ITMI992217A1

ITMI992217A1 - METHOD AND RELATED EQUIPMENT TO GENERATE THERMAL ENERGY

Info

Publication number: ITMI992217A1
Application number: IT1999MI002217A
Authority: IT
Inventors: Ubaldo Mastromatteo
Original assignee: St Microelectronics Srl
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2001-04-21
Also published as: IT1314062B1; EP1222665A1; WO2001029844A1; ITMI992217A0

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Campo di applicazione Field of application

La presente invenzione si riferisce ad un metodo e ad un dispositivo per generare energia termica tramite un fenomeno fisico attribuibile a reazioni di fusione nucleare fredda. The present invention relates to a method and a device for generating thermal energy by means of a physical phenomenon attributable to cold nuclear fusion reactions.

Più in particolare, l’invenzione riguarda un metodo per generare energia termica tramite una reazione di fusione nucleare a freddo utilizzando almeno un primo materiale atto ad assorbire idrogeno posto in un’atmosfera ad alto contenuto di idrogeno o a contatto con un altro materiale in grado di rilasciare idrogeno e in cui è prevista una fase di riscaldamento iniziale ad una predeterminata temperatura di innesco di detta reazione. More specifically, the invention relates to a method for generating thermal energy by means of a cold nuclear fusion reaction using at least a first material capable of absorbing hydrogen placed in an atmosphere with a high hydrogen content or in contact with another material capable of releasing hydrogen and in which an initial heating step is provided at a predetermined starting temperature of said reaction.

L’invenzione riguarda anche un’apparecchiatura per l’attuazione del suddetto metodo. The invention also relates to an equipment for the implementation of the aforementioned method.

Arte nota Known art

Com’è oramai ben noto, reazioni di fusione nucleare fredda sono state riscontrate in svariati laboratori di ricerca sparsi in tutto il mondo. As is now well known, cold nuclear fusion reactions have been found in various research laboratories around the world.

Per comprendere a fondo gli aspetti del relativo fenomeno fisico si può fare riferimento ad un articolo di G.F.Cerofolini e A. Foglio-Para: "Can binuclear atoms solve thè cold fusion puzzle ?", FUSION TECHNOLOGY, Vol.23, pp.98-102, 1993, che illustra brevemente i fenomeni fisici inerenti la fusione fredda e le reazioni chimiche e nucleari associate. Inoltre, altri interessanti articoli sono citati nella bibliografia di quell’articolo. To fully understand the aspects of the related physical phenomenon, reference can be made to an article by G.F.Cerofolini and A. Foglio-Para: "Can binuclear atoms solve the cold fusion puzzle?", FUSION TECHNOLOGY, Vol. 23, pp. 98- 102, 1993, which briefly illustrates the physical phenomena inherent in cold fusion and associated chemical and nuclear reactions. In addition, other interesting articles are cited in the bibliography of that article.

L’interesse pratico per l'argomento è molto elevato. Practical interest in the subject is very high.

In questo specifico settore tecnico, è noto che svariati materiali sono in grado di assorbire idrogeno e suoi isotopi. Tali materiali sono stati utilizzati con successo per la realizzazione di elettrodi destinate ad apparecchiature per la fusione nucleare a freddo; tra questi materiali citiamo: palladio, titanio, platino, nichel, niobio. In this specific technical sector, it is known that various materials are capable of absorbing hydrogen and its isotopes. These materials have been used successfully for the production of electrodes for cold nuclear fusion equipment; among these materials we mention: palladium, titanium, platinum, nickel, niobium.

Negli esperimenti messi in pratica fino ad ora si è potuto dimostrare che immagazzinando Idrogeno o suoi iso tropi nel reticolo cristallino di alcuni metalli facenti parte del gruppo dei metalli di transizione si può arrivare ad ottenere una produzione anomala di energia termica quando la concentrazione dell’idrogeno supera i valori tipici dell’equilibrio termodinamico. In queste condizioni si verifica anche una trasmutazione dei materiali coinvolti; vale a dire: idrogeno e metallo. In the experiments carried out up to now it has been shown that by storing Hydrogen or its isopes in the crystal lattice of some metals belonging to the group of transition metals, it is possible to obtain an anomalous production of thermal energy when the concentration of hydrogen exceeds the typical values of thermodynamic equilibrium. Under these conditions there is also a transmutation of the materials involved; namely: hydrogen and metal.

Il fenomeno fisico su cui si basa la presente invenzione è affine a questo tipo di reazione e relativa trasmutazione. The physical phenomenon on which the present invention is based is related to this type of reaction and relative transmutation.

Questa fenomenologia viene indicata nell’ambiente scientifico con la sigla LENRs (low Energy Nuclear Reaction s) in quanto tutti i dati sperimentali portano a concludere che la fusione nucleare a freddo comporta interazioni a livello del nucleo atomico. This phenomenology is indicated in the scientific environment with the acronym LENRs (low Energy Nuclear Reaction s) as all the experimental data lead to the conclusion that cold nuclear fusion involves interactions at the level of the atomic nucleus.

I primi studi sulla fusione nucleare a freddo, in quanto tale, sono dovuti a M.Fleischmann e S.Pons e sono stati divulgati nel 1989. Una domanda di brevetto intemazionale No. WO/ 90 10935 è stata depositata da questi due scienziati ricercatori. The first studies on cold nuclear fusion, as such, are due to M.Fleischmann and S.Pons and were disclosed in 1989. An international patent application No. WO / 90 10935 has been filed by these two research scientists.

Il fenomeno da essi considerato è il caricamento di deuterio da parte di elettrodi di palladio o titanio. Durante tale caricamento si riscontra una generazione di energia termica inattesa che viene attribuita ad una reazione di fusione nucleare tra gli atomi di deuterio per formare elio. The phenomenon they considered is the loading of deuterium by palladium or titanium electrodes. During such charging there is an unexpected generation of thermal energy which is attributed to a nuclear fusion reaction between the deuterium atoms to form helium.

Il deuterio è sempre stato ricavato da un combustibile gassoso, ad esempio miscele gassose di idrogeno, oppure da un combustibile liquido, ad esempio soluzioni di composti elettrolitici dell'idrogeno in acqua pesante. Lo svantaggio concesso all’impiego di tali "combustibili" consiste nella dispersione del materiale di fusione, cioè l'idrogeno. Questo, infatti, si libera e sfugge facilmente sotto forma di gas in prossimità dell'elettrodo proprio quando la concentrazione al suo interno raggiunge valori utili per l'innesco della fusione. Inoltre all' aumentare della temperatura dell'elettrodo, nei liquidi si verifica l'ebollizione mentre nei gas la concentrazione degli atomi diminuisce e ciò ostacola la fusione. Deuterium has always been obtained from a gaseous fuel, for example gaseous mixtures of hydrogen, or from a liquid fuel, for example solutions of electrolytic compounds of hydrogen in heavy water. The disadvantage granted to the use of these "fuels" consists in the dispersion of the fusion material, ie hydrogen. This, in fact, is released and easily escapes in the form of gas near the electrode just when the concentration inside it reaches values useful for triggering the fusion. Furthermore, as the temperature of the electrode increases, boiling occurs in liquids while in gases the concentration of the atoms decreases and this hinders the fusion.

Le intense ricerche condotte nel mondo negli ultimi dieci anni hanno cercato di affrontare le difficoltà derivanti dalla necessità di superare le condizioni d’equilibrio termodinamico dell’idrogeno assorbito nel metallo. Queste ricerche hanno condotto alla realizzazione di svariate apparecchiature per consentire ad una matrice metallica di assorbire idrogeno in modo efficiente. The intense research conducted around the world over the last ten years has tried to address the difficulties arising from the need to overcome the conditions of thermodynamic equilibrium of the hydrogen absorbed in the metal. These researches have led to the creation of various devices to allow a metal matrix to absorb hydrogen efficiently.

Le apparecchiature più note nel settore sono le seguenti: The best known devices in the sector are the following:

1) cella elettrolitica semplice a bassa tensione; 1) simple low voltage electrolytic cell;

2) cella elettrolitica con catodo polarizzato; 2) electrolytic cell with polarized cathode;

3) cella elettrolitica con scarica ad alta tensione; 3) electrolytic cell with high voltage discharge;

4) cella gassosa ad alta temperatura; 4) high temperature gas cell;

5) scarica in un gas tra due elettrodi; 5) discharge in a gas between two electrodes;

6) riscaldamento d’idruri metallici con impulsi di corrente e campo magnetico; 6) heating of metal hydrides with current pulses and magnetic field;

7) cella di potenza in corrente alternata. 7) AC power cell.

Nella totalità di queste apparecchiature sperimentali precedentemente elencate il comune obiettivo è di indurre nel materiale metallico le condizioni di innesco per una produzione spontanea d’energia in eccesso. In the totality of these experimental equipment listed above, the common goal is to induce the trigger conditions in the metal material for a spontaneous production of excess energy.

In effetti, in tutte queste apparecchiature non vengono tenuti sotto controllo i parametri che determinano lo sviluppo della reazione, ma si effettuano solo alcune semplici rilevazioni ad anello aperto della quantità di calore generata e dei prodotti della reazione come He, T, ecc... Ad esempio, dopo gli esperimenti si analizza il materiale di risulta per controllare le eventuali trasmutazioni. In fact, in all these devices the parameters that determine the development of the reaction are not kept under control, but only some simple open-loop measurements are made of the amount of heat generated and of the reaction products such as He, T, etc ... For example, after the experiments, the resulting material is analyzed to check for possible transmutations.

Prove sperimentali effettuate presso la Richiedente hanno invece portato a concludere che per conseguire risultati pratici in questo settore di ricerca occorre applicare un opportuno controllo dei parametri che determinano la reazione nucleare a freddo. Experimental tests carried out at the Applicant have instead led to the conclusion that in order to achieve practical results in this research sector it is necessary to apply an appropriate control of the parameters that determine the cold nuclear reaction.

Il problema tecnico che sta alla base della presente invenzione è quello di escogitare un metodo ed una relativa apparecchiatura aventi rispettive caratteristiche funzionali e strutturali tali da consentire un’effettiva e controllata generazione di energia termica in eccesso tramite un fenomeno di fusione nucleare a freddo di tipo controllato. The technical problem underlying the present invention is that of devising a method and a relative apparatus having respective functional and structural characteristics such as to allow an effective and controlled generation of excess thermal energy through a cold nuclear fusion phenomenon of the type checked.

Sommario deH’invenzione Summary of the invention

L’idea di soluzione che sta alla base della presente invenzione è quella di confinare l’idrogeno all’interno di una matrice di un metallo appartenente al gruppo dei metalli di transizione tramite un processo di caricamento che può essere di vario tipo, ad esempio per elettrolisi, pressione gassosa, temperatura, ecc... Nel caso in cui il metallo sia Nichel, tramite una predeterminata quantità di energia , ad esempio sotto forma di corrente elettrica, un opportuno aumento della temperatura di questa struttura metallica di partenza consente di raggiungere uno stato di innesco per la generazione di un’energia termica in eccesso rispetto all’energia d’ingresso per portare la struttura in detto stato. The solution idea underlying the present invention is to confine the hydrogen within a matrix of a metal belonging to the group of transition metals through a loading process that can be of various types, for example for electrolysis, gaseous pressure, temperature, etc ... In the case in which the metal is Nickel, through a predetermined amount of energy, for example in the form of electric current, an appropriate increase in the temperature of this starting metal structure allows to reach a trigger state for the generation of a thermal energy in excess of the input energy to bring the structure to said state.

Inoltre, regolando opportunamente il flusso di energia in ingresso tramite una modulazione della quantità di corrente erogata nel tempo è possibile ottenere una maggiore o minore amplificazione di energia, a parità di potenza media, agendo sull’intensità e sulla frequenza nel tempo degli impulsi di corrente. Furthermore, by suitably adjusting the input energy flow by modulating the quantity of current delivered over time, it is possible to obtain a greater or lesser amplification of energy, with the same average power, by acting on the intensity and frequency over time of the current pulses. .

Sulla base della suddetta idea di soluzione il problema tecnico viene risolto da un metodo del tipo precedentemente indicato e definito nella qui allegata rivendicazione 1 . On the basis of the above solution idea, the technical problem is solved by a method of the type previously indicated and defined in the attached claim 1.

Il problema tecnico è risolto altresì da un’apparecchiatura del tipo precedentemente indicato e definita dalla rivendicazione 5 e seguenti. The technical problem is also solved by an equipment of the type previously indicated and defined by claim 5 and following.

Le caratteristiche ed i vantaggi del metodo secondo l’invenzione risulteranno dalla descrizione, fatta qui di seguito, di un esempio di attuazione dato a titolo indicativo e non limitativo con riferimento ad un’apparecchiatura illustrata nel disegno allegato. The characteristics and advantages of the method according to the invention will result from the description, made below, of an example of implementation given as an indication and not a limitation with reference to an apparatus illustrated in the attached drawing.

In tali disegni: In such drawings:

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

La figura 1 mostra una vista schematica di un’apparecchiatura, o reattore per l’amplificazione di energia, realizzata per l’attuazione del metodo secondo l’invenzione; Figure 1 shows a schematic view of an equipment, or reactor for energy amplification, made for the implementation of the method according to the invention;

la figura 2 mostra una vista schematica di un modulo di controllo incorporato nell’apparecchiatura di figura 1. Figure 2 shows a schematic view of a control module incorporated in the equipment of Figure 1.

Descrizione dettagliata ^ Detailed description ^

Con riferimento a tale figura, con 1 è globalmente e schematicamente descritta un’apparecchiatura realizzata secondo l’invenzione per ottenere energia termica in eccesso. With reference to this figure, with 1 is globally and schematically described an equipment made according to the invention to obtain excess thermal energy.

L’apparecchiatura 1 comprende essenzialmente un reattore 5 nel quale avviene una reazione di fusione nucleare a freddo in accordo con il metodo della seguente invenzione. The equipment 1 essentially comprises a reactor 5 in which a cold nuclear fusion reaction takes place in accordance with the method of the following invention.

Detto reattore 5 comprende un supporto 2 avente combinate caratteristiche di buon isolamento elettrico e buona conducibilità termica. Said reactor 5 comprises a support 2 having combined characteristics of good electrical insulation and good thermal conductivity.

Ad esempio, il supporto 2 può essere un substrato di carburo di silicio o di diamante sintetico. Nulla vieta però di utilizzare allo scopo altri materiali e, ad esempio, un substrato semiconduttore. For example, the support 2 can be a silicon carbide or synthetic diamond substrate. However, there is nothing to prevent the use of other materials and, for example, a semiconductor substrate for this purpose.

II reattore comprende inoltre uno strato 3 metallico accoppiato al supporto 2. Lo strato 3 può essere ad esempio uno strato sottile, un film o una barretta di un materiale metallico in grado di assorbire idrogeno in quantità sufficientemente elevata. The reactor further comprises a metallic layer 3 coupled to the support 2. The layer 3 can be for example a thin layer, a film or a bar of a metallic material capable of absorbing hydrogen in a sufficiently high quantity.

Materiali metallici di questo tipo fanno parte del gruppo di metalli di transizione come ad esempio il Nichel (Ni), il Palladio (Pd) ed il Tungsteno (W). In alcuni casi, può essere utilizzato un materiale semiconduttore . Metallic materials of this type are part of the group of transition metals such as Nickel (Ni), Palladium (Pd) and Tungsten (W). In some cases, a semiconductor material may be used.

Il reattore 5 comprende anche una camera 4 di reazione che avvolge completamente lo strato 3 metallico. Una cupola 6 è vincolata al supporto 2 e delimita con esso la camera 4 di reazione. The reactor 5 also comprises a reaction chamber 4 which completely surrounds the metal layer 3. A dome 6 is attached to the support 2 and delimits the reaction chamber 4 with it.

Nella camera 4 è contenuto un materiale reattivo, ad esempio idrogeno (H2), deuterio (D2) o altri composti in grado di liberare questi due gas nelle condizioni di processo previste dal metodo secondo l’invenzione. Chamber 4 contains a reactive material, for example hydrogen (H2), deuterium (D2) or other compounds capable of liberating these two gases in the process conditions provided for by the method according to the invention.

In sostanza, nella camera 4 il materiale metallico dello strato 3 è posto in un’atmosfera ad elevato contenuto di idrogeno o, in alternativa, a contatto con un materiale in grado di rilasciare idrogeno, ad esempio nitruro di silicio deposto con tecnica PECVD. Basically, in chamber 4 the metal material of layer 3 is placed in an atmosphere with a high hydrogen content or, alternatively, in contact with a material capable of releasing hydrogen, for example silicon nitride deposited with the PECVD technique.

Alle contrapposte estremità dello strato 3 metallico sono previsti rispettivi terminali di contatto elettrico collegati ad un modulo di controllo 8 esterno alla camera 4 di reazione. Il modulo di controllo 8 può essere ad esempio un microcontrollore elettronico, di tipo integrato, destinato alla gestione dei parametri di reazione come meglio apparirà dal seguito della descrizione. At the opposite ends of the metal layer 3 there are respective electrical contact terminals connected to a control module 8 external to the reaction chamber 4. The control module 8 can be for example an electronic microcontroller, of the integrated type, intended for the management of the reaction parameters as it will become clearer from the following description.

Un sensore 9 di temperatura è alloggiato nella camera 4 di reazione e collegato al modulo di controllo 8 per monitorare la temperatura di reazione. A temperature sensor 9 is housed in the reaction chamber 4 and connected to the control module 8 to monitor the reaction temperature.

Vantaggiosamente, secondo l’invenzione, l’apparecchiatura 1 comprende anche un convertitore 11 termoelettrico associato al supporto 2 per prelevare energia termica prodotta in eccesso dalla reazione di fusione nucleare a freddo. Advantageously, according to the invention, the equipment 1 also comprises a thermoelectric converter 11 associated with the support 2 to draw excess thermal energy produced by the cold nuclear fusion reaction.

Il convertitore 11 è inserito in un percorso 12 di fluido di raffreddamento che comprende mezzi 13 per la circolazione di detto fluido, almeno un radiatore 14 e sensori 7 di temperatura collegati al modulo di controllo 8. The converter 11 is inserted in a cooling fluid path 12 which comprises means 13 for the circulation of said fluid, at least one radiator 14 and temperature sensors 7 connected to the control module 8.

Il convertitore 11 è inoltre collegato elettricamente ad un accumulatore 10 di energia elettrièa, ad esempio una batteria tampone, per consentire il prelievo di energia elettrica prodotta. L’accumulatore 10 comprende terminali 15 d'uscita collegati al modulo di controllo 8 per fornire l’energia necessaria all’avviamento ed al controllo della reazione di fusione nucleare a freddo. The converter 11 is also electrically connected to an electrical energy accumulator 10, for example a buffer battery, to allow the withdrawal of the electrical energy produced. The accumulator 10 includes 15 output terminals connected to the control module 8 to provide the energy necessary for starting and controlling the cold nuclear fusion reaction.

Per completezza di descrizione occorre notare che è previsto anche un collegamento elettrico 16 di ricircolo tra il prelievo di energia elettrica a valle del convertitore 11 e l’alimentazione elettrica ai terminali dello strato 3 metallico, sotto il controllo del modulo di controllo 8. For completeness of description it should be noted that there is also an electrical connection 16 for recirculation between the withdrawal of electricity downstream of the converter 11 and the power supply to the terminals of the metal layer 3, under the control of the control module 8.

Il metodo secondo la presente invenzione propone di utilizzare una prima quantità in forma solida di un primo materiale atto ad assorbire idrogeno, ad esempio lo strato 3 conduttore o semiconduttore, per generare energia termica in eccesso sulla base di una. reazione di fusione nucleare a freddo. The method according to the present invention proposes to use a first quantity in solid form of a first material suitable for absorbing hydrogen, for example the conductive or semiconductor layer 3, to generate excess thermal energy on the basis of one. cold nuclear fusion reaction.

Come già detto in precedenza, come primo materiale si può scegliere tra: palladio, titanio, platino, nichel, leghe di questi, e qualsiasi altro materiale conduttore o semiconduttore che evidenzia tale proprietà di assorbimento d’idrogeno. As already mentioned above, as the first material you can choose between: palladium, titanium, platinum, nickel, alloys of these, and any other conductor or semiconductor material that shows this hydrogen absorption property.

Il metodo secondo l’invenzione prevede inoltre l’impiego di una The method according to the invention also provides for the use of a

seconda quantità di un secondo materiale atto a rilasciare idrogeno in second quantity of a second material capable of releasing hydrogen in

forma gassosa o ionica. L’idrogeno viene posto a contatto almeno in gaseous or ionic form. Hydrogen is placed in contact at least in

parte con detta prima quantità nella camera 4 di reazione. starts with said first quantity in the reaction chamber 4.

Nel caso in cui si utilizzi il Nichel, la prima quantità viene <' >inizialmente riscaldata almeno finché abbia superato una In the case where Nickel is used, the first quantity is <'> initially heated at least until it has passed one

predeterminata temperatura. Questo riscaldamento iniziale può anche predetermined temperature. This initial warm-up can also

essere causato dall'ambiente in cui le due quantità si trovano nella be caused by the environment in which the two quantities are found in the

camera 4 di reazione. reaction chamber 4.

Normalmente, fornendo una predeterminata quantità di energia Normally, providing a predetermined amount of energy

proveniente da un alimentatore esterno, ad esempio l’accumulatore 10, coming from an external power supply, for example the accumulator 10,

è possibile portare il reattore nelle condizioni di temperatura, pressione, it is possible to bring the reactor in the conditions of temperature, pressure,

polarizzazione elettrica e quant’altro per concentrare idrogeno o suoi electrical polarization and so on to concentrate hydrogen or its

composti (D, T) all’interno dello strato 3. compounds (D, T) within layer 3.

Nel caso del Nichel il riscaldamento iniziale provoca nella prima In the case of nickel, the initial heating causes the former

quantità un più facilitato assorbimento d'idrogeno, che può essere quantity a more facilitated absorption of hydrogen, which can be

ulteriormente favorito da un’opportuna disposizione dei materiali e della further favored by an appropriate arrangement of materials and

fonte di energia termica. source of thermal energy.

Vale la pena di rammentare che l'idrogeno, che rappresenta il It is worth remembering that hydrogen, which represents the

combustibile di fusione, non può sfuggire facilmente nei materiali solidi fusion fuel, cannot easily escape into solid materials

ed il limite di temperatura di funzionamento è molto elevato e and the operating temperature limit is very high e

corrisponde alla fusione del materiale in forma solida in cui l’idrogeno è corresponds to the fusion of the material in solid form in which the hydrogen is

intrappolato. trapped.

Gli esperimenti condotti presso la Richiedente hanno dimostrato The experiments conducted at the Applicant have shown

che confinando l’idrogeno all’interno della matrice cristallina della prima quantità di materiale metallico, si può attivare un aumento di temperatura di tutta la struttura metallica ottenendo sostanzialmente un’amplificazione dell’energia in ingresso. L’attivazione di questo repentino aumento di temperatura viene resa possibile da una predeterminata quantità di energia elettrica fornita al reattore dall’estemo. that by confining the hydrogen within the crystalline matrix of the first quantity of metal material, it is possible to activate a temperature increase of the entire metal structure, substantially obtaining an amplification of the input energy. The activation of this sudden temperature increase is made possible by a predetermined amount of electricity supplied to the reactor from outside.

Più in particolare, al materiale in cui avviene la reazione (lo strato 3) viene applicata una serie di impulsi di corrente ad elevata densità in modo da raggiungere le condizioni di innesco di una catena di reazioni nucleari a bilancio esotermico. More specifically, a series of high-density current pulses is applied to the material in which the reaction takes place (layer 3) in order to reach the trigger conditions of a chain of exothermic balance nuclear reactions.

In sostanza, se nella matrice dello strato 3 vi è una concentrazione di idrogeno sufficientemente elevata, applicando impulsi di corrente tali da portare la densità di corrente a valori prossimi a 10^ Ampere per centimetro quadro, vengono attivate reazioni di fusione nucleare a freddo con bilancio esotermico. Basically, if in the matrix of layer 3 there is a sufficiently high concentration of hydrogen, by applying current pulses such as to bring the current density to values close to 10 ^ Ampere per square centimeter, cold nuclear fusion reactions are activated with balance exothermic.

Agendo inoltre sull’intensità e sulla frequenza degli impulsi di corrente elettrica alimentati allo strato 3 di materiale metallico è possibile ottenere una maggiore o minore regolazione deiramplificazione di energia. Furthermore, by acting on the intensity and frequency of the electric current pulses fed to the layer 3 of metal material, it is possible to obtain a greater or lesser regulation of the energy amplification.

Gli esperimenti condotti presso la Richiedente portano a ritenere che nello strato 3 di materiale conduttore o semiconduttore avvenga una grande produzione di energia termica derivante da reazioni nucleari anche con una quantità esigua di materiale. The experiments carried out by the Applicant lead to believe that in the layer 3 of conductive or semiconductor material a large production of thermal energy deriving from nuclear reactions occurs even with a small quantity of material.

In una forma preferita di realizzazione lo strato metallico 3 viene conformato a serpentina, come mostrato schematicamente in figura 3, e questa particolare conformazione consente di combinare tra loro gli effetti dovuti all’elevata densità di corrente con quelli dovuti al campo magnetico. In a preferred embodiment, the metal layer 3 is shaped like a serpentine, as shown schematically in figure 3, and this particular conformation allows you to combine the effects due to the high current density with those due to the magnetic field.

Infatti, il campo magnetico può indurre un aumento della sezione d’urto dell’interazione di particelle dotate di momento magnetico. In fact, the magnetic field can induce an increase in the cross section of the interaction of particles with magnetic moment.

Tuttavia, prove sperimentari effettuate in assenza di campo magnetico dimostrano comunque l’efficacia della sola densità di corrente. However, experimental tests carried out in the absence of a magnetic field still demonstrate the effectiveness of the current density alone.

Per migliorare la resa dell’apparecchiatura si può corredare la camera 4 di reazione con un circuito magnetico 20 orientato come mostrato ad esempio in figura 3 in modo da avere un ulteriore positivo effetto sul tasso di reazione. To improve the performance of the equipment, the reaction chamber 4 can be equipped with a magnetic circuit 20 oriented as shown for example in Figure 3 in order to have a further positive effect on the reaction rate.

In sostanza, nel reattore 5 viene generata energia termica in eccesso a causa di una reazione di fusione nucleare; di conseguenza, senza un opportuno controllo di questa reazione, la prima quantità di materiale continuerebbe a riscaldarsi sempre più provocando una fusione delle parti componenti il reattore. Basically, in the reactor 5 excess thermal energy is generated due to a nuclear fusion reaction; consequently, without an appropriate control of this reaction, the first quantity of material would continue to heat up more and more causing a fusion of the component parts of the reactor.

La stima del calore prodotto nel reattore dimostra la natura non chimica della reazione. The estimate of the heat produced in the reactor demonstrates the non-chemical nature of the reaction.

Dato l’enorme divario tra energia di tipo chimico ed energia di tipo nucleare, con l’apparecchiatura secondo l’invenzione si possono \ Given the huge gap between chemical energy and nuclear energy, with the equipment according to the invention it is possible to \

realizzare generatori di energia particolarmente compatti, ecologici e non radioattivi. create particularly compact, ecological and non-radioactive energy generators.

Vediamo ora più in dettaglio il metodo su cui si basa l’invenzione. Se ci si affidasse al solo movimento spontaneo degli elettroni attorno ai nuclei atomici del materiale metallico assorbente idrogeno ciò comporterebbe un’insufficiente generazione di energia termica. Let's now see in more detail the method on which the invention is based. If we relied only on the spontaneous movement of electrons around the atomic nuclei of the hydrogen-absorbing metal material, this would result in insufficient generation of thermal energy.

Per ovviare a questo inconveniente, è opportuno fare in modo che almeno parte della prima quantità venga sottoposta ad un flusso di corrente elettrica tale da favorire l’interazione tra gli elettroni e gli atomi del reticolo metallico e i protoni (idrogeno ionizzato) collocati tra essi. To overcome this drawback, it is appropriate to ensure that at least part of the first quantity is subjected to a flow of electric current such as to favor the interaction between the electrons and the atoms of the metal lattice and the protons (ionized hydrogen) placed between them.

A differenza delle apparecchiature di tipo noto, l’invenzione prevede che il materiale metallico o semiconduttore dello strato 3 venga collegato elettricamente al modulo di controllo 8 per ricevere un’alimentazione in corrente che porta detto materiale in condizioni operative e, attraverso un controllo dell’energia prodotta, è suscettibile di ricevere impulsi tali da innescare una sorta di controreazione per mantenere condizioni ottimali di esercizio agendo sull’energia in ingresso. Unlike known equipment, the invention provides that the metallic or semiconductor material of the layer 3 is electrically connected to the control module 8 to receive a current supply which brings said material to operating conditions and, through a control of the energy produced, is capable of receiving such impulses as to trigger a sort of feedback to maintain optimal operating conditions by acting on the input energy.

In sostanza, man mano che aumenta il tasso di reazioni per effetto dell’assorbimento di idrogeno, l’aumento di temperatura viene rilevato dal sensore 9 ed il modulo di controllo 8 agisce in retroazione sull’intensità o sulla frequenza degli impulsi di corrente alimentati al reattore 5 al fine di mantenere costante la temperatura di reazione. Basically, as the reaction rate increases due to the hydrogen absorption, the temperature increase is detected by the sensor 9 and the control module 8 acts in feedback on the intensity or frequency of the current pulses fed to the reactor 5 in order to keep the reaction temperature constant.

II numero di reazioni è legato in maniera non lineare alla densità di corrente in quanto l’innesco della produzione di energia porta il sistema ad aumentare il numero degli eventi utili. L’amplificazione dell’energia tende ad aumentare fino ad un valore stimato di almeno 10 volte. Il modulo di controllo 8 consente di ridurre e/o regolare il numero di eventi utili fino a raggiungere un equilibrio richiesto per ricavare una potenza d’uscita pressoché costante. The number of reactions is linked in a non-linear manner to the current density as the triggering of energy production leads the system to increase the number of useful events. The energy amplification tends to increase up to an estimated value of at least 10 times. The control module 8 allows you to reduce and / or adjust the number of useful events until you reach a balance required to obtain an almost constant output power.

Inoltre, se l'energia termica generata non venisse opportunamente asportata del convertitore 1 1 e dal percorso di fluido 12, la temperatura del reattore 5 continuerebbe a salire fino alla fusione e distruzione della apparecchiatura. Invece, tramite l’invenzione risulta vantaggiosamente possibile controllare l'energia termica generata attraverso un controllo dell’intensità o della frequenza degli impulsi di corrente applicata agli elettrodi dello strato 3 metallico di reazione. Furthermore, if the thermal energy generated were not appropriately removed from the converter 11 and from the fluid path 12, the temperature of the reactor 5 would continue to rise until the melting and destruction of the equipment. Instead, through the invention it is advantageously possible to control the thermal energy generated by controlling the intensity or frequency of the current pulses applied to the electrodes of the reaction metal layer 3.

Attraverso l’arresto del flusso di corrente è possibile ridurre il tasso di generazione di energia termica che può essere poi del tutto inibito estraendo con il circuito di raffreddamento l’eventuale energia termica residua. By stopping the flow of current it is possible to reduce the rate of thermal energy generation which can then be completely inhibited by extracting any residual thermal energy with the cooling circuit.

Infatti, scopo finale dell’invenzione è quello di produrre energia in modo controllato. In fact, the final purpose of the invention is to produce energy in a controlled way.

In questo contesto, è estremamente importante che la concentrazione di idrogeno nél materiale conduttore, in termini di atomi per centimetro cubo, sia sufficiente a dar origine ad un numero apprezzabile di fenomeni di fusione per unità di volume. In this context, it is extremely important that the concentration of hydrogen nor the conductive material, in terms of atoms per cubic centimeter, is sufficient to give rise to an appreciable number of fusion phenomena per unit of volume.

Nel caso di un conduttore come il nichel situato su una sorgente solida che rilascia idrogeno, come ad esempio il nitruro di silicio depositato con tecnica PECVD, si ha per il nitruro una concentrazione di circa 10^2 atomi per centimetro cubo di idrogeno. Essendo la concentrazione atomica del nichel pari a 9 per 10^2^ se si prevede di caricare il Nichel con un rapporto H/Ni = 1/ 1, il nitruro dovrà avere uno spessore pari a 9 volte quello del Nichel. In the case of a conductor such as nickel located on a solid source that releases hydrogen, such as silicon nitride deposited with the PECVD technique, the nitride has a concentration of about 10 ^ 2 atoms per cubic centimeter of hydrogen. Since the atomic concentration of nickel is equal to 9 times 10 ^ 2 ^ if it is planned to load the nickel with a ratio H / Ni = 1/1, the nitride must have a thickness equal to 9 times that of the nickel.

L'apparecchiatura per generare energia termica sopra descritta trova vantaggiosa applicazione in un reattore a fusione nucleare fredda, inteso come impianto completo in grado di generare energia per l'utilizzo umano. The apparatus for generating thermal energy described above finds advantageous application in a cold nuclear fusion reactor, intended as a complete plant capable of generating energy for human use.

Uno dei vantaggi di utilizzare in un reattore un'apparecchiatura secondo la presente invenzione è dato dal fatto che la temperatura di processo può arrivare, se desiderato, a livelli piuttosto elevati (oltre 800 gradi centigradi) e quindi il rendimento di un eventuale ciclo termodinamico di trasformazione del calore in lavoro può essere piuttosto elevato. One of the advantages of using an apparatus according to the present invention in a reactor is given by the fact that the process temperature can reach, if desired, quite high levels (over 800 degrees centigrade) and therefore the efficiency of a possible thermodynamic cycle of transformation of heat into work can be quite high.

Claims

CLAIMS 1. Method for generating thermal energy through a cold nuclear fusion reaction using at least a first material capable of absorbing hydrogen placed in an atmosphere with a high hydrogen content or in contact with another material capable of releasing hydrogen and in which it is foreseen an initial step of loading hydrogen into the first material, by means of heating, pressure or polarization, until the initiation of said reaction is reached, characterized in that a predetermined sequence of high-density current pulses is applied to said first material.

2. Method according to claim 1, characterized in that said predetermined sequence of current pulses has a variable frequency.

3. Method according to claim 1, characterized in that said current pulses have variable intensity.

4. Method according to claim 1, characterized in that the current density within said first material is of the order of million amperes per square centimeter.

5. Method according to claim 1, characterized in that it provides a constant monitoring of the reaction temperature and a consequent regulation of said sequence of current pulses.

6. Method according to claim 1, characterized in that it provides for a storage of at least a portion of said thermal energy through a thermoelectric conversion.

7. Apparatus for generating thermal energy comprising: • a reaction chamber (4) containing at least one first material (3) in solid form capable of absorbing hydrogen in an atmosphere with a high hydrogen content; And • means for charging hydrogen into the first material, by heating, pressure or polarization; characterized by further understanding: Means for applying to said first material (3) a predetermined sequence of high density current pulses.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that it comprises a temperature sensor in said reaction chamber (4) and an electronic controller (8) for driving said means for applying the predetermined sequence of pulses to said first material (3) current as a function of the detected temperature.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that it comprises a support {2) for said first material (3) and a thermoelectric converter (11) coupled to said support (2) to store at least a portion in an accumulator (10) of said thermal energy in the form of electrical energy.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that said electronic controller (8) is connected in feedback between the output of the converter (11) and said means for applying to said first material (3) the predetermined sequence of current pulses .

11. Apparatus according to claim 7, characterized in that the internal current density of said first material is of the order of million amperes per square centimeter.

Cold nuclear fusion reactor comprising at least one apparatus for generating thermal energy according to any one of claims 7 to 11.