FR2839808A1

FR2839808A1 - Electrical power generator using nuclear fusion reaction of deuterium gas has stack of ionizing plate chambers inside sealed container of gas

Info

Publication number: FR2839808A1
Application number: FR0206135A
Authority: FR
Inventors: Michel Buxerolle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2003-11-21

Abstract

Electrical power generator has stacked ionizing chambers inside a sealed container of deuterium gas, with cathodes able to absorb large quantities of deuterium while producing fusion reaction. The generator uses an external source of X-ray or gamma ray photons for initial charging of the cathodes with deuterium. It also uses a source of high-energy neutrons to start the chain reaction. Electrical power generator has stacked ionizing chambers inside a sealed container (1) of deuterium gas, with cathodes (2) made from a material, such as palladium, with a high atomic number and able to absorb large quantities of deuterium while producing fusion reactions of its nuclei. The generator uses an external source of X-ray or gamma ray photons for initial charging of the cathodes with deuterium, the charge being maintained by the ionization of the deuterium gas as a result of particles emitted during the nuclear reactions. It also uses a source of high-energy neutrons to start the chain reaction, and the output of electricity can be enhanced by introducing a noble gas, such as argon, krypton or xenon, into the deuterium gas.

Description

Pour l'essentiel, l'objectif de la présente invention revient à produire directement de l'électricité par la fusion nucléaire de deutérium. Essentially, the objective of the present invention amounts to producing electricity directly by nuclear fusion of deuterium.

Dans ce qui suit, le proton est désigné par la lettre p, le noyau de deutérium ou deutéron par la lettre D, le noyau de tritium par la lettre T, et le noyau d'hélium 4 par la lettre grecque a. In what follows, the proton is designated by the letter p, the nucleus of deuterium or deuteron by the letter D, the nucleus of tritium by the letter T, and the nucleus of helium 4 by the Greek letter a.

Lorsque des protons sont en mouvement dans un réseau cristallin contenant des quantités importantes de deutérium, il se produit des réactions nucléaires composites, à trois corps initiaux. Deux réactions sont en concurrence :

p + D + D ----> lithium 5 ----> a + p et p ===> D + D ----> p + T dans laquelle le proton déplace le premier deutéron par collision élastique. When protons are in motion in a crystal lattice containing significant amounts of deuterium, there are composite nuclear reactions, with three initial bodies. Two reactions are in competition:

p + D + D ----> lithium 5 ----> a + p and p ===> D + D ----> p + T in which the proton displaces the first deuteron by elastic collision.

Dans la première réaction, le proton joue un rôle essentiel, non seulement comme catalyseur par la formation d'un pseudo-noyau d'hélium 3, représenté par le groupe : ( p + D), mais aussi comme vecteur pour une nouvelle réaction. Dans les deux réactions, le proton est conservé. Le processus est donc apte à se renouveler en chaîne, tant qu'un proton ne disparaît pas. Le proton issu de la première réaction possède une énergie cinétique élevée, de l'ordre de 20 MeV, et relativement à d'autres particules chargées, son parcours dans la matière est important. Il peut, tout en restant disponible pour une nouvelle réaction, déplacer par diffusion élastique un noyau de deutérium, lequel est susceptible de faire apparaître un nouveau proton par une réaction annexe : D + D ----> p + T . Le processus est alors multiplicatif et la valeur du facteur de multiplication définit l'évolution des chaînes de réactions de manière analogue à ce qui se passe dans les systèmes fissiles. In the first reaction, the proton plays an essential role, not only as a catalyst by the formation of a helium 3 pseudo-nucleus, represented by the group: (p + D), but also as a vector for a new reaction. In both reactions, the proton is retained. The process is therefore able to renew itself in chain, as long as a proton does not disappear. The proton resulting from the first reaction has a high kinetic energy, of the order of 20 MeV, and relatively to other charged particles, its path in matter is important. It can, while remaining available for a new reaction, displace by elastic diffusion a nucleus of deuterium, which is capable of causing a new proton to appear by an additional reaction: D + D ----> p + T. The process is then multiplicative and the value of the multiplication factor defines the evolution of the reaction chains in a similar way to what happens in fissile systems.

Le départ des chaînes de réactions nécessite un proton primaire. Celui-ci peut provenir de la dissociation d'un noyau de deutérium en ses deux constituants : neutron et proton, par un photon d'énergie très supérieure à 2,23 MeV. Il peut aussi être issu d'une réaction : D + D ----> p + T . Celle-ci peut être provoquée par des mésons - cosmiques, en passant par la formation d'ions moléculaires muoniques, ou bien par un neutron d'énergie assez élevée pour déplacer un deutéron par diffusion élastique. The start of the reaction chains requires a primary proton. This can come from the dissociation of a deuterium nucleus into its two constituents: neutron and proton, by a photon of energy much higher than 2.23 MeV. It can also result from a reaction: D + D ----> p + T. This can be caused by mesons - cosmic, through the formation of muonic molecular ions, or by a neutron of high enough energy to displace a deuteron by elastic diffusion.

La réalisation de ce processus nécessite une forte densité d'atomes de deutérium. Certains métaux, comme le titane, le palladium et aussi certains cristaux de type perovskite sont capables d'absorber de grandes quantités de deutérium dont les atomes se placent sur des sites interstitiels dans des positions bien définies vis-à-vis du réseau cristallin. Lorsqu'une particule chargée effectue un parcours dans un réseau cristallin renfermant du deutérium, la diffusion coulombienne, prépondérante auprès des atomes du réseau, à cause d'un numéro atomique plus élevé, tend à ramener la particule vers les atomes de deutérium et, si le parcours est This process requires a high density of deuterium atoms. Certain metals, such as titanium, palladium and also certain crystals of the perovskite type are capable of absorbing large quantities of deuterium whose atoms are placed on interstitial sites in well defined positions with respect to the crystal lattice. When a charged particle travels in a crystal lattice containing deuterium, the Coulomb scattering, preponderant near the atoms of the network, because of a higher atomic number, tends to bring back the particle towards the atoms of deuterium and, if the course is

suffisamment important à l'aligner avec une file de sites interstitiels. Les possibilités d'interaction avec les noyaux de deutérium sont donc considérablement accrues et ce, d'autant plus que le numéro atomique des atomes du réseau cristallin est plus élevé. important enough to align it with a queue of interstitial sites. The possibilities of interaction with the deuterium nuclei are therefore considerably increased, all the more since the atomic number of the atoms of the crystal lattice is higher.

C'est ce phénomène qui permet de réunir, au voisinage d'un site interstitiel les trois corps nécessaires aux réactions citées précédemment. La polarisation des noyaux de deutérium intervient alors pour faciliter l'interpénétration des barrières de potentiel énergétique. It is this phenomenon which makes it possible to bring together, in the vicinity of an interstitial site, the three bodies necessary for the reactions mentioned above. The polarization of the deuterium nuclei then intervenes to facilitate the interpenetration of the energy potential barriers.

Dans la présente invention, une part importante de l'énergie des particules produites par les séquences de réactions nucléaires est recueillie sous forme de charges électriques dans un empilement de chambres d'ionisation à plateaux dont les électrodes, du moins les électrodes au potentiel négatif, sont des plaques minces en matériau absorbeur de deutérium. L'espace entre les électrodes contient du deutérium gazeux : ainsi, la collection des ions D+ assure en même temps le chargement du matériau en deutérium. In the present invention, a large part of the energy of the particles produced by the nuclear reaction sequences is collected in the form of electrical charges in a stack of plate ionization chambers, the electrodes of which, at least the electrodes with negative potential, are thin sheets of deuterium absorbing material. The space between the electrodes contains deuterium gas: thus, the collection of D + ions simultaneously ensures the loading of the material into deuterium.

La description de la présente invention est faite avec le palladium comme matériau absorbeur de deutérium, mais elle peut être étendue à tout matériau de numéro atomique élevé, capable d'absorber de grandes quantités de deutérium, conducteur de l'électricité ou rendu conducteur, au moins en surface. The description of the present invention is made with palladium as a deuterium absorbing material, but it can be extended to any material with a high atomic number, capable of absorbing large quantities of deuterium, electrically conductive or made conductive, at less on the surface.

La figure 1 ne donne qu'un schéma de principe du dispositif, sa réalisation autorisant une multiplicité de variantes. Figure 1 gives only a schematic diagram of the device, its embodiment allowing a multiplicity of variants.

L'élément de base du dispositif est une enceinte étanche (1) dans laquelle est placé un empilement (2) de plaques minces séparées les unes des autres par un isolant électrique. Des colonnes métalliques (3) , de préférence en nombre pair, sur lesquelles sont enfilés des manchons isolants (4) permettent d'obtenir ce résultat. The basic element of the device is a sealed enclosure (1) in which is placed a stack (2) of thin plates separated from each other by an electrical insulator. Metallic columns (3), preferably in even numbers, on which are insulated sleeves (4) make it possible to obtain this result.

Les plaques de rang pair sont reliées électriquement aux colonnes de rang pair et les plaques de rang impair aux colonnes de rang impair. Latéralement, l'espace entre les plaques doit rester partiellement libre de manière à permettre la circulation d'un gaz pour le refroidissement. Des passages électriques étanches (5) sont utilisés pour la polarisation des plaques et pour recueillir les charges électriques. Les plaques doivent être minces de manière à ne retenir qu'un minimum de particules chargées dans le matériau. Cependant, comme pour les systèmes fissiles, la notion de "taille critique" intervient. Il existe des dimensions géométriques pour lesquelles le maintien des réactions en chaîne est impossible et d'autres pour lesquelles l'évolution des chaînes de réactions est difficile à contrôler. L'évaluation de dimensions géométriques adaptées passe par la connaissance de la longueur de transport et de la longueur de diffusion pour les protons générant les réactions composites. The even rank plates are electrically connected to the even rank columns and the odd rank plates to the odd rank columns. Laterally, the space between the plates must remain partially free so as to allow the circulation of a gas for cooling. Sealed electrical passages (5) are used for polarizing the plates and for collecting electrical charges. The plates must be thin so as to retain only a minimum of charged particles in the material. However, as with fissile systems, the notion of "critical size" comes into play. There are geometrical dimensions for which the maintenance of chain reactions is impossible and others for which the evolution of the reaction chains is difficult to control. The evaluation of suitable geometric dimensions requires knowledge of the transport length and the diffusion length for the protons generating the composite reactions.

Deux possibilités sont envisageables dans l'agencement des plaques : le système hétérogène dans lequel les plaques de rang pair sont en palladium et les plaques de rang impair dans un autre métal, une variante consistant en une nappe de fils d'anode, et le système homogène dans lequel toutes les plaques sont en palladium. Dans le système hétérogène, la taille critique doit être réalisée pour chacune des plaques de palladium. Les plaques doivent être plus épaisses et le rendement électrique est moins bon. Dans le système homogène, la taille critique peut être réalisée par l'ensemble de l'empilement, les plaques sont alors plus minces, le rendement électrique meilleur, mais au détriment de la tenue mécanique. D'autre part, le système homogène nécessite l'utilisation d'un inverseur périodique de polarité de manière à assurer un chargement en deutérium identique pour toutes les plaques. La polarisation des électrodes est assurée par une alimentation électrique (6) . L'inverseur périodique de polarité, utilisé pour les systèmes homogènes n'est pas figuré. Le contrôle du courant d'ionisation et l'utilisation de la puissance électrique obtenue sont représentés par le dispositif (7) comprenant une résistance variable avec un voltmètre V en parallèle et un ampèremètre A en série. Two possibilities are possible in the arrangement of the plates: the heterogeneous system in which the plates of even rank are made of palladium and the plates of odd rank in another metal, a variant consisting of a layer of anode wires, and the system homogeneous in which all the plates are made of palladium. In the heterogeneous system, the critical size must be achieved for each of the palladium plates. The plates must be thicker and the electrical efficiency is less good. In the homogeneous system, the critical size can be achieved by the entire stack, the plates are then thinner, the electrical efficiency better, but to the detriment of the mechanical strength. On the other hand, the homogeneous system requires the use of a periodic polarity inverter so as to ensure an identical deuterium loading for all the plates. The polarization of the electrodes is ensured by a power supply (6). The periodic polarity reverser, used for homogeneous systems is not shown. The control of the ionization current and the use of the electric power obtained are represented by the device (7) comprising a variable resistor with a voltmeter V in parallel and an ammeter A in series.

Pour le refroidissement des plaques par mouvement du gaz, l'enceinte (1) est séparée en deux parties par une cloison (8) disposée parallèlement aux colonnes supportant les électrodes. Une pompe (9) assure la circulation du gaz qui traverse un dispositif réfrigérant (10) permettant la récupération et l'utilisation éventuelle de la chaleur. Tout ce qui est intérieur à l'enceinte (1) doit être parfaitement propre et dégazé avant mise en service. Une pompe à vide (11) permet de réaliser cet objectif. For cooling the plates by movement of the gas, the enclosure (1) is separated into two parts by a partition (8) arranged parallel to the columns supporting the electrodes. A pump (9) circulates the gas which passes through a cooling device (10) allowing the recovery and possible use of the heat. Everything inside the enclosure (1) must be perfectly clean and degassed before being put into service. A vacuum pump (11) achieves this objective.

Un réservoir de détente (12) dont l'utilité sera précisée plus loin, maintenu sous vide et d'un volume supérieur à celui de l'enceinte (1) est interposé entre celle-ci et la pompe à vide (11). Les vannes (13) et (14) permettent d'isoler le réservoir de détente. An expansion tank (12) whose usefulness will be specified below, maintained under vacuum and of a volume greater than that of the enclosure (1) is interposed between the latter and the vacuum pump (11). The valves (13) and (14) isolate the expansion tank.

Le développement de réactions de fusion en chaîne n'est possible que si le rapport de charge : deutérium/ palladium, en nombre d'atomes, est égal ou supérieur à une valeur définissant la taille critique pour les dimensions géométriques du palladium. Dans un palladium hypothétique, supposé chargé de manière homogène en deutérium, et de dimensions infinies, lorsque le rapport de charge atteint l'unité, le facteur multiplication est proche de 1,05. Pratiquement, un rapport de charge minimum d'environ 0,85 paraît suffisant. Compte-tenu des petites dimensions envisagées pour les électrodes, le facteur de multiplication effectif reste très proche de 1 : le facteur excédentaire est extrêmement petit, de l'ordre de 10-14. The development of chain fusion reactions is only possible if the charge ratio: deuterium / palladium, in number of atoms, is equal to or greater than a value defining the critical size for the geometric dimensions of palladium. In a hypothetical palladium, assumed to be homogeneously charged with deuterium, and of infinite dimensions, when the charge ratio reaches unity, the multiplication factor is close to 1.05. In practice, a minimum charge ratio of around 0.85 seems sufficient. Given the small dimensions envisaged for the electrodes, the effective multiplication factor remains very close to 1: the excess factor is extremely small, of the order of 10-14.

Cette petite valeur garantit une évolution lente des chaînes de réactions nucléaires malgré le temps très court de renouvellement des générations de protons : This small value guarantees a slow evolution of the nuclear reaction chains despite the very short renewal time of the proton generations:

de l'ordre de 10-10 seconde. in the range of 10-10 seconds.

Avec un rapport de charge considéré comme suffisant pour donner une taille critique aux électrodes, la qualité du palladium intervient dans la possibilité de réaliser les chaînes de réactions. Le palladium idéal devrait avoir un réseau cristallin homogène dans tout son volume. Des dislocations internes du réseau cristallin, consécutives au traitement métallurgique ou à la présence d'impuretés sont nuisibles à une diffusion cohérente des protons. L'état de surface influe sur la pénétration des ions D+ dans le métal : les plaques doivent être parfaitement propres. Un traitement par des dépôts ultra-minces ( manganèse, or ...) est susceptible d'apporter une amélioration au rendement électrique en réduisant les pertes de deutérium lors de l'échauffement des plaques et en concentrant le deutérium près de la surface des électrodes. With a charge ratio considered to be sufficient to give a critical size to the electrodes, the quality of the palladium intervenes in the possibility of producing the reaction chains. Ideal palladium should have a homogeneous crystal lattice throughout its volume. Internal dislocations of the crystal lattice, following metallurgical treatment or the presence of impurities are harmful to a coherent diffusion of protons. The surface finish influences the penetration of D + ions into the metal: the plates must be perfectly clean. Treatment with ultra-thin deposits (manganese, gold, etc.) is likely to improve electrical efficiency by reducing deuterium losses during heating of the plates and by concentrating the deuterium near the surface of the electrodes. .

Les étapes principales de la mise en service du dispositif de la présente invention sont données ci-dessous : - après la période de dégazage, le réservoir sous vide (12) est isolé de l'enceinte (1) et la pompe à vide (11) est arrêtée. The main steps for commissioning the device of the present invention are given below: - after the degassing period, the vacuum tank (12) is isolated from the enclosure (1) and the vacuum pump (11 ) is stopped.

- du deutérium, fourni par la bouteille sous pression (15) est introduit dans l"enceinte (1) à travers le détendeur (16) . La pression interne est ajustée par l'intermédiaire du détendeur (16) et du détendeur (17) communiquant avec le réservoir de détente (12) lorsque la vanne (13) est ouverte. - deuterium, supplied by the pressure bottle (15) is introduced into the enclosure (1) through the regulator (16). The internal pressure is adjusted via the regulator (16) and the regulator (17) communicating with the expansion tank (12) when the valve (13) is open.

- la polarisation des plaques est mise en service et une source extérieure de photons X ou gamma est utilisée pour irradier l'enceinte (1) . La tension de polarisation est augmentée progressivement de manière à obtenir un régime proche de la décharge électrique. La mesure du courant électrique d'ionisation permet de contrôler l'opération. - the polarization of the plates is put into service and an external source of X or gamma photons is used to irradiate the enclosure (1). The bias voltage is gradually increased so as to obtain a speed close to the electrical discharge. The measurement of the electric ionization current makes it possible to control the operation.

- la pompe de circulation du gaz (9) est mise en route et une source extérieure de neutrons de forte énergie est utilisée pour irradier l'enceinte (1) . Une source alphaneutron telle que américium-béryllium ou radium-béryllium peut convenir puisque le spectre en énergie des neutrons s'étend jusqu'à environ 12 MeV. La source radium- béryllium présente l'avantage de fournir en même temps le rayonnement gamma et les neutrons. Une plus grande facilité d'emploi est apportée par l'utilisation d'un générateur de rayons X et d'un petit accélérateur de deutérons qui, par bombardement d'une cible tritiée, génère des neutrons de 14,7 MeV. - The gas circulation pump (9) is started and an external source of high energy neutrons is used to irradiate the enclosure (1). An alphaneutron source such as americium-beryllium or radium-beryllium may be suitable since the energy spectrum of neutrons extends up to approximately 12 MeV. The radium-beryllium source has the advantage of providing gamma radiation and neutrons at the same time. Greater ease of use is brought about by the use of an X-ray generator and a small deuteron accelerator which, by bombardment of a tritiated target, generates 14.7 MeV neutrons.

La mesure du courant d'ionisation permet de contrôler le départ des séquences de réactions de fusion nucléaire. Comme pour les réacteurs à fission, trois modes de fonctionnement sont possibles : 1) État sous-critique, facteur de multiplication inférieur à 1. Les réactions doivent The measurement of the ionization current makes it possible to control the start of the nuclear fusion reaction sequences. As with fission reactors, three operating modes are possible: 1) Subcritical state, multiplication factor less than 1. The reactions must

être entretenues par la source extérieure de neutrons. be maintained by the external source of neutrons.

2) État critique, facteur de multiplication égal à 1. Le fonctionnement du système est auto-entretenu. 2) Critical state, multiplication factor equal to 1. The operation of the system is self-sustaining.

3) État sur-critique, facteur de multiplication supérieur à 1. La puissance augmente progressivement, plus ou moins rapidement selon la valeur du facteur de multiplication. 3) Over-critical state, multiplication factor greater than 1. The power increases gradually, more or less quickly depending on the value of the multiplication factor.

L'évolution, dans le temps, des chaînes de réactions est exponentielle. Elle peut donc être éventuellement très rapide, entraînant un échauffement exagéré du palladium, pouvant aller jusqu'à la fusion des plaques. The evolution, over time, of the reaction chains is exponential. It can therefore possibly be very rapid, causing an excessive heating of the palladium, which can go as far as melting the plates.

L'irradiation par la source de neutrons doit être interrompue dès qu'une augmentation importante du courant d'ionisation est observée. Au cas où cette augmentation serait brusque la procédure de sécurité consiste à mettre toutes les plaques à la masse, à vider l'enceinte (1) de son deutérium dans le réservoir de détente (12) et à remplir l'enceinte (1) par un gaz inerte fourni par la bouteille (18), à travers le détendeur (19) tout en augmentant le débit de la pompe de circulation (9) . Un contrôle de la température du gaz est réalisable par l'utilisation de thermocouples sur le circuit de refroidissement, à l'entrée et à la sortie de l'enceinte (1). Irradiation by the neutron source must be stopped as soon as a significant increase in the ionization current is observed. In the event that this increase is sudden, the safety procedure consists in putting all the plates to ground, emptying the enclosure (1) of its deuterium in the expansion tank (12) and filling the enclosure (1) with an inert gas supplied by the bottle (18), through the pressure reducer (19) while increasing the flow rate of the circulation pump (9). A control of the gas temperature is achievable by the use of thermocouples on the cooling circuit, at the inlet and at the outlet of the enclosure (1).

Lorsque un régime de fonctionnement critique ou légèrement sur-critique est obtenu, la tension de polarisation est ramenée au niveau du palier de fonctionnement en chambre d'ionisation et la pression du deutérium est ajustée de manière à obtenir un rendement électrique optimal. On procède par l'intermédiaire des détendeurs (16) sur l'arrivée du deutérium et (17) sur le réservoir de détente, les vannes (20) et (13) ayant été préalablement ouvertes. When a critical or slightly over-critical operating regime is obtained, the bias voltage is reduced to the level of the operating stage in the ionization chamber and the deuterium pressure is adjusted so as to obtain optimal electrical efficiency. We proceed via the regulators (16) on the arrival of the deuterium and (17) on the expansion tank, the valves (20) and (13) having been previously opened.

La consommation en atomes de deutérium est très faible vis-à-vis du nombre d'atomes présents dans le palladium. De même, elle est faible au regard du nombre d'ions D+ formés dans le champ électrique entre les électrodes. Il est donc possible d'améliorer le rendement électrique en introduisant progressivement un gaz noble : argon, krypton, xénon... fourni par la bouteille (18) . Dans ces gaz, l'énergie moyenne pour créer une paire d'ions est plus faible que celle du deutérium. The consumption of deuterium atoms is very low vis-à-vis the number of atoms present in palladium. Similarly, it is low with regard to the number of D + ions formed in the electric field between the electrodes. It is therefore possible to improve the electrical efficiency by gradually introducing a noble gas: argon, krypton, xenon ... supplied by the bottle (18). In these gases, the average energy to create a pair of ions is lower than that of deuterium.

Lorsqu'une chaîne de réactions de fusion se développe dans le palladium à partir d'un seul proton primaire, la puissance à l'origine est toujours la même, environ 0,3 watt, quelle que soit la géométrie de l'électrode. C'est la puissance de départ pour chacune des plaques de palladium. Les principales particules chargées qui interviennent dans le champ électrique entre les plaques sont des protons, répartis en deux groupes d'énergie : autour de 20 MeV ( environ 70 % ) et autour de 3 MeV ( environ 30 % ) et des particules alpha d'environ 4,5 MeV, en nombre égal aux When a chain of fusion reactions develops in palladium from a single primary proton, the power at the origin is always the same, about 0.3 watts, whatever the geometry of the electrode. This is the starting power for each of the palladium plates. The main charged particles which intervene in the electric field between the plates are protons, divided into two energy groups: around 20 MeV (around 70%) and around 3 MeV (around 30%) and alpha particles of about 4.5 MeV, in number equal to

protons de 20 MeV. 20 MeV protons.

Mis à part le tritium les produits des réactions nucléaires ne sont pas radioactifs, le résidu principal est l'hélium 4. La production de tritium est de l'ordre de 200 becquerel par joule. Outre sa présence, il pose aussi un autre problème : des atomes de tritium peuvent rester sur les sites interstitiels et faire apparaître des neutrons d'environ 15 MeV par la réaction : D + T ----> a + neutron. Le contrôle de la teneur en tritium des gaz contenus dans l'enceinte (1) peut être réalisé par la mesure du flux d'émission de ces neutrons. Si cette teneur est jugée trop élevée, il devient nécessaire de vider les gaz de l'enceinte (1) et de procéder au dégazage des électrodes par l'intermédiaire du réservoir de détente (12) et de la pompe à vide (11) . Apart from tritium, the products of nuclear reactions are not radioactive, the main residue is helium 4. The production of tritium is around 200 becquerel per joule. Besides its presence, it also poses another problem: tritium atoms can remain on the interstitial sites and cause neutrons of about 15 MeV to appear by the reaction: D + T ----> a + neutron. The tritium content of the gases contained in the enclosure (1) can be checked by measuring the emission flux of these neutrons. If this content is deemed too high, it becomes necessary to empty the gases from the enclosure (1) and degass the electrodes via the expansion tank (12) and the vacuum pump (11).

Le rejet de cette pompe à vide doit être récupéré dans un réservoir. Un traitement ultérieur par catalyse et congélation des vapeurs d'eau lourde tritiée, par liquéfaction fractionnée pour les autres gaz permettra de séparer les constituants. The rejection of this vacuum pump must be collected in a tank. Subsequent treatment by catalysis and freezing of the tritiated heavy water vapors, by fractional liquefaction for the other gases will make it possible to separate the constituents.

Lors du développement des séquences de réactions, une faible émission de neutrons s'ajoute à la production de tritium. ces neutrons proviennent de la réaction : D + D ----> hélium 3 + neutron, concurrente de la réaction D + D ----> p + T . During the development of reaction sequences, a weak emission of neutrons is added to the production of tritium. these neutrons come from the reaction: D + D ----> helium 3 + neutron, competing with the reaction D + D ----> p + T.

Le flux d'émission de ces neutrons, d'énergie voisine de 4 MeV est de l'ordre de : 2.104 neutron par joule. The emission flux of these neutrons, with an energy close to 4 MeV, is of the order of: 2.104 neutrons per joule.

La description de la présente invention est faite pour un empilement type, de chambres d'ionisation à plateaux. Plusieurs éléments semblables peuvent être groupés dans une même enceinte et couplés en série ou en parallèle selon l'utilisation envisagée. The description of the present invention is made for a typical stack of tray ionization chambers. Several similar elements can be grouped in the same enclosure and coupled in series or in parallel depending on the intended use.

Claims

1) Device for directly obtaining electricity, by recovering by ionization the energy of charged particles generated by chain reactions of nuclear deuterium fusion, characterized by a stack of ionization chambers with plates which is placed in an enclosure sealed (1) containing gaseous deuterium.

2) Device according to claim 1 characterized by the nature of the cathodes (2) of the ionization chambers, made of a material such as palladium, having a high atomic number, capable of absorbing large quantities of deuterium, and in which the fusion reactions of the deuterium nuclei occur.

3) Device according to the preceding claims using an external source of X or gamma photons to ensure the initial loading of the deuterium cathodes, the ionization of the deuterium gas due to the particles emitted during nuclear reactions then ensuring the maintenance of the loading.

4) Device according to the preceding claims using a source of high energy neutrons to initiate the nuclear fusion reaction chains.

5) Device according to your claim 1, consisting in improving the electrical efficiency by the introduction of a noble gas: argon, krypton or xenon, in the deuterium gas.