima del materiale secondario sul materiale primario,
In una forma realizzativa il corpo di regolazione comprende un corpo schermante interposto tra il materiale primario e il materiale secondario, mobile tra la prima posizione di massima esposizione e la seconda posizione di minima esposizione.
In un’altra forma realizzativa, il corpo di regolazione comprende un corpo portante il materiale secondario disposto in prossimità del materiale primario, il corpo portante essendo mobile tra la prima posizione di massima esposizione e la seconda posizione di minima esposizione. In particolare, il corpo portante di regolazione può essere interposto tra il nocciolo attivo e un elemento di contenimento del nocciolo attivo, oppure può essere comprendere una pluralità di elementi secondari interposti tra di porzioni del nocciolo attivo contigue le une alle altre, ad esempio tra elementi primari sostanzialmente piani disposti gli uni paralleli agli altri come sopra descritto In tal modo, mediante uno spostamento predeterminato del corpo di regolazione, ossia del corpo schermante e/o del corpo portante à ̈ possibile aumentare/diminuire la quantità di materiale secondario esposto, ed ottenere un corrispondente incremento/decremento di energia prodotta dal generatore.
In una forma realizzativa esemplificativa, il nocciolo attivo comprende un corpo cavo, e il corpo di regolazione comprende un corpo portante disposto scorrevole all’interno di una cavità del nocciolo attivo. Il corpo cavo del nocciolo attivo può essere un corpo tubolare la cui sezione trasversale può avere una qualsiasi forma geometrica piana, provvisto di una cavità centrale allungata, per esempio tale corpo tubolare può avere sezione circolare, ellittica, poligonale con un qualsiasi numero di lati; il corpo di regolazione può essere un corpo allungato, per esempio un corpo avente la forma di cilindro o di un parallelepipedo la cui sezione trasversale può avere una qualsiasi forma geometrica piana, in particolare tale corpo allungato può avere sezione circolare, ellittica, poligonale con un qualsiasi numero di lati, tale da consentire uno spostamento, in particolare uno scorrimento coassiale all’interno della cavità del corpo tubolare.
In un’altra forma realizzativa esemplificativa, il corpo di regolazione comprende una pluralità di elementi di regolazione sostanzialmente piani solidali l’uno all’altro, disposti in modo che ciascun elemento di regolazione si interponga scorrevolmente tra due elementi secondari, o tra un elemento primario ed un elemento secondario secondoché il corpo di regolazione sia un corpo portante o sia un corpo schermante, e tali mezzi per spostare il corpo di regolazione sono atti a realizzare uno scorrimento relativo tra gli elementi di regolazione e gli elementi primari e/o gli elementi secondari reciprocamente interposti, secondo la giacitura comune agli elementi sostanzialmente piani primari e/o secondari e agli elementi di regolazione sostanzialmente piani, in modo da variare solidalmente rispettive porzioni di superficie di ciascun elemento secondario affacciate sugli elementi primari, variando la quantità di materiale secondario esposto ai protoni emessi dal materiale primario degli elementi primari del nocciolo attivo, ossia esposto ai protoni emessi dai cluster del materiale primario. Ciò permette di realizzare un’elevata capacità di regolazione del generatore a parità di dimensioni del generatore, in misura crescente al diminuire dello spessore e della distanza reciproca tra gli elementi primari sostanzialmente piani e gli elementi secondari sostanzialmente piani.
In particolare, gli elementi primari sostanzialmente piani e/o secondari e/o gli elementi di regolazione sostanzialmente piani sono disposti solidalmente girevoli attorno a un asse del generatore, e i mezzi di regolazione comprendono mezzi di rotazione relativa della pluralità di elementi primari e/o secondari e della pluralità di elementi di regolazione attorno a tale asse. In tal caso, gli elementi primari e/o secondari e/o gli elementi di regolazione hanno preferibilmente la forma di porzioni di dischi circolari, e l’asse à ̈ un asse comune ai dischi circolari.
In una possibile alternativa, i mezzi di regolazione comprendono mezzi di traslazione relativa della pluralità di elementi primari e/o secondari sostanzialmente piani e della pluralità di elementi di regolazione sostanzialmente piani secondo una direzione della giacitura comune agli elementi primari e/o secondari e agli elementi di regolazione.
Gli elementi primari e/o secondari, e/o gli elementi di regolazione sostanzialmente piani possono comprendere pellicole o film, e sono previsti mezzi tenditori per mantenere tesi tali elementi sostanzialmente piani.
Breve descrizione dei disegni
L’invenzione verrà di seguito illustrata con la descrizione di forme realizzative del generatore e del metodo secondo l’invenzione, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, in cui:
 la figura 1 à ̈ un diagramma a blocchi di una forma realizzativa del metodo, secondo l’invenzione, per generare energia mediante reazioni nucleari di idrogeno adsorbito su una struttura cristallina di un metallo;  la figura 2 à ̈ una rappresentazione schematica di uno strato cristallino comprendente cluster depositati sulla superficie di un substrato;
 la figura 3 à ̈ una rappresentazione schematica delle interazioni tra idrogeno e cluster in un ingrandimento locale della figura 2;
 le figure 4 e 5 sono rappresentazioni schematiche della cattura orbitale di uno ione H<->da parte di un atomo di metallo di transizione, e le successive fasi di reazioni nucleari di fusione per cattura nucleare di una porzione degli ioni H<->da parte di nuclei del metallo di transizione, con produzione di calore, e di trasformazione di altri ioni H<->in protoni<1>H<+,>seguita da espulsione coulombiana dall’atomo di metallo di transizione e successiva cattura in un materiale atto a catturare protoni e interagire con essi mediante reazioni nucleari protone-dipendenti, con ulteriore produzione di energia sotto forma di calore;
le figure 6 e 6’ sono viste in sezione longitudinale di generatori per produrre energia secondo due forme realizzative esemplificative della presente invenzione; la figura 7 à ̈ una vista prospettica schematica di un nocciolo attivo tubolare di un generatore secondo la presente invenzione, e di un corpo di regolazione cilindrico di tale generatore relativamente mobile rispetto al nocciolo attivo, secondo una forma realizzativa della presente invenzione;
la figura 8 Ã ̈ una vista frontale del nocciolo attivo e del corpo di regolazione di figura 6;
la figura 9 à ̈ una vista prospettica schematica di un generatore secondo un’altra forma realizzativa esemplificativa della presente invenzione, in cui il nocciolo attivo comprende due corpi cilindrici tubolari concentrici e il corpo di regolazione à ̈ un corpo tubolare atto all’inserimento tra i due corpi cilindrici del nocciolo attivo;
la figura 10 à ̈ una vista prospettica schematica di un generatore secondo un’ulteriore forma realizzativa esemplificativa della presente invenzione, in cui il nocciolo attivo e il corpo di regolazione comprendono rispettive pluralità di corpi piani atti ad assumere una configurazione interfogliata;
la figura 11 à ̈ una vista in sezione parziale del nocciolo attivo e del corpo di regolazione di figura 9, secondo un piano di sezione definito dalla linea A-A; la figura 12 à ̈ una vista prospettica schematica esplosa di un generatore secondo un’ulteriore forma realizzativa esemplificativa della presente invenzione, in cui il nocciolo attivo e il corpo di regolazione comprendono rispettive pluralità di corpi piani atti ad assumere una configurazione interfogliata;
la figura 13 Ã ̈ una vista frontale del generatore di figura 12;
la figura 14 à ̈ una vista prospettica schematica di un generatore secondo un’altra forma realizzativa esemplificativa della presente invenzione, in cui à ̈ prevista una cella di generazione elementare comprendente elementi o corpi tubolari coassiali rispettivamente primario e secondario e un elemento o corpo tubolare di regolazione schermante atto all’inserimento tra i corpi tubolari primario e secondario della cella elementare;
la figura 15 à ̈ una vista prospettica schematica di un generatore secondo un’ulteriore forma realizzativa esemplificativa della presente invenzione, in cui à ̈ prevista una cella di regolazione comprendente elementi primari e secondari sostanzialmente piani disposti paralleli ed alternati tra loro e un corpo di regolazione comprendente una pluralità di elementi schermanti sostanzialmente piani atti all’inserimento tra rispettivi elementi primari e secondari, mediante un movimento relativo traslatorio;
la figura 16 à ̈ una vista in sezione parziale del nocciolo attivo e del corpo di regolazione di figura 14, secondo un piano di sezione definito dalla linea A-A; la figura 17 à ̈ una vista prospettica schematica esplosa di un generatore secondo un’ulteriore forma realizzativa esemplificativa della presente invenzione, in cui una cella di generazione comprende una pluralità di elementi primari e secondari sostanzialmente piani disposti paralleli ed alternati tra loro, e un corpo di regolazione comprende una pluralità di elementi di regolazione schermanti sostanzialmente piani atti all’inserimento tra rispettivi elementi primari e secondari, mediante un movimento relativo rotatorio;  la figura 18 à ̈ una vista frontale del generatore di figura 17.
Descrizione di forme realizzative preferite
Con riferimento alle figure 1, 2 e 3, viene descritto un metodo, secondo una forma realizzativa dell’invenzione, per produrre energia mediante una sequenza di reazioni nucleari tra idrogeno 31 e un metallo di transizione 19 (figura 2). In tale forma realizzativa, il metodo prevede una fase 110 (figura 1) di predisposizione di un materiale primario 19 comprendente una determinata quantità di cluster micronanometrici 21 di un metallo di transizione (figura 2). In una forma realizzativa, i cluster 21 formano uno strato 20 disposto su un substrato 22 e limitato da una superficie di interfaccia 23. Lo strato 20 di cluster 21 forma assieme al substrato 22 un nocciolo attivo 18. Lo spessore d dello strato cristallino 20 à ̈ preferibilmente compreso tra 1 nanometro ed 1 micron.
Per avere il carattere di cluster, i cristalli 21 devono comprendere un numero di atomi del metallo di transizione non superiore ad un numero critico predeterminato, al di sopra del quale i cristalli perdono il carattere di cluster. Nel caso di materiale depositato su un substrato 22, come in figura 2, la deposizione deve avvenire in modo che da garantire che 1 centimetro quadrato della superficie 23 delimiti mediamente almeno 10<9>cluster 21. Un elenco di metodi di deposizione idonei à ̈ indicato nella domanda di brevetto WO2010058288. Il nocciolo può quindi essere formato in un modo che esponga i cluster in superficie: un materiale di supporto sul quale i cluster sono depositati o formati; un materiale in polvere, sciolto o sinterizzato; un materiale depositato con un procedimento di deposito chimico, elettrolitico, mediante spraying, mediante sputtering e così via.
Il metodo prevede inoltre una fase 115 (figura 1) di predisposizione di una quantità di un materiale secondario 28 (figura 2), che à ̈ in grado di interagire con protoni aventi un’energia superiore a una soglia di energia predeterminata, secondo reazioni nucleari protone-dipendenti esoenergetiche, nel seguito indicate come reazioni secondarie, le quali decorrono con rilascio di energia sotto forma di calore. Il materiale secondario 28 à ̈ disposto prospiciente ossia affacciato sulla superficie 23 del nocciolo attivo 18, ossia sui cluster 21. In altre parole un ipotetico osservatore solidale alla superficie 23 à ̈ in grado di vedere il materiale secondario 28. Il materiale secondario 28 in posizione ravvicinata à ̈ disposto a una distanza l inferiore a una distanza massima predeterminata L dalla superficie 23 del nocciolo attivo 18, ossia dai cluster 21, e può avere la forma di una là mina 29 o anche altre forme, come sarà descritto più in dettaglio nel seguito.
In una successiva fase di trattamento 120 (figura 1) dei cluster 21 con idrogeno 31 (Fig. 3), l’idrogeno 31 viene portato a contatto con la superficie 23 dei cluster 21, in modo da ottenere una popolazione di molecole 33 di idrogeno H2adsorbite sulla superficie 23. Per effetto dell’adsorbimento e della temperatura, il legame tra gli atomi delle molecole di idrogeno si indebolisce, fino a creare le condizioni per una scissione omolitica o eterolitica delle molecole 33, con formazione, rispettivamente, di una coppia atomi di idrogeno H 34 o di -una coppia formata da uno ione idrogeno negativo H 35 e da
<+>
uno ione idrogeno positivo H 36, a partire da ciascuna molecola biatomica H233 di idrogeno.
Più in particolare, come già descritto in WO2010058288, a tale processo di indebolimento di legame e di formazione,
-
in particolare, di ioni H 35, contribuisce una fase di riscaldamento 130 della superficie 23 dei cluster da una temperatura iniziale di processo T0, tipicamente la temperatura ambiente, fino a una temperatura T1superiore a una temperatura critica predeterminata TD. Più in dettaglio, in prossimità della superficie 23 dei cristalli si crea un equilibrio dinamico tra idrogeno molecolare H2e, in<+ ->particolare, ioni H 36 e H 35, tale equilibrio essendo più<+ ->o meno spostato a favore delle forme ioniche H e H in funzione del valore di parametri operativi caratteristici come la temperatura T e la pressione P dell’idrogeno 31.
I cluster 21 con l’idrogeno 35 in forma di ioni H-costituiscono un nocciolo attivo 18 in cui l’idrogeno, sotto forma di ioni H<->35, à ̈ disponibile per la cattura orbitale da parte degli atomi dei cluster 21 del metallo di transizione 19 (figura 3), o, detto in altre parole, di un atomo gigante del metallo di transizione formato da tutti gli atomi organizzati in cluster. L’idrogeno può subire anche un assorbimento interstiziale, ai bordi di grano e in microfratture del metallo di transizione, tuttavia tali fenomeni di assorbimento sono inessenziali ai fini della cattura orbitale dello ione H<->35.
La cattura orbitale ha luogo a seguito di una fase di sollecitazione impulsiva d’innesco del processo 140 di generazione di energia (figura 1). La fase di sollecitazione impulsiva d’innesco 140 consiste nella somministrazione di un impulso di energia, ad esempio in una delle forme e con una delle procedure descritte in WO2010058288. Tale impulso di energia causa la cattura orbitale 150, da parte di un -atomo 38 (Fig.3) del cluster 21, degli ioni H 35 con sostituzione di un elettrone 43, come mostrato schematicamente nelle figure 4 e 5, particolari (a) e (b).
Poiché gli ioni H 35 catturati negli orbitali 37,37’,37†del metallo di transizione hanno una massa che à ̈ tre ordini di grandezza superiore a quella di un elettrone 43, la fase -150 prosegue con una migrazione dello ione H catturato sugli strati o orbitali più profondi 37’,37†, con emissione di elettroni Auger 43’ e di raggi X 44, come mostrato schematicamente ancora in figura 4 e in figura 5, particolare (c), ossia prosegue con una trasformazione degli -ioni H 35 in protoni<1>H 35’, a seguito della perdita di due elettroni per ciascun H-.
Avendo raggio di Bohr confrontabile con il raggio del nucleo, i protoni<1>H 35’ possono essere catturati dal nucleo e subire una fase 151 di reazioni nucleari di cattura e fusione con i nuclei 38’ degli atomi 38 del metallo di transizione, come mostra schematicamente il particolare (d1) di figura 5, provocando un riassestamento strutturale che dà luogo a un nuovo nucleo 42’ di un elemento Me’ 42 diverso dal metallo di transizione Me, e un rilascio di energia Q1per difetto di massa, l’energia messa in gioco manifestandosi sotto forma di calore, come mostra schematicamente il particolare (e1) di figura 5.
I metalli interessati, come descritto in WO2010058288, possono essere Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Th, U, Pu e transuranici, una lega o un miscuglio in genere tra due o più dei metalli elencati.
In particolare, il metallo di transizione à ̈ Nichel, comprendente tipicamente gli isotopi (tra parentesi le abbondanze relative dei singoli isotopi)<58>Ni(68,1%),<60>Ni(26,2%),<61>Ni(1,14%),<62>Ni(3,64%),<64>Ni(0,93%).
Nel caso del Nichel, le reazioni primarie interne di cattura diretta, calcolate tenendo conto della conservazione dello spin e della parità oltre al coefficiente di Gamow si possono scrivere:
<1>H<58>Ni-><59>Cu 3,417 MeV {1a} <1>H<60>Ni-><61>Cu 4,796 MeV {1b} <1>H<61>Ni-><62>Cu 5,866 MeV {1c} <1>H<62>Ni-><63>Cu 6,122 MeV {1d} <1>H<64>Ni-><65>Cu 7,453 MeV {1e}
Tutte le reazioni sopra indicate hanno il medesimo fattore di probabilità [0] ed avvengono con conservazione dello spin e della parità .
In alternativa, come mostra schematicamente ancora la figura 5, particolare (d2), i protoni<1>H 35’ possono subire una fase 152 di espulsione per repulsione coulombiana rispetto al nucleo di metallo di transizione, e dare luogo a protoni espulsi 35†dai rispettivi nuclei in cui à ̈ avvenuta la cattura orbitale. Più in dettaglio, se la trasformazione degli ioni H<->in protoni<1>H avviene a una distanza superiore a quella che permette la cattura, dell’ordine di 10<-14>m, per effetto della repulsione tra i protoni<1>H e il nucleo del metallo di transizione, vengono espulsi protoni<1>H 35†con un’energia di 6,7 MeV, come da calcolo, e come à ̈ confermato sperimentalmente da misure in camera a nebbia.
Una parte dei protoni 35†espulsi per repulsione coulombiana possono interagire con altri nuclei 38 del medesimo cluster 21 in cui si sono formati o anche con nuclei di altri cluster 21.
Un’altra parte di tali protoni 35" ad alta energia espulsi, ovvero emessi, dalla struttura a cluster 20 del metallo di transizione lasciano il materiale primario come protoni emessi 35†’, e possono raggiungere il materiale secondario 28, in quanto la distanza l tra la superficie 23 à ̈ inferiore ad una distanza massima predeterminata L, e sono quindi in grado di interagire con il materiale secondario 28 secondo le reazioni nucleari secondarie ritardate, protonedipendenti, cui à ̈ associato un ulteriore rilascio di energia Q2, che contribuisce alla generazione globale di energia del processo, Q1+ Q2.
In una forma realizzativa esemplificativa dell’invenzione, il materiale secondario 28 comprende Litio. Il litio contiene in natura l’isotopo stabile<7>Li, presente per circa il 92,4% e l’isotopo stabile<6>Li presente per circa il 7,6%.
Nel caso degli isotopi<6>Li e<7>Li le reazioni protonedipendenti sono:
<1>H<7>Li -><8>Be(α) 17,255 MeV {2a} <1>H<7>Li -><4>He<4>He 17,347 MeV {2b} <1>H<6>Li -><7>Be 5,606 MeV {3a} <1>H<6>Li -><3>He<4>He 4,019 MeV {3b}
cui competono rispettivamente fattori di probabilità [0], [1], [0],[0]. La reazione {2b} à ̈ l’unica che non conserva spin e parità , mentre la reazione {3b}, pur avendo un coefficiente di Gamow favorevole, tuttavia non conserva spin e parità . In sintesi le reazioni energeticamente più favorevoli sono quelle che coinvolgono l’isotopo<7>Li, ossia le reazioni {2a} e {2b}.
A loro volta, le particelle α (<4>He) prodotte secondo le reazioni sopra indicate possono dar luogo a reazioni nucleari con i due isotopi dello stesso Li, con produzione di ulteriore energia sotto forma di calore di reazione: <4>He<6>Li -><10>B 4,460 MeV {4} <4>He<7>Li -><11>B 8,665 MeV {5a}
Anche in questo caso si conservano spin e parità con coefficiente di Gamow favorevole.
<7>Li<4>He =<11>B γ 8,665 MeV {5b}.
Per ogni reazione tra Nichel e idrogeno che dà luogo a un protone<1>H che interagisce con il<7>Li si ottengono quindi circa 17 MeV, contro una media di 8 MeV in assenza di materiale secondario. Ciò aumenta sensibilmente la produttività energetica del metodo basato della fusione anarmonica stimolata tra H<->e un metallo di transizione (FASEC), e di un dispositivo o reattore a protoni basato sul metodo.
In un’altra forma realizzativa dell’invenzione, il materiale secondario 28 à ̈ Boro. Il Boro contiene in natura l’isotopo stabile<11>B, presente per circa l’81,2% e l’isotopo stabile<10>B presente per circa il 19,8%. In questo caso, le reazioni protone-dipendenti sono:
<1>H<11>B -><12>C 15,957 MeV {6a} <1 11>H B-><4>He<8>Be(α) 8,590 MeV {6b} <1>H<10>B -><11>C 8,689 MeV {7a} <1>H<10>B -><4>He<7>Be 1,145 MeV {7b}
in cui le reazioni {6b} e {7b} hanno fattore di probabilità meno favorevole delle altre ([1] invece di [0]) e inoltre non conservano la parità e lo spin pur avendo il coefficiente di Gamow favorevole.
A loro volta, le particelle α (<4>He) prodotte secondo alcune delle reazioni sopra indicate possono dar luogo a reazioni nucleari con<10>B e,
<4>He<11>B -><15>N 10,991 MeV {8a}; <4>He<11>B-> n(β-)<14>N 0,158 MeV {8b}; <4>He<11>B-><1>H<14>C(β-) 0,784 MeV {8c}; <4>He<10>B -><14>N 11,612 MeV {9a}; <4>He<10>B-> n(β-)<13>N (β<+>) 1,059 MeV {9b}; <4>He<10>B-><1>H<13>C 4,062 MeV {9c}; <4>He<10>B-><2>H<12>C 1,340 MeV {9d}, che hanno probabilità decrescente ossia fattori di probabilità crescenti da [0] (reazioni {8a},{8b},{8c}), a [1] (reazione {9a}) a [2] (reazioni {8a},{8b},{8c}), le reazioni {8b},{8c},{9b},{9c} non conservano parità e spin anche se hanno coefficiente di Gamow favorevole, e la reazione più energeticamente utile à ̈ la {8a}.
Per ogni reazione che dà luogo a un protone<1>H che interagisce con il Boro si ottengono quindi da circa 9 a circa 16 MeV, contro 8 MeV in assenza di materiale secondario. Ciò aumenta sensibilmente la produttività energetica del metodo basato della fusione anarmonica stimolata tra H<->e un metallo di transizione (FASEC), e di un dispositivo o reattore a protoni basato sul metodo.
In un’ulteriore forma realizzativa esemplificativa dell’invenzione, il materiale secondario 28 à ̈ un metallo di transizione, che può appartenere sia al blocco d della tavola periodica, sia al blocco f, formato dai lantanoidi e dagli attinoidi. Nel caso particolare di impiego di<232>Th,<236>U,<239>U, capostipiti di rispettive catene naturali di decadimento, o di<239>Pu, capostipite di una catena di decadimento artificiale, le reazioni protone-dipendenti sono, nell’ordine
<1>H<232>Th -><233>Pa(β-) 5,249 MeV {10a}<1>H<235>U -><236>Np(β-) 4,833 MeV {10b}<1>H<238>U -><239>Np(β-) 5,287 MeV {10c}<1>H<239>Pu(α)-><240>Am(β<+>) 4,372 MeV {10d} in cui alla reazione {10a} compete il fattore di probabilità più favorevole, ossia [0], ed alle altre fattore di probabilità [1].
Come detto in precedenza, le particelle α prodotte secondo le reazioni {2b},{2d},{4b},{4d} possono dare luogo a reazioni α-dipendenti con il metallo del materiale primario; ad esempio, nel caso del Nichel si possono avere le reazioni:
<4>He<58>Ni-><62>Zn(β<+>) 3,369 MeV {11a}<4>He<60>Ni-><64>Zn 3,952 MeV {11b}<4>He<61>Ni-><65>Zn(β<+>) 4,116 MeV {11c}<4>He<62>Ni-><66>Zn 4,579 MeV {11d}<4>He<64>Ni-><68>Zn 5,333 MeV, {11e} che sono anch’esse globalmente utili per la produzione di energia. Tali reazioni conservano sia lo spin che la parità , e hanno un coefficiente di Gamow favorevole con un fattore di probabilità più favorevole, [0] nel caso della reazione {11c}, contro un valore di [1] nelle altre reazioni.
Globalmente, le fasi 151 e 152 sono associate a una fase 160 (figura 1) di produzione e asportazione di calore 27, verso un utilizzo, non rappresentato, attraverso mezzi di estrazione che possono per esempio essere mezzi di estrazione a fluido di tipo convenzionale.
Come mostra ancora la figura 1, la fase di produzione e asportazione di calore può essere associata a una fase 170 di regolazione del calore prodotto, opzionale e per questo rappresentata con linee tratteggiate. Secondo l’invenzione, la fase 170 di regolazione prevede una fase di variazione della quantità di materiale secondario 28, che à ̈ esposto, ossia raggiungibile, dai protoni con sufficiente energia 35†’ emessi dalla struttura a cluster 20 del metallo di transizione, cioà ̈ dal nocciolo attivo. Con riferimento alle figure 2 e 4, tale quantità esposta à ̈ proporzionale alla porzione di superficie 29 di materiale 28 che può essere raggiunta dai protoni<1>H emessi 35†’, cioà ̈ che si trova entro una distanza L dal nocciolo attivo 18, tale distanza L dipendendo dalla lunghezza del cammino libero medio L’ che i protoni<1>H sono in grado di compiere prima di ritornare allo stato di idrogeno atomico. Con un’energia dei protoni<1>H 35†/35†’ prossima a 6,7 MeV, tale cammino à ̈ dell’ordine di 7,5 cm.
Il numero di reazioni per unità di tempo tra i protoni<1>H 35†’ e il materiale secondario 28 varia proporzionalmente alla quantità di materiale esposto, per esempio, tra un valore nullo, quando nessuna superficie 29 di tale materiale secondario 28 si trova entro la distanza L dal nocciolo attivo 18, e un valore massimo corrispondente al massimo sviluppo di superficie 29 che può essere contenuto entro la distanza L dal nocciolo attivo. Corrispondentemente, a parità di tutte le altre condizioni, il calore generato varia sostanzialmente tra il valore minimo Q1, corrispondente alla sola generazione di calore dovuta alle reazioni primarie, interne ed esterne, e un valore Q1+ Q2,in cui Q2à ̈ il contributo che forniscono le reazioni nucleari protone-dipendenti tra i protoni emessi<1>H 35†’ e il materiale secondario 28 quando la porzione di tale materiale secondario 28 esposta à ̈ massima.
In una possibile forma realizzativa dell’invenzione, à ̈ possibile aumentare la porzione di materiale esposta, per cui si ottiene un aumento di potenza termica generata, oppure diminuire tale porzione di materiale esposta, per cui la potenza termica generata diminuisce.
Pertanto, oltre ad avere una funzione di arricchimento e potenziamento di un generatore basato sulla fusione anarmonica stimolata tra H<->e un metallo di transizione (FASEC), la presenza, in prossimità del nocciolo attivo, di materiale atto a catturare e a interagire con protoni aventi un’energia predeterminata consente anche una regolazione della potenza termica in un qualsiasi valore intermedio di potenza, compresi gli estremi, dell’intervallo tra:
 un valore minimo Q1, per esempio il valore corrispondente alla sola produzione di energia per effetto delle reazioni primarie interne ed esterne, che avvengono nei cluster 21 del materiale primario 19;  un valore massimo Q1+ Q2, dipendente, in particolare, dalla quantità del materiale secondario 28 che può essere raggiunta dai protoni 35†’ emessi dal nocciolo attivo 18.
In figura 6 à ̈ rappresentato un generatore di energia 50 secondo una forma realizzativa dell’invenzione, in cui il nocciolo attivo 18 comprende:
 una quantità di un materiale primario, comprendente cristalli di un metallo di transizione nella forma di cluster micro-nanometrici, in cui i cluster hanno generalmente un numero di atomi del metallo di transizione inferiore a un numero prefissato di atomi;  ioni H-, disponibili per una successiva fase di cattura orbitale da parte degli atomi del metallo di transizione.
Il nocciolo attivo 18 ha in questo caso una forma allungata, preferibilmente la forma di un cilindro o di una barretta disposta al centro di una camera di generazione allungata 53 definita da una parete di scambio termico 55, ad esempio cilindrica. Esternamente alla parete di scambio termico 55 à ̈ realizzata una camera di scambio termico 54 sostanzialmente anulare, a sua volta delimitata da una parete esterna 51 preferibilmente cilindrica. La camera di scambio termico 54 à ̈ provvista di una luce di ingresso 64 e di una luce di uscita 65, in corrispondenza di porzioni di estremità opposte della camera di generazione 53, rispettivamente per l’ingresso e l’uscita di un fluido termovettore, non rappresentato, che in uso asporta il calore prodotto dalle reazioni nucleari. La camera di generazione 53 à ̈ chiusa alle estremità in modo rimovibile per mezzo di una prima e una seconda testata 52,59, preferibilmente cilindriche, collegate alla camera di generazione 53 con mezzi di collegamento di tipo convenzionale, per esempio mezzi flangiati 51’.
Nella forma realizzativa rappresentata, sono previsti mezzi di preriscaldamento del nocciolo attivo nella forma di un avvolgimento elettrico 56, in uso collegato a una sorgente di forza elettromotrice, non rappresentata, in modo che l’avvolgimento 56 sia percorso da una corrente predeterminata. L’avvolgimento 56 à ̈ dimensionato in modo che tale corrente sviluppi una potenza termica in grado di riscaldare il nocciolo attivo 18, in un tempo prefissato ed industrialmente accettabile, da una prima temperatura, tipicamente la temperatura ambiente, fino a una seconda temperatura o temperatura iniziale di processo, superiore a una determinata temperatura critica, dipendente in primo luogo dal metallo di transizione presente nel materiale primario.
Il generatore 50 comprende inoltre mezzi d’innesco del processo di cattura orbitale degli ioni H<->da parte del metallo di transizione del nocciolo attivo 18. Nella forma realizzativa esemplificativa mostrata in figura 6, i mezzi d’innesco sono costituiti da elettrodi 61,62, atti ad imporre impulsivamente alle estremità del nocciolo attivo 18 una differenza di potenziale elettrico in modo da creare una corrente elettrica impulsiva attraverso una porzione elettrostrittiva, non rappresentata, del nocciolo attivo 18. Nella forma realizzativa rappresentata, gli elettrodi 61,62 si estendono rispettivamente dalle testate 52,59, e sono provvisti di mezzi per supportare e mantenere in posizione il nocciolo attivo 18 all’interno della camera di generazione 53.
In alternativa o in aggiunta agli elettrodi 61,62, possono essere previsti mezzi d’innesco 67, indicati in forma schematica, per proiettare un impulso di raggio laser sul nocciolo attivo.
Nella forma realizzativa di figura 6, internamente alla parete di scambio termico 55, che costituisce un elemento di contenimento del nocciolo attivo 18, sono disposte delle placchette 66 comprendenti nel loro insieme una quantità predeterminata di un materiale secondario atto a catturare protoni aventi un’energia almeno uguale a una soglia di energia predeterminata. In una forma realizzativa particolare, tale materiale à ̈ scelto tra Litio, Boro, un metallo di transizione, in particolare scelto tra<232>Th,<236>U,<239>U,<239>Pu.
Come già descritto, il materiale secondario interagisce con i protoni 35†’ emessi dal nocciolo attivo 18, secondo reazioni nucleari protone-dipendenti, che producono una quantità di calore Q2che, assieme al calore Q1generato dalle reazioni nucleari di cattura degli ioni H<->35 da parte del metallo di transizione, viene asportato preferibilmente da un fluido termovettore che percorre la camera di scambio termico 54, attraverso la parete di scambio termico 55.
Le placchette 66 sono fissate reversibilmente alla faccia interna della parete 55 di contenimento della camera di generazione 53, in modo che ne sia possibile una agevole rimozione e sostituzione quando le placchette 66 sono sostanzialmente esaurite, ossia quando la concentrazione del materiale secondario nelle placchette 66 scende al di sotto di una concentrazione limite predeterminata, al di sotto della quale la frequenza delle reazioni tra i protoni e il materiale à ̈ tale da produrre una quantità di calore minima predeterminata, non industrialmente accettabile. Per il fissaggio delle placchette 66 sulla parete 55 possono essere utilizzati mezzi convenzionali, in particolare nella faccia interna 55 possono essere ricavate delle cave o degli alloggi entro cui vengono inserite le placchette 66. Le placchette 66 sono mostrate in figura 6 in modo esageratamente distanziato, per facilitare la comprensione, ma possono in realtà essere disposte adiacenti tra loro.
In una forma realizzativa non rappresentata, la parete 55 di contenimento della camera di generazione può essere rivestita internamente con uno strato di materiale secondario, il quale può eventualmente essere ripristinato dopo esaurimento, per un nuovo ciclo operativo della camera di generazione 53, ovvero del reattore 50.
In figura 6’ à ̈ mostrata una sezione longitudinale di un generatore 50’ secondo un’altra forma realizzativa dell’invenzione, in cui la parete 55 di contenimento della camera di generazione à ̈ realizzata in una lega contenente almeno superficialmente il materiale secondario. Ad esempio, la parete 55 può essere formata in una lega amorfa di Boro e/o Litio, come materiale secondario, e Fe o Ni come materiale strutturale, come la Fe/B 80/20%, o una lega da questa derivata per aggiunta di altri metalli strutturali o secondari.
Altre parti dei generatori 50 e 50’ (Fig. 6 e 6’), in particolare la parete 55 di contenimento e scambio termico, possono essere realizzate in un metallo di transizione, preferibilmente il materiale di transizione del nocciolo attivo 18, in modo da evitare fenomeni di corrosione galvanica differenziale e consentire una produzione ulteriore di energia per interazione dei protoni emessi dal nucleo con il metallo di transizione.
La figura 7 à ̈ una vista prospettica schematica del nocciolo attivo 18 secondo una forma realizzativa esemplificativa, in cui il nocciolo attivo ha la forma di un corpo cavo 40, in questo caso un corpo tubolare 40 comprendente il materiale primario, cioà ̈ il metallo di transizione, ed avente uno spessore molto piccolo rispetto al diametro. All’interno del nocciolo attivo, ossia del corpo tubolare 18 à ̈ alloggiato scorrevolmente un corpo di regolazione allungato 30, in questo caso un corpo cilindrico 30 comprendente il materiale secondario, atto a catturare e a interagire con i protoni ad alta energia 35†’ emessi dal nocciolo attivo 18. Il corpo di regolazione cilindrico 30 à ̈ associato a mezzi, non rappresentati, per creare uno spostamento relativo del nocciolo attivo 18 e del corpo di regolazione 30, ad esempio mezzi per spostare il corpo di regolazione 30 all’interno del nocciolo attivo 18, secondo la direzione dell’asse longitudinale 11 comune al corpo tubolare 18 e al corpo di regolazione cilindrico 30, variando in tal modo la quantità di materiale secondario del corpo di regolazione 30 che si trova entro una distanza dal nocciolo attivo 18 inferiore a una distanza massima predeterminata L, ossia per variare la quantità di materiale secondario esposta, ovvero raggiungibile dai protoni ad alta energia provenienti dal nocciolo attivo 18.
In tal modo, aumentando/diminuendo la quantità di materiale esposto mediante uno spostamento predeterminato del corpo di regolazione 30, si ottiene un corrispondente incremento/decremento dell’energia prodotta dal generatore.
La figura 8 à ̈ una vista frontale del corpo tubolare 18 del nocciolo attivo, avente raggio interno R, e del corpo di regolazione cilindrico 30, avente raggio r. La larghezza l dell’intercapedine anulare definita tra il nocciolo attivo 18 e il corpo di regolazione cilindrico 30, ossia la distanza tra il nocciolo attivo e il corpo di regolazione à ̈ minore od uguale a una distanza massima caratteristica dipendente dalla lunghezza del cammino libero medio che i protoni ad alta energia emessi dal nocciolo attivo possono percorrere senza ritornare allo stato di idrogeno atomico. In tal modo (Fig. 7), il nocciolo attivo 18, quando il corpo di regolazione si trova a una coordinata X rispetto a un’estremità 40 del nocciolo attivo 18, rimane suddiviso in:  una porzione 18’, in cui il corpo di regolazione 30 à ̈ inserito nel nucleo attivo tubolare 18, e in cui il materiale secondario si trova ad una distanza inferiore alla distanza massima predeterminata ed à ̈ esposto ossia raggiungibile dai protoni ad alta energia 35†’ provenienti dal materiale primario del nocciolo attivo 18;
 una porzione 18†in cui il corpo di regolazione 30 à ̈ al di fuori della cavità allungata del nocciolo attivo 18, e in cui sostanzialmente tutto il materiale secondario à ̈ a una distanza superiore alla distanza massima L perché possa essere raggiunto dai protoni ad alta energia 35 emessi, ossia espulsi per repulsione coulombiana dai nuclei del materiale primario del nocciolo attivo 18. Pertanto, aumentando/diminuendo tale quantità di materiale secondario esposto mediante uno spostamento predeterminato del corpo di regolazione 30 si ottenga un corrispondente incremento/decremento di energia ottenuta.
La figura 9 mostra schematicamente in una vista prospettica un’altra forma realizzativa del nocciolo attivo 18 in cui il nocciolo attivo 18 comprende due elementi primari formati da un primo corpo tubolare 24’ e da un secondo corpo tubolare 24†disposti concentrici attorno a un asse longitudinale 11, e comprendenti il metallo di transizione. I corpi tubolari 24’ e 24†hanno uno spessore molto piccolo rispetto al diametro. I corpi tubolari 24’ e 24†hanno una base comune 24 avente ad esempio la forma di un cerchio o di una corona circolare comprendente una pozione perimetrale di una sezione piana del secondo corpo tubolare, esterno, 24†, in modo da fissare reciprocamente il primo corpo tubolare 24’ e il secondo corpo tubolare 24†in una posizione relativa. La posizione relativa dei due corpi tubolari 24’ e 24†può essere fissata anche con altri mezzi di fissaggio reciproco, per esempio una serie di elementi radiali, non rappresentati, compresi tra i due corpi tubolari 24’ e 24†e solidali con entrambi.
La figura 9 mostra inoltre schematicamente un elemento secondario formato da un corpo cilindrico di regolazione, che in questa forma realizzativa à ̈ un corpo tubolare 30, atto ad essere inserito scorrevolmente nell’intercapedine 26 tra i due corpi tubolari 24’ e 24†che formano il nocciolo attivo 18. Il corpo cilindrico di regolazione 30 comprendente il materiale secondario atto a catturare e a interagire con i protoni ad alta energia provenienti dal nocciolo attivo 18. Il corpo di regolazione tubolare 30 à ̈ associato a mezzi non rappresentati per spostare tale corpo di regolazione 30 all’interno dell’intercapedine 26, variando in tal modo la quantità di materiale secondario esposto ossia raggiungibile dai protoni ad alta energia 35†’ provenienti dal nocciolo attivo 18, in modo che aumentando/diminuendo tale quantità di materiale secondario esposto mediante uno spostamento predeterminato del corpo di regolazione 30 si ottenga un corrispondente incremento/decremento di energia ottenuta.
Ovviamente, la forma di Fig.9 à ̈ solo esemplificativa e non limitativa, e la disposizione di figura 9 può essere ovviamente generalizzata al caso, non rappresentato, di una pluralità di elementi o corpi tubolari concentrici primari del nucleo attivo e di una pluralità di elementi o corpi tubolari concentrici secondari del corpo di regolazione, aventi rispettivi diametri tali che ciascun corpo tubolare o elemento primario si interponga generalmente tra due corpi tubolari o elementi secondari e viceversa.
Anche la forma tubolare o di figura chiusa può essere generalizzata. Le figure 10 e 11 mostrano schematicamente in una vista prospettica un nocciolo attivo 18 e un corpo di regolazione 30 comprendenti rispettivamente una pluralità di elementi primari sostanzialmente piani 17, e una pluralità di elementi secondari sostanzialmente piani 32. Nella forma realizzativa rappresentata, sia gli elementi primari 17 che gli elementi secondari 32 sono lamine primarie e secondarie, realizzate almeno in parte, rispettivamente, con il materiale primario, ossia con il metallo di transizione in forma di cluster micro-nanometrici, e con il materiale secondario. Le lamine 17 e 32 possono ovviamente avere una qualsiasi forma, anche diversa dalla forma rettangolare rappresentata in figura 10. Se necessario, per mantenere le lamine 17 e/o le lamine 32 in una configurazione piana sono previsti mezzi tenditori, non rappresentati, comprendenti, ad esempio cornici rigide o altri elementi di irrigidimento. Le lamine primarie 17 sono preferibilmente solidali l’una all’altra, come pure le lamine secondarie 32. Le lamine 17 e 32 sono disposte in modo che ciascuna lamina primaria 17 si interponga scorrevolmente tra due lamine secondarie, e che ciascuna lamina secondaria si interponga scorrevolmente tra due lamine primarie, ad eccezione ovviamente delle lamine primarie e/o secondarie estreme delle due pluralità di lamine. In altre parole, le lamine primarie 17 del nocciolo attivo 18 e le lamine secondarie 32 del corpo di regolazione 30 sono almeno in parte interfogliate. Il passo P1tra le lamine primarie 17 à ̈ preferibilmente costante ed uguale al passo P2tra le lamine secondarie, pure preferibilmente costante. La distanza l tra almeno una porzione di ciascuna lamina secondaria 17 e porzioni corrispondenti delle lamine secondarie 32 viciniori, come pure la distanza tra almeno una porzione di ciascuna lamina secondaria 32 e porzioni corrispondenti delle lamine secondarie 17 viciniori à ̈ approssimativamente uguale alla metà del passo P comune alle lamine delle due pluralità , diminuito della somma dei semispessori delle lamine 17 e 32. Tale distanza l à ̈ inferiore alla distanza massima predeterminata L, oltre la quale protoni emessi dal materiale primario 17 non possono raggiungere il materiale secondario senza ritornare allo stato di idrogeno atomico.
In una forma realizzativa, sono inoltre previsti mezzi di regolazione comprendenti mezzi di scorrimento relativo tra le lamine primarie 17 e le lamine secondarie 32, secondo una direzione indicata dalla freccia 39 e appartenente alla giacitura comune alle lamine primarie 17 e 32 parallele.
Come mostrato sempre in Fig. 10, quando il corpo di regolazione 30 si trova a una coordinata X rispetto a un’estremità 40 del nocciolo attivo 18, il nocciolo attivo 18 rimane suddiviso in una porzione 18’, in cui le lamine 32 del corpo di regolazione 30 sono affacciate sulle lamine primarie viciniori del nocciolo attivo 18 e si trovano alla distanza l, e in una porzione 18†in cui, salvo una piccola zona contigua alla porzione 18’, la distanza tra le lamine primarie e le lamine secondarie prospicienti, e viceversa, à ̈ superiore alla massima distanza L. Nella porzione 18†non possono quindi avere luogo le reazioni dipendenti tra protoni ad alta energia 35†’ emessi dal materiale primario del nocciolo attivo 18 e il materiale secondario del corpo di regolazione 30.
I mezzi di scorrimento relativo, non rappresentati, permettono di variare l’estensione delle porzioni 18’ e 18†, ossia di variare solidalmente rispettive porzioni di superficie di ciascun elemento secondario 32 affacciate sugli elementi primari 17 viciniori, variando la quantità di materiale secondario esposto ai protoni 35†’ emessi dal materiale primario degli elementi primari viciniori 17, ossia raggiungibile dai protoni 35†’ emessi dai cluster di tale materiale primario materiale primario, in modo da realizzare una regolazione delle reazioni secondarie protone-dipendenti tra tali protoni emessi e il materiale secondario e quindi una regolazione della potenza generata dal generatore.
La figura 12 mostra schematicamente in una vista prospettica esplosa un nocciolo attivo 18 e un corpo di regolazione 30 comprendenti rispettivamente una pluralità di elementi primari sostanzialmente piani 17, e una pluralità di elementi secondari sostanzialmente piani 32, nella forma di lamine primarie 17 e secondarie 32, rispettivamente realizzate almeno in parte con il materiale primario e con il materiale secondario. Le lamine 17 e 32 possono ovviamente avere una qualsiasi forma, anche se à ̈ preferibile la forma di porzioni di dischi circolari di figura 12. Mezzi tenditori, ad esempio del tipo indicato descrivendo la figura 10, possono essere previsti per mantenere le lamine primarie 17 e/o le lamine secondarie 32 in una configurazione piana. Nella forma realizzativa rappresentata, sono inoltre previsti elementi fissaggio reciproco 45 e 46 rispettivamente delle lamine primarie 17 e delle lamine secondarie 32, in modo che le lamine primarie 17 siano solidali l’una all’altra, come pure le lamine secondarie 32. Le lamine 17 e 32 sono disposte in modo che ciascuna lamina primaria 17 si interponga scorrevolmente tra due lamine secondarie, e che ciascuna lamina secondaria si interponga scorrevolmente tra due lamine primarie. Anche in questo caso, i passi P1e P2tra le lamine primarie 17 e le lamine secondarie 32 sono preferibilmente costanti ed uguali ad un passo comune P. La distanza l tra almeno una porzione di ciascuna lamina secondaria 17 e porzioni corrispondenti delle lamine secondarie 32 viciniori, come pure la distanza tra almeno una porzione di ciascuna lamina secondaria 32 e porzioni corrispondenti delle lamine secondarie 17 viciniori à ̈ approssimativamente uguale alla metà del passo comune P, diminuito della somma dei semispessori delle lamine 17 e 32. Tale distanza l à ̈ inferiore alla distanza massima predeterminata L.
In una possibile forma realizzativa, sono inoltre previsti mezzi di regolazione comprendenti mezzi di rotazione relativa tra le lamine primarie 17 e le lamine secondarie 32, attorno ad un asse di rotazione comune 11’.
Come mostra la figura 13, quando il corpo di regolazione 30 si trova a una coordinata angolare φ rispetto a un’estremità 40 del nocciolo attivo 18, il nocciolo attivo 18 rimane suddiviso in una porzione 18’, in cui le lamine 32 del corpo di regolazione 30 sono affacciate sulle lamine primarie viciniori del nocciolo attivo 18 e si trovano alla distanza l, e in una porzione 18†in cui, la distanza tra le lamine primarie e le lamine secondarie viciniori, e viceversa, à ̈ generalmente superiore alla massima distanza L, per cui non possono quindi avere luogo reazioni tra i protoni 35†’ emessi dal nocciolo attivo 18 e il materiale secondario del corpo di regolazione 30.
I mezzi di rotazione relativa, comprendenti mezzi motori non rappresentati che agiscono su un albero 41, su cui sono calettate le lamine secondarie 32, permettono di variare l’estensione delle porzioni 18’ e 18†, variando la quantità di materiale secondario esposto ai protoni 35†’ emessi dal materiale primario dalle lamine primarie viciniori 17, in modo da realizzare una regolazione delle reazioni secondarie tra i protoni emessi 35†’ e il materiale secondario, e quindi una regolazione della potenza generata dal generatore.
La figura 14 mostra schematicamente in una vista prospettica una cella di generazione elementare 58 di un dispositivo secondo un’ulteriore forma realizzativa dell’invenzione, in cui sono previsti un elemento primario 25’ avente la forma di un corpo tubolare, comprendenti nanostrutture a cluster di un metallo di transizione, ed un elemento secondario 25†anch’esso con la forma di un corpo tubolare, avente il materiale secondario sulla propria superficie esterna e, quindi, affacciato verso l’elemento primario 25’. I corpi tubolari 25’,25†sono disposti concentrici attorno a un asse longitudinale 11, e hanno uno spessore molto piccolo rispetto al diametro. I corpi tubolari 25’ e 25†hanno una base comune 25 avente ad esempio la forma di un cerchio o di una corona circolare comprendente una pozione perimetrale di una sezione piana del secondo corpo tubolare, esterno, 25†, in modo da fissare reciprocamente il primo corpo tubolare 25’ e il secondo corpo tubolare 25†in una posizione relativa. La posizione relativa dei due corpi tubolari 25’ e 25†può essere fissata anche con altri mezzi di fissaggio reciproco, per esempio una serie di elementi radiali, non rappresentati, compresi tra i due corpi tubolari 25’ e 25†e solidali con entrambi.
La figura 14 mostra inoltre schematicamente un elemento di regolazione 70 che in questa forma realizzativa à ̈ un corpo schermante avente la forma di un corpo tubolare, atto ad essere inserito scorrevolmente nell’intercapedine 76 tra i due corpi tubolari primario e secondario 25’ e 25†. Il corpo schermante 70 à ̈ realizzato in un materiale e secondo uno spessore tale da renderlo atto a ostacolare i protoni emessi dai cluster del materiale primario del corpo tubolare primario 25’. Sono previsti mezzi, non rappresentati, per spostare il corpo schermante 70 all’interno dell’intercapedine 26, in modo da variare la quantità di materiale secondario esposto ossia raggiungibile dai protoni 35†’ emessi dai cluster del metallo di transizione del corpo tubolare primario 25’, per cui aumentando/diminuendo tale quantità di materiale secondario esposto mediante uno spostamento predeterminato del corpo di regolazione schermante 70 si ottiene un corrispondente incremento/decremento di energia ottenuta.
La disposizione di figura 14 può essere ovviamente generalizzata al caso, non rappresentato, di una pluralità di celle elementari concentriche e di una pluralità di elementi o corpi tubolari di regolazione concentrici, aventi rispettivi diametri tali che ciascun corpo tubolare di regolazione si interponga generalmente tra due corpi tubolari, uno primario e l’altro secondario, di una cella di generazione elementare del generatore.
Le figure 15 e 16 mostrano schematicamente in una vista prospettica una cella di generazione 58 di un generatore secondo un’altra forma realizzativa dell’invenzione comprendente una pluralità di elementi primari sostanzialmente piani 17, e una pluralità di elementi secondari sostanzialmente piani 32, in cui ciascun elemento primario 17 à ̈ interposto tra due elementi secondari 32, e viceversa, tranne ovviamente gli elementi primario o secondario estremi della cella di generazione 58. Nella forma realizzativa rappresentata, sia gli elementi primari 17 che gli elementi secondari 32 sono lamine primarie e secondarie; le lamine primarie 18 hanno nanostrutture a cluster del materiale primario, disposti sulla propria superficie, mentre le lamine secondarie 32 hanno sulle proprie superfici il materiale secondario disposto affacciato verso gli elementi primari 17 prospicienti ossia contigui. Le lamine 17 e 32 possono ovviamente avere una qualsiasi forma, anche diversa dalla forma rettangolare rappresentata in figura 15. Se necessario, per mantenere le lamine primarie 17 e/o le lamine secondarie 32 in una configurazione piana, sono previsti mezzi tenditori, non rappresentati, comprendenti, ad esempio cornici rigide o altri elementi di irrigidimento. Le lamine primarie 17 e le lamine secondarie 32 sono preferibilmente disposte solidali l’una all’altra. Il generatore comprende inoltre un corpo di regolazione 70 formato da una pluralità di elementi piani 47 di regolazione ovvero lamine 47 di regolazione schermanti. Le lamine di regolazione schermanti 47 sono realizzate con materiali e secondo spessori tali da essere atte a ostacolare i protoni emessi dai cluster del materiale primario delle lamine primarie 17. Le lamine 17, 32 e 47 sono disposte in modo che ciascuna lamina di regolazione 47 si interponga scorrevolmente tra una lamina primaria 17 e una lamina secondaria 32. Il passo P3tra le lamine primarie e secondarie 17 e 32 à ̈ preferibilmente costante ed uguale al passo P4tra le lamine di regolazione, pure preferibilmente costante. Il passo P3à ̈ inferiore alla distanza massima predeterminata L, oltre la quale protoni emessi dal materiale primario delle lamine primarie 17 non possono raggiungere il materiale secondario delle lamine secondarie 32 senza ritornare allo stato di idrogeno atomico.
In una forma realizzativa, sono inoltre previsti mezzi di regolazione comprendenti mezzi di scorrimento relativo tra le lamine di regolazione 47 e le lamine primarie e secondarie 17,32 della cella di generazione 58, secondo una direzione indicata dalla freccia 79 e appartenente alla giacitura comune alle lamine 17, 32 e 47 parallele.
Quando il corpo di regolazione schermante 70 si trova a una coordinata X rispetto a una posizione di minima esposizione 40 del nocciolo attivo 18, il nocciolo attivo 18 rimane suddiviso in una porzione 18’, in cui le lamine 32 sono affacciate sulle lamine primarie 17 e in una porzione 18†in cui, salvo una piccola zona contigua alla porzione 18’, sono schermate rispetto alle sulle lamine primarie 17. Nella porzione 18†non possono quindi avere luogo le reazioni protone-dipendenti tra protoni 35†’ emessi dal materiale primario delle lamine primarie 17 e il materiale secondario delle lamine secondarie 32.
I mezzi di scorrimento relativo, non rappresentati, permettono di variare l’estensione delle porzioni 18’ e 18†, ossia di variare solidalmente rispettive porzioni di superficie di ciascun elemento secondario 32 affacciate sugli elementi primari 17, variando in tal modo la quantità di materiale secondario esposto ai protoni 35†’ emessi dal materiale primario degli elementi primari 17, ossia raggiungibile dai protoni 35†’ emessi dai cluster di tale materiale primario, in modo da realizzare una regolazione delle reazioni secondarie protone-dipendenti tra tali protoni emessi e il materiale secondario e quindi una regolazione della potenza termica prodotta dal generatore.
La figura 17 mostra schematicamente in una vista prospettica esplosa una cella di generazione 58 di un generatore secondo un’ulteriore forma realizzativa dell’invenzione, comprendente una pluralità di elementi primari sostanzialmente piani 17, e una pluralità di elementi secondari sostanzialmente piani 32, nella forma di lamine primarie 17 e di lamine secondarie 32, in cui ciascun elemento primario 17 à ̈ interposto tra due elementi secondari 32, e viceversa, tranne ovviamente gli elementi primario o secondario estremi della cella di generazione 58. le lamine primarie 18 hanno nanostrutture a cluster del materiale primario, disposti sulla propria superficie, mentre le lamine secondarie 32 hanno sulle proprie superfici il materiale secondario disposto affacciato verso gli elementi primari 17 prospicienti ossia contigui. Nella forma realizzativa rappresentata, sono inoltre previsti elementi fissaggio reciproco 45 e 46 rispettivamente delle lamine primarie e secondarie 17 e 32 tra di loro, e delle lamine di regolazione 47 tra di loro, in modo che le lamine primarie e secondarie 17 e 32 siano solidali l’una all’altra, come pure le lamine di regolazione 47. Le lamine primarie e secondarie 17 e 32, e le lamine di regolazione 47 del corpo schermante 70 sono disposte in modo che ciascuna lamina di regolazione 47 si interponga scorrevolmente tra una lamina primaria 17 e una lamina secondaria 32. Il passo P3tra le lamine primarie e secondarie 17 e 32 à ̈ preferibilmente costante ed uguale al passo P4tra le lamine di regolazione, pure preferibilmente costante. Il passo P3à ̈ inferiore alla distanza massima predeterminata L.
In una forma realizzativa, sono inoltre previsti mezzi di regolazione comprendenti mezzi di rotazione relativa tra il corpo di regolazione 70 e le lamine primarie 17 e le lamine secondarie 32 della cella di generazione 58, attorno ad un asse di rotazione comune 11’.
Come mostra la figura 18, quando il corpo di regolazione schermante 70 si trova a una coordinata angolare φ rispetto a un’estremità di minima esposizione 40, la cella di generazione 58 rimane suddivisa in una porzione 18’, in cui le lamine secondarie 32 sono affacciate ossia visibili dalle lamine primarie 17 e in una porzione 18†in cui le lamine secondarie 32 sono schermate rispetto alle sulle lamine primarie 17, per cui non possono quindi avere luogo reazioni tra i protoni 35†’ emessi dai cluster del materiale primario delle lamine primarie 17 e il materiale secondario delle lamine secondarie 32.
I mezzi di rotazione relativa, comprendenti mezzi motori non rappresentati che agiscono su un albero 41, su cui sono calettate le lamine di regolazione 47, permettono di variare l’estensione delle porzioni 18’ e 18†, variando la quantità di materiale secondario esposto ai protoni 35†’ emessi dal materiale primario dalle lamine primarie 17, in modo da realizzare una regolazione delle reazioni secondarie tra i protoni emessi 35†’ e il materiale secondario, e quindi una regolazione della potenza generata dal generatore.
La descrizione di cui sopra di forme realizzative del metodo e del generatore secondo l’invenzione, e delle modalità di utilizzo del generatore, à ̈ in grado di mostrare l’invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tale forma realizzativa specifica senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo, e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti della forma realizzativa specifica. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione. Si intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e, per questo, non limitativo.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Un metodo per produrre energia mediante reazioni nucleari tra idrogeno (31) e un metallo di transizione, detto metodo includendo le fasi di: - predisposizione (110) di un materiale primario (19) comprendente una determinata quantità di nanostrutture a cluster (21) aventi un numero di atomi (38) di detto metallo di transizione inferiore a un numero prefissato di atomi; - mantenimento di detto idrogeno (31) a contatto con detti cluster (21); - riscaldamento (130) di detto materiale primario (19) a una temperatura iniziale di processo (T1) superiore a una determinata temperatura critica; - sollecitazione impulsiva (140) su detto materiale primario (19), in modo da provocare una reazione di cattura orbitale (150) di ioni H<->(35) da parte di dette nanostrutture a cluster e successivamente di cattura di detti ioni H- (35) da parte di detti atomi (38) di detti cluster (21), con generazione di potenza termica sotto forma di un calore di reazione primario (Q1); - asportazione (160) di detta potenza termica, mantenendo la temperatura del materiale primario (19) al di sopra di detta temperatura critica, caratterizzato dal fatto di prevedere una fase di predisposizione (115) di una quantità di un materiale secondario (28) che si affaccia su detto materiale primario (19) ed entro una distanza massima (L) predeterminata da detto materiale primario (19), detto materiale secondario (28) essendo atto a interagire con protoni (35†’) emessi da detto materiale primario (19) per mezzo di reazioni nucleari protone-dipendenti esoenergetiche che decorrono con rilascio di ulteriore potenza termica sotto forma di un calore di reazione secondario (Q2), in modo che detta fase di asportazione (160) comprenda potenza termica generata come calore di reazione primario (Q1)e secondario (Q2).
- 2. Un metodo come da rivendicazione 1, in cui detto materiale secondario (28) à ̈ scelto tra: – Litio, in particolare Litio comprendente frazioni predeterminate di isotopi<6>Li e<7>Li; – Boro, in particolare Boro comprendente frazioni predeterminate di isotopi<10>B e<11>B.
- 3. Un metodo come da rivendicazione 1, in cui detto materiale secondario (28) Ã ̈ un metallo di transizione, in particolare detto materiale secondario (28) Ã ̈ scelto tra<232>Th,<236>U,<239>U,<239>Pu.
- 4. Un metodo come da rivendicazione 1, in cui à ̈ prevista una fase di regolazione (170) della potenza termica generata comprendente una fase di variazione di detta quantità di detto materiale secondario (28) che si affaccia su detto materiale primario (19) ed à ̈ disposta entro detta distanza massima (L) predeterminata e quindi esposta a detti protoni emessi (35†’) da detto materiale primario (19), in particolare, in cui detta fase di variazione di detta quantità di materiale secondario (28) esposta a detti protoni emessi (35†’) comprende una fase di spostamento di un corpo di regolazione (30,70) mobile tra una prima posizione (40) e una seconda posizione (40’), corrispondenti rispettivamente a un’esposizione massima e a un’esposizione minima di detto materiale secondario (28) su detto materiale primario (19).
- 5. Un generatore (50) di energia mediante reazioni nucleari tra idrogeno (31) e un metallo di transizione, detto generatore (50) comprendendo: – un nocciolo attivo (18) che include una determinata quantità di un materiale primario (19) comprendente nanostrutture a cluster (21) aventi un numero di atomi (38) di detto metallo di transizione inferiore a un numero massimo prefissato di atomi; – una camera di generazione (53) contenente detto nocciolo attivo (18) e atta a contenere detto idrogeno (31) per realizzare un contatto di detto idrogeno (31) con detti cluster (21); – mezzi per riscaldare detto nocciolo attivo (18) in detta camera di generazione (53) fino a una temperatura iniziale di processo (T1) superiore a una determinata temperatura critica, – mezzi d’innesco (61,62,67) per creare una sollecitazione impulsiva (140) su detto nocciolo attivo (18), detta camera di generazione (53) e detti mezzi d’innesco (61,62,67) essendo atti a causare una formazione di ioni H<->(35) e una cattura orbitale (150) di detti ioni H<->(35) da parte di detta struttura cristallina a cluster e successivamente da parte di atomi (38) di detti cluster (21), con generazione di un calore di reazione primario (Q1); – mezzi (54) per asportare da detta camera di generazione (53) una potenza termica e per mantenere la temperatura di detto nocciolo attivo (18) al di sopra di detta temperatura critica mentre viene asportata detta potenza termica, caratterizzato dal fatto di comprendere, entro una distanza massima (L) predeterminata da detto materiale primario (19), una quantità di un materiale secondario (28) atto a interagire con protoni di energia superiore a una soglia di energia predeterminata, in modo che protoni emessi a seguito di detta cattura orbitale (150) di detti ioni H<->(35) provochino reazioni nucleari secondarie esoenergetiche che decorrono con rilascio di un calore di reazione secondario (Q2), e tali mezzi (54) per asportare energia possono asportare una potenza termica comprendente detto calore di reazione primario (Q1) e detto calore di reazione secondario (Q2). in particolare detto materiale secondario (28) atto a catturare e a interagire con detti protoni emessi (35†’) essendo scelto tra Litio, Boro e un metallo di transizione.
- 6. Un generatore (50) di energia come da rivendicazione 5, provvisto di un elemento secondario, ossia di un corpo solido che include detto materiale secondario, in cui detto elemento secondario comprende un metallo allo stato amorfo, in particolare, una lega di più metalli allo stato amorfo comprendente: – un metallo strutturale scelto in particolare tra Ferro, Nichel, una combinazione di Fe e Ni; – detto materiale secondario, scelto tra Boro e Litio, in particolare detto elemento secondario essendo ottenuto attraverso le fasi di: – predisposizione di una quantità di detto metallo allo stato fuso, a una temperatura predeterminata e secondo una forma predeterminata; – raffreddamento di detto metallo fuso in detta forma con una velocità di raffreddamento abbastanza elevata perché detto metallo fuso solidifichi mantenendo lo stato amorfo, in particolare detta fase di predisposizione comprendendo uno stampaggio a iniezione.
- 7. Un generatore (50) di energia come da rivendicazione 5, in cui detto elemento secondario (66) forma una porzione di un elemento di contenimento (55) di detto nocciolo attivo (18), in particolare in cui detto elemento di contenimento (55) comprende una lega di un metallo di transizione assieme a detto materiale secondario.
- 8. Un generatore di energia come da rivendicazione 5, in cui detto nocciolo attivo (18) comprende una pluralità di elementi primari (17) sostanzialmente piani, realizzati almeno in parte con detto materiale primario (19), e sono previsti una pluralità di elementi secondari (32) sostanzialmente piani, realizzati almeno in parte con detto materiale secondario (28), in cui detti elementi primari (17) e detti elementi secondari (32) sono vantaggiosamente disposti in modo che ciascun elemento primario (17) si interponga tra due elementi secondari (32), e che ciascun elemento secondario (32) si interponga tra due elementi primari (17), in particolare, detti elementi primari sostanzialmente piani comprendendo lamine primarie (17), realizzate almeno in parte con detto materiale primario (19); in particolare, detti elementi secondari sostanzialmente piani comprendendo lamine secondarie (32), realizzate almeno in parte con detto materiale secondario (28), in particolare, detti elementi primari (17) e/o detti elementi secondari (32) comprendendo un supporto (22) e un rivestimento di detto supporto (22), rispettivamente realizzato con detto materiale primario (19) o con detto materiale secondario (28).
- 9. Un generatore di energia come da rivendicazione 5, comprendente mezzi di regolazione della produzione di calore comprendenti mezzi di variazione di detta quantità di detto materiale secondario (28) che si affaccia su detto materiale primario (19) ed à ̈ disposta entro detta distanza massima (L) predeterminata, in particolare, detti mezzi di regolazione comprendendo – un corpo di regolazione (30,70); – mezzi per spostare detto corpo di regolazione (30,70) entro detta camera di generazione (53) rispetto a detto materiale primario (19) tra una prima posizione (40) e una seconda posizione (40’), corrispondenti rispettivamente a un’esposizione massima e a un’esposizione minima di detto materiale secondario (28) su detto materiale primario (19), detto corpo di regolazione (30,70) essendo scelto tra: – un corpo schermante (70) interposto tra detto materiale primario (19) e detto materiale secondario (28); – un corpo portante (30) detto materiale secondario (28) disposto in prossimità di detto materiale primario (19), in particolare interposto tra detto nocciolo attivo (18) e un elemento di contenimento (55) che contiene detto primario nocciolo attivo (18), o interposto tra elementi primari contigui (17) di detto nocciolo attivo (18).
- 10. Un generatore di energia come da rivendicazioni 8 e 9, in cui detto corpo di regolazione (30,70) comprende una pluralità di elementi di regolazione (32,47) sostanzialmente piani solidali l’uno all’altro, disposti in modo che ciascun elemento di regolazione (32,47) si interponga scorrevolmente tra due elementi primari (17) o tra un elemento primario (17) e un elemento secondario (32) secondoché detto corpo di regolazione (30,70) sia un corpo portante (30) o sia un corpo schermante (70), e detti mezzi per spostare detto corpo di regolazione (30,70) sono atti a realizzare uno scorrimento relativo (39,79) tra detti elementi di regolazione (32,47) e detti elementi primari (17) e/o elementi secondari (32) reciprocamente interposti, secondo la giacitura comune a detti elementi primari (17) e/o secondari (32) sostanzialmente piani e a detti elementi di regolazione (32,47) sostanzialmente piani, in modo da variare solidalmente rispettive porzioni (18’) di superficie di ciascun elemento secondario (32) affacciate su detti elementi primari (17), in particolare, in cui detti mezzi di regolazione comprendono mezzi scelti tra: – mezzi di rotazione relativa di detta pluralità di elementi di regolazione (17) e di detta pluralità di elementi primari e/o secondari (32) attorno ad un asse di rotazione di detto generatore (50); – mezzi di traslazione relativa di detta pluralità di elementi di regolazione (32,47) e di detta pluralità di elementi primari (17) e/o secondari (32) secondo una direzione di detta giacitura comune a detti elementi di regolazione (32,47) e a detti elementi primari (17) e/o secondari (32).
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