ITRM20060524A1 - Apparecchiature e procedimento per la produzione di neutroni mediante ultrasuoni e cavitazione di sostanze - Google Patents

Description

"Apparecchiatura e procedimento per la produzione di neutroni mediante ultrasuoni e cavitazione di sostanze".

Campo dell'invenzione

La presente invenzione riguarda un'apparecchiatura e un procedimento per la produzione di neutroni a partire da elementi stabili mediante insonazione o sonicazione per mezzo di un trasduttore elettromeccanico. Le dosi dei neutroni generati con l’apparecchiatura e il procedimento secondo l’invenzione non sono né letali né pericolose per gli esseri viventi.

Sono note nel settore genericamente le reazioni nucleari esotermiche ed endotermiche, oltre alle cosiddette LENR (Low Energy Nuclear Reactions) cioè reazioni nucleari a bassa energia e tutte sono volte ad ottenere nuovi fenomeni a livello nucleare, se si impiega per la loro produzione una sorgente di eccitazione che sfrutti il fenomeno della cavitazione.

Arte nota

La cavitazione è il fenomeno ben noto per cui in un liquido, a seguito dell’applicazione di energia meccanica, si formano bolle a livello sostanzialmente microscopico che subiscono un fenomeno di implosione con energia relativamente elevata.

Le tecniche di cavitazione mediante ultrasuoni sono state rivolte a molti aspetti della fisica di cui uno importante è la fusione attraverso il collasso di bolle da cavitazione (US 2005/0135532 A1). Questo brevetto descrive la produzione di energia sotto forma di radiazione neutronica utilizzabile. Tuttavia l’energia somministrata e non solo sotto forma di cavitazione, ma anche di radiazione, e remissione di neutroni avviene in presenza e mediante l’utilizzo di radiazione di tipo neutronico. Il dispositivo impiegato comprende ima camera sigillata con ambiente a pressione inferiore a quella atmosferica per facilitare l’ebollizione del liquido utilizzato, costituito da acqua e composti deuterati. Le bolle così prodotte vengono fatte collassare con l’ausilio non solo della cavitazione prodotta da ultrasuoni, ma anche di neutroni esterni che, colpendo i nuclei di deuterio, provocano la produzione di trizio e ulteriori neutroni. Il processo quindi si basa sull’utilizzo di una fonte esterna di neutroni che irraggiano un composto deuterato e necessita di schermature opportune con lastre di berillio per accrescere l’efficienza e soprattutto la sicurezza del processo.

Era quindi sentita l’esigenza di produrre energia neutronica in modo e con un sistema sicuro per gli esseri viventi.

E’ stato ora trovato un modo per realizzare un’apparecchiatura e un procedimento per la produzione di neutroni a partire da materiali completamente stabili dal punto di vista delle reazioni nucleari che supera gli inconvenienti dell’arte nota.

Sommario dell' invenzione

Costituisce pertanto oggetto della presente invenzione una apparecchiatura che consente di generare radiazione neutronica in dose non pericolosa per gli esseri viventi e che comprende un generatore di ultrasuoni associato ad un elemento meccanico, denominato nel settore sonotrodo, che è in grado di operare per periodi di tempo prolungati a potenza elevata senza degrado temporaneo o permanente della sua struttura.

Altro oggetto dell’invenzione è un procedimento per la produzione di neutroni a partire da materiali in fase liquida, quali composti di ferro in soluzione acquosa che utilizza l’apparecchiatura di cui sopra. Il procedimento avviene a pressione atmosferica in ambiente aperto e quelle che vengono fatte implodere sono le bolle naturalmente presenti nella soluzione, inoltre la produzione di neutroni viene realizzata per via esclusivamente acustica.

Ulteriori oggetti dell'invenzione risulteranno chiari dalla descrizione che segue presa in considerazione unitamente ai disegni allegati.

Le caratteristiche dell’invenzione sono indicate nella parte precaratterizzante e caratterizzante delle rivendicazioni allegate.

Breve descrizione delle figure

La presente invenzione verrà ora descritta facendo riferìmento per la parte elettromeccanica alle figure dei disegni allegati, in cui:

La Figura 1 mostra una vista schematica in sezione della parte principale del dispositivo per la produzione di ultrasuoni e del sonotrodo;

La Figura 2 mostra una vista parziale, schematica, in sezione di una disposizione di raffreddamento del sonotrodo di Figura 1;

La Figura 3 mostra una vista schematica dell’apparecchiatura per la produzione di neutroni che utilizza il generatore di ultrasuoni schematizzato nelle Figure 1 e 2.

La Figura 4 mostra in grafico i risultati degli esperimenti condotti secondo la presente invenzione.

Le Figure da 5 a 15 mostrano graficamente e fotograficamente risultati reali e comparativi del procedimento secondo l’invenzione.

Descrizione dettagliata dell'invenzione Sono ben noti nello stato della tecnica dispositivi per la saldatura ad ultrasuoni comprendenti una catasta o “stack” di trasduttori piezoelettrici costituiti da diselli impilati di materiale ceramico.

Questi dispositivi per saldatura a ultrasuoni sono utilizzati per vari scopi tra cui la saldatura di fogli di plastica e simili e sono normalmente costruiti in modo da operare per il brevissimo periodo di tempo necessario per riscaldare la plastica e provocarne la fusione parziale localizzata e quindi la saldatura.

La successiva attivazione del dispositivo di saldatura ad ultrasuoni avviene dopo svariati secondi, necessari perchè l'opera tore possa collocare un nuovo pezzo in lavorazione. In questo modo di operare, i trasduttori piezoelettrici hanno il tempo di raffreddarsi, cioè operano con un "duty cycle" molto basso.

Questo aspetto è rilevante in quanto i materiali piezoelettrici che convertono energia elettrica in energia meccanica ad ultrasuoni presentano variazioni della loro caratteristiche in funzione della loro temperatura, che aumenta per effetti dissipativi nel loro funzionamento. In effetti l'intero complesso del saldatore, formato dai dischi piezoelettrici e dal sonotrodo, deve lavorare non oltre la frequenza di risonanza propria di tutto il complesso.

E’ bene puntualizzare che variazioni di temperatura provocano corrispondenti variazioni della frequenza di risonanza e ciò è dannoso in quanto il massimo trasferimento di energia dalla sorgente elettrica di ultrasuoni al sonotrodo e quindi al materiale sottoposto a sonicazione, è ottimizzato solo quando si lavora alla frequenza di risonanza di tutto il complesso.

Mentre ciò è di scarsa rilevanza nel caso dei saldatori a ultrasuoni che hanno un ciclo di lavoro (duty cycle) molto ridotto, assume grande importanza quando il complesso saldatore-sonotrodo deve operare in modo continuativo, anche fino a 90 minuti o più, come richiesto dal processo secondo l’invenzione.

La deriva della frequenza di risonanza dovuta all'aumento di temperatura potrebbe essere compensata mediante una variazione della frequenza dell'energia elettrica di eccitazione ma ciò comporterebbe una eccessiva complicazione della costruzione del generatore di energia elettrica e frequenza ultrasonica.

Sotto questo aspetto è da notare che le potenze in gioco sono relativamente elevate, in un intervallo tipico da 10 a 2000 Watt, preferibilmente da 50 a 500 Watt, più preferibilmente da 100 a 150 Watt.

E' da notare inoltre che un eccessivo riscaldamento delle ceramiche piezoelettriche potrebbe comportare il pervenire a temperature per cui per effetto Curie si perderebbe la polarizzazione della ceramica e praticamente la loro distruzione dal punto di vista dell’attività piezoelettrica.

La soluzione a questo problema è stata trovata mettendo a punto il dispositivo trasduttore a ultrasuoni secondo l’invenzione ed è indicata in particolare in riferimento alle Figure 1 e 2 dei disegni allegati.

Con riferimento alla Figura 1, il dispositivo trasduttore a ultrasuoni comprende un sonotrodo 100 troncoconico o preferibilmente a profilo esponenziale.

Il sonotrodo è preferibilmente realizzato in metalli, come per esempio Titanio o Ferro, o leghe metalliche, incluse quelle anticavitazione, o acciaio, quale ad esempio lacciaio AISI 304, e sottoposto a levigatura spinta o lappatura.

Questa parte è destinata a essere immersa, come si vedrà in seguito, nel liquido in cui viene prodotta la reazione.

Il sonotrodo 100 è meccanicamente collegato ad una parte di accoppiamento sagomato o "booster" che serve ad aumentare l'ampiezza delle oscillazioni meccaniche ad ultrasuoni.

I componenti 100 e 101 sono meccanicamente accoppiati ad un involucro 102 del convertitore da energia elettrica a energia meccanica ad ultrasuoni. Con 103 e 104 sono rispettivamente indicati dischi o elettrodi di materiali elettricamente conduttori e dischi di ceramica piezoelettrica. In 105 sono indicati i conduttori per ralimentazione di energia elettrica in corrente alternata e per la produzione di oscillazioni a frequenza ultrasonica; cioè preferibilmente nell'intervallo tra 10 e 30 kHz, intervallo entro il quale cade la frequenza propria di risonanza di tutto il complesso trasduttore elettromeccanico.

L'involucro 102, è sostanzialmente a chiusura stagna ad eccezione di due raccordi 106 e 107, rispettivamente per l'immissione di aria di raffreddamento e per lo scarico di questa.

In 108 è indicata una vite di vincolo dell'elemento 101 al resto del complesso. Passando ora alla Figura 2, viene illustrata una disposizione di raffreddamento per il "Booster" 101 ed il sonotrodo 100.

La disposizione di raffreddamento comprende un condotto 203 per l’applicazione di aria compressa preraffreddata, preferibilmente privata di umidità dopo la compressione, che viene raccordato in 203a, 203b, 203c ad elementi anulari cavi che circondano il sonotrodo 100 ad una certa distanza dalla sua superficie esterna.

Gli elementi 204 sono muniti circonferenzialmente di ima fenditura 204a, 204b, 204c per soffiare aria contro il sonotrodo 100.

Ε' da notare che questa disposizione è particolarmente efficace in quanto l'aria compressa applicata attraverso il condotto 203, nel fuoriuscire attraverso le aperture 204a, 204b, 204c, subisce una espansione adiabatica che abbassa ulteriormente la temperatura dell'aria migliorando l'efficienza di raffreddamento.

Con riferimento alla Figura 3 verrà ora descritta una realizzazione preferita di un’attrezzatura sperimentale per la verifica dell'effetto di produzione di neutroni mediante cavitazione indotta da ultrasuoni.

Come si nota in Figura 3, è previsto un supporto 301 per sorreggere un rivelatore di neutroni 303c.

In 302 è indicato un supporto per una camera di cavitazione 304, contenente il liquido nel quale si produce la cavitazione e avviene la reazione nucleare. Rivelatori di neutroni sono indicati in 303a, 303b.

I rivelatori di neutroni 303a, 303b e 303c sono preferibilmente rivelatori termodinamici di neutroni del tipo posto in commercio sotto la denominazione "Defender XL<®>" prodotti dalla BTI (Bubble Technologies Industries) con sede legale e stabilimenti di produzione in Canada.

In 305 è indicato il liquido di reazione sottoposto a cavitazione.

In 306 è indicato il condotto di raffreddamento ad aria per amplificatore e sontrodo.

In 307 è indicata la connessione al condotto dell'aria di raffreddamento in ingresso.

In 308 è indicata lalimentazione in frequenza alternata alla frequenza 10 ÷ 30 kHz.

In 309 è indicato il convertitore di oscillazioni elettriche in oscillazioni meccaniche.

In 310 è indicato lamplificatore "booster"

In 311 è indicato il sonotrodo tronco conico o a profilo esponenziale.

In 312 è indicato un rivelatore Geiger destinato alla misura di radiazioni ionizzanti α e β.

In 313 è indicato un rivelatore Geiger destinato alla misura di radiazioni ionizzanti γ.

Il complesso sonotrodo più camera di cavitazione viene definito reattore piezonucleare, ove per "piezonucleare" si intende il fenomeno di generare reazioni nucleari catalizzate da onde di pressione e con il termine "catalizzato" si intende che opportuni valori della potenza, della frequenza e della durata di applicazione delle onde di pressione possono superare la soglia minkowskiana di energia delle forze nucleari.

Si passa ora alla descrizione del processo mediante il quale vengono emessi neutroni. Il processo consiste nella cavitazione per mezzo della macchina descritta sopra di materiale in soluzione, preferibilmente una soluzione acquosa contenente ferro, come ad esempio nitrato o cloruro ferrico.

L’esperto del ramo, attraverso le proprie conoscenze e le indicazioni fornite dalla presente descrizione, è in grado di individuare le condizioni operative per condurre il processo con differenti materiali e soluzioni. 11 processo può infatti essere applicato ad altri elementi solubili ed altri tipi di solventi, oltre all’acqua e i sali di ferro.

E’ stato verificato che quanto maggiore è la concentrazione della soluzione, tanto maggiore è la dose di neutroni prodotti, come illustrato nei grafici di Figura 15, ove si passa da 0 ppm a 10 ppm di Ferro. In ascissa di ciascuno dei grafici (Figure 15A, B, C, A’, B’, C<*>) è indicato il tempo in minuti, in ordina la dose di neutroni prodotti in unità di nSv (nanoSievert).

Una volta riempita la camera di cavitazione con la soluzione nella quale far avvenire il processo, si immerge in essa il sonotrodo. L'affondamento della punta nella soluzione verrà scelto in modo tale da avere la massima efficienza di trasmissione di ultrasuoni ai fini del processo di produzione di neutroni. Si fa presente che in generale maggiore è l'affondamento del sonotrodo nella soluzione, maggiore è il trasferimento di potenza ultrasonica.

Ai fini dell’efficienza del processo è anche necessario tener presente la distanza delle pareti del reattore dal sonotrodo ed in particolare la conformazione del fondo di quest'ultimo. E’ infatti opportuno che il fondo del reattore sia conformato in modo da massimizzare la riflessione delle onde di pressione emesse dal sonotrodo. In tal senso quindi diventa necessario scegliere con cura l'immersione del sonotrodo per far sì che nella parte centrale del reattore, la zona cioè compresa tra l'estremità immersa del sonotrodo e il fondo della camera di cavitazione, le onde dirette emesse dal sonotrodo e quelle riflesse dal fondo siano in fase così da massimizzare l'efficienza dei fenomeni di cavitazione che producono le emissioni di neutroni. Preferibilmente l’immersione varia da 1/5 a 1/10 della dimensione massima della camera di cavitazione.

Una volta predisposta la punta all'interno del reattore, si avvia un compressore che inizia a far circolare l'aria all'interno del circuito di raffreddamento per inviarla, una volta raffreddata, all'interno del convertitore e intorno al booster e al sonotrodo in modo da mantenere costante la frequenza di risonanza del sistema convertitore -booster-sonotrodo.

Viene quindi impostata sul generatore l'ampiezza della vibrazione ultrasonica con cui si vuole irraggiare la soluzione.

L'ampiezza, che può variare nell'intervallo tra 10 e 50 μιη, preferibilmente tra 20 e 30 μm, può essere scelta dal pannello frontale del generatore e può andare da un minimo pari al 50% dell'ampiezza massima del fenomeno fino al 100%. Nelle condizioni tipiche di immersione il trasferimento di potenza nella soluzione può variare nell’intervallo da 10 a 1000 Watt, preferibilmente da 50 a 500 Watt, più preferibilmente da 100 a 150 Watt. Un volta impostata l'ampiezza, si avvia la cavitazione della soluzione. La cavitazione avrà una durata che è funzione del raggiungimento del limite minkowskiano delle interazioni nucleari, che va da 50 a 500 GeV ad esempio dell’ordine di 60 minuti o più, preferibilmente 90 minuti o più.

La temperatura a cui viene fatta iniziare la cavitazione è la temperatura alla quale la soluzione è in fase liquida. Nel caso di liquidi acquosi la temperatura sarà compresa nell'intervallo 0-80°C.

La radiazione neutronica così prodotta è composta da neutroni sia epitermici che veloci e, opportunamente indirizzata mediante schermature, può essere utilizzata anche per scopi scientifici quali ad esempio studio di materiali e modificazioni di materiafi mediante reazioni neutrone/nucleo.

I vantaggi del processo secondo l’invenzione seno i seguenti: • La dose della radiazione neutronica generata non è né pericolosa né tantomeno letale per gli essere viventi;

• la generazione di neutroni avviene senza la necessità di fornire reazioni nucleari ad elevata energia dall’esterno, ma solamente impiegando onde sonore;

• la generazione di neutroni avviene in assenza di produzione di radiazioni ionizzanti (radiazione gamma), la verìfica, come anche indicato negli esempi, è stata effettuata mediante rivelatori opportuni (geiger, lastre di poficarbonato CR39);

• la radiazione neutronica viene prodotta in ambiente atmosferico e le bolle che intervengono nei fenomeni generanti tale radiazione sono quelle naturalmente presenti nel liquido utilizzato; • il materiale impiegato, contenuto nella camera di cavitazione, non è radioattivo, genera neutroni solo sotto l'effetto delle onde di pressione e quando cessa tale effetto cessa anche remissione di neutroni ed il materiale rimane non radioattivo, con l’evidente vantaggio della maggior sicurezza degli operatori;

• l’apparecchiatura secondo l’invenzione costituisce sostituzione del reattore nucleare a fissione, producendo risultati analoghi, sfruttabili dall’industria nucleare esistente, con l’ulteriore vantaggio di dover consumare all’origine solo sostanze non radioattive ed energia elettromeccanica.

Gli esempi seguenti servono ad illustrare l’invenzione e non sono da considerare limitativi della portata della stessa,

Esempi

In quanto segue vengono illustrati in dettaglio, facendo riferimento sia a grafici sia a fotografie di rivelatori di neutroni (Figure 4-15), i risultati che si ottengono con l’apparecchiatura secondo la presente invenzione. Con "bianco" vengono identificate le prove di confronto che indicano l’assenza dell’applicazione di ultrasuoni.

Esempio 1

Il processo consiste nella cavitazione per mezzo della macchina descritta nelle Figure 1-3 di 250 o 500 mi una soluzione acquosa contenente ferro.

Si prende quindi una bottiglia vuota, che funge da camera di cavitazione, della capacità di 250 mi di vetro pyrex o duran a seconda della concentrazione della soluzione che si vuole cavitare, si aggiunge una data quantità di soluzione standard da 1000 ppm di cloruro di ferro in acido cloridrico o di soluzione standard da 1000 ppm di ferro in acido nitrico e si porta il tutto a 250 ml con acqua bidistillata deionizzata.

Sono stati fatti esperimenti con soluzioni contenenti 0 ppm, oppure 1 ppm o 10 ppm di Fe<3+>(Figure 15A, 15B, 15C e Figure 16A’, 15B’, 15C’). Nel primo caso la quantità di standard è pari a 250 μl, portati a 250 ml con acqua bidistillata deionizzata, nel secondo caso la quantità di standard paria a 2500 μl, portati a 250 mi con acqua bidistillata deionizzata. Nel caso di una concentrazione di 1 ppm nella soluzione sono presenti 4.5 10<-6>moli di ferro mentre nel caso di una concentrazione di 10 ppm il numero di moli presenti in soluzione sono ovviamente 4.5 10<-5>.

Una volta riempita la bottiglia, si immerge il sonotrodo nella soluzione. L'affondamento della punta nella soluzione deve essere scelto in modo tale da aver la massima efficienza di trasmissione di ultrasuoni ai fini del processo di produzione di neutroni. Si fa presente che in generale maggiore è l'affondamento del sonotrodo nella soluzione, maggiore è il trasferimento di potenza ultrasonica. Tuttavia, è necessario in questo caso tener presente anche la presenza delle pareti della bottiglia ed in particolar modo il fondo di quest'ultima. La bottiglia è stata scelta in modo tale che il fondo fosse il più adeguato possibile per la riflessione delle onde di pressione emesse dal sonotrodo. In tal senso quindi diventa necessario scegliere con cura l'immersione del sonotrodo per far sì che nella parte centrale della bottiglia, compresa tra l'estremità del sonotrodo e il fondo della bottiglia, le onde dirette emesse dal sonotrodo e quelle riflesse dal fondo siano in fase così da massimizzare l'efficienza di cavitazione causa delle emissioni di neutroni. Si e lavorato con immersioni del sonotrodo che vanno da 1 centimetro a 10 centimetri.

Una volta predisposta la punta all'interno della bottiglia con l'affondamento scelto, si avvia un compressore che inizia a far circolare aria all'interno del circuito che la raffredda e da cui una volta raffreddata, viene inviata all'interno del convertitore e intorno al booster e al sonotrodo.

Viene quindi impostata sul generatore l'ampiezza della vibrazione ultrasonica con cui si vuole irraggiare la soluzione. L'ampiezza, selezionata sul pannello frontale del generatore è stata scelta in 50% e 70% dell'ampiezza massima (che è pari a 30 μm). Nelle condizioni di immersione suddette il trasferimento di potenza nella soluzione è stato di 100 Watt e di 130 Watt, con energie rispettivamente di 0.54 MJoule e 0.70 MJoule. Un volta impostata l'ampiezza si avvia la cavitazione della soluzione. La cavitazione ha una durata di 90 minuti durante i quali la misura dei neutroni viene eseguita mediante rivelatori termodinamici di neutroni costituiti da un fluido in condizioni prossime all'ebollizione che, se viene colpito da neutroni in un intervallo di energia compreso tra i 10 KeV e i 15 MeV, entra in ebollizione e forma quindi delle bolle ben visibìli ad occhio nudo all'interno del rivelatore. Il numero di bolle è proporzionale alla dose neutronica emessa. La formazione delle bolle, e quindi l'aumento del loro numero, può avvenire o in modo lineare o in modo non lineare con il tempo. Sono stati utilizzati 5 rivelatori di neutroni del tipo predetto di cui alcuni non visibili nelle Figure 5-14, di cui due disposti orizzontalmente accanto alla bottiglia in posizioni diametralmente opposte a cui avviene la cavitazione. Il terzo rivelatore è disposto orizzontalmente sotto la bottiglia lungo una retta parallela a quelle lungo cui giacciono i primi due rivelatori. Questo rivelatore è perpendicolare all'asse del sonotrodo. Gli ultimi due rivelatori sono disposti verticalmente e quindi paralleli al sonotrodo ad una distanza di circa 10 centimetri. Essi sono circondati da 2.5 centimetri di materiale sensibile ai neutroni: in particolare polvere di boro (un assorbitore di neutroni) per l'uno e polvere di carbonio (un moderatore di neutroni) per l'altro. Quindi i primi due rivelatori non sono schermati, ossia non è presente alcun tipo di assorbitore o di moderatore tra la zona interna alla bottiglia dove avviene la cavitazione (in realtà è presente 1 centimetro d'acqua che funziona da moderatore e il vetro della bottiglia che è invece trasparente ai neutroni), il terzo è schermato da uno strato d'acqua di spessore pari a 10 centimetri e il quarto e il quinto, come detto, sono schermati da boro e carbonio. Si vuole precisare che le bolle presenti nei rivelatori non sono dovute agli ultrasuoni per diversi motivi. In primo luogo se fossero dovuti ad ultrasuoni le bolle nei rivelatori sarebbero concentrate in un volume ristretto del rivelatore il più possibile vicino alla sorgente di ultrasuoni, mentre invece sono distribuite in tutto il volume.

In secondo luogo, qualora gli ultrasuoni fossero la causa delle bolle nei rivelatori di neutroni, quest'ultime dovrebbero essere presenti in tutti gli esperimenti condotti. Invece si sono avute bolle soltanto negli esperimenti in cui la soluzione conteneva ferro mentre nelle prove con altri elementi non si e avuta alcuna evidenza di bolle in rivelatori dieci volte meno sensibili ai neutroni, ma parimenti sensibili agli ultrasuoni.

Dal confronto dei risultati ottenuti nei diversi esperimenti eseguiti con diverse concentrazioni e diverse ampiezze, ossia diverse potenze, emerge che la dose di neutroni prodotta aumenta con l'aumento sia dell'ampiezza dell’onda di pressione ultrasonica a parità di concentrazione sia di concentrazione a parità di ampiezza. Tutti gli esperimenti hanno avuto una durata di 90 minuti.

Esempi 2-6

Un’altra serie di esperimenti è stata condotta come appresso descritto. Il sonotrodo cavitatore ha funzionato alla frequenza di 20 kHz con una ampiezza di oscillazione alla punta di 30 μm .

Sono stati realizzati 5 esperimenti con 5 sostanze: H2Ο deionizzata bidistillata, H2O con Cloruro di Ferro FeC13, H2O con Cloruro di Alluminio A1C13, H2O con Cloruro di Litio LiCl, H2O con Nitrato di Ferro Fe(NO3)3. Ciascun esperimento è stato composto di 3 cavitazioni con soglia fissata a Emax= 1000 J della durata di 30 minuti ciascuna, eseguite in successione, per un totale di 15 prove sperimentali più una supplementare per il caso H2O con Nitrato di Ferro sopra soglia Emax> 1000 J, durata 30 minuti.

Sono state eseguite misure di radiazioni neutroniche con rivelatori passivi a liquido sovrasaturo tipo Defender® della BTI e di radiazioni αβγ, βγ, γ con contatore Geiger a finestra di mica per radiazioni α, β, γ, con filtro di Alluminio di 1 mm di spessore per radiazioni β, γ e con un filtro di Alluminio di 3 mm di spessore per radiazione γ.

La radiazione neutronica, αβγ, βγ e γ misurata negli esperimenti con H2O, Cloruro di Alluminio e Cloruro di Litio è risultata compatibile con la radiazione di fondo.

La radiazione αβγ, βγ e γ misurata negli esperimenti con Cloruro di Ferro e Nitrato di Ferro è risultata compatibile con la radiazione di fondo.

La radiazione neutronica misurata nell’esperimento con Cloruro di Ferro risultata incompatibile con il fondo e superiore ad esso.

La radiazione neutronica misurata nell’esperimento con Nitrato di Ferro è risultata compatibile con il fondo.

La radiazione neutronica misurata nell’esperimento con Nitrato di Ferro, prova supplementare da 30 minuti sopra soglia Emax> 1000 J, è risultata incompatibile con il fondo e superiore ad esso.

E’ possibile concludere dai risultati negativi degli esperimenti con H2O, Cloruro di Alluminio e Cloruro di Litio che le emissioni di neutroni registrate non sono dovute ad H2O ed al Cloro presenti negli esperimenti con Cloruro di Ferro. Ugualmente non possono essere dovute all’Azoto nella cavitazione supplementare con Nitrato di Ferro condotta sopra soglia con Emax> 1000 J.

Si può concludere che solo la presenza di Ferro nella soluzione cavitata ha dato evidenze di neutroni misurati ma senza la concomitante evidenza di radiazione γ misurata. Quindi si è in presenza di una emissione di radiazioni nucleari con le caratteristiche di produzione conseguenti ad interazioni di tipo nucleare non minkowskiano.

Infine per quanto riguarda resistenza di una soglia per l’energia fornita dal sonotrodo cavitatore al processo di cavitazione nella soluzione, si può confrontare il risultato della cavitazione del Cloruro di Ferro con quello della cavitazione del Nitrato di Ferro.

E’ stata cavitata una soluzione di 300 mi di H2O (deionizzata bidistillata) contenente 300 μl di Cloruro di Ferro in tre intervalli di tempo successivi della durata ciascuno di 30 minuti alla soglia di energia Emax= 1000 J.

Sono stati misurati neutroni senza concomitante misura di raggi γ.

E' stata cavitata ima soluzione di 500 mi di H2O contenente 500 μl di Nitrato di Ferro in tre intervalli di tempo successivi della durata ciascuno di 30 minuti alla soglia di energia Emax= 1000 J ma senza avere evidenza di misure di neutroni o raggi y.

Infine è stata cavitata per 30 minuti ulteriori la stessa soluzione di H2O e Nitrato di Ferro ma sopra soglia di energia ossia con Emax=2000 J, questa volta con evidenza di misure di neutroni ma senza misure di raggi y come nel caso del Cloruro di Ferro.

Si può concludere che con massa circa doppia ossia 500 ml rispetto a 300 ml è stato necessario raddoppiare anche l’energia somministrata alla cavitazione per raggiungere effettivamente la soglia di rottura dell’invarianza di Lorentz e superare il limite minkowskiano per le interazioni nucleari indotte nella cavitazione a parità di rapporto nella soluzione: rapporto 1:103, ossia 300 ml di H2O con 300 μl di Cloruro di Ferro (con Emax=1000 J) e 500 ml di H2O con 500 μl di Nitrato di Ferro (con Emax=2000 J).

Le misure di neutroni

Si trascura di riportare le misure di raggi γ poiché hanno sempre dato risultati compatibili con il fondo, così come per a e β.

Parimenti si trascura di riportare le misure di neutroni nella cavitazione di 300 ml di Ή2Ο (deionizzata bidistillata) che anche hanno dato risultati compatibili con il fondo.

Al posto di quest’ultime si riportano le misure di neutroni condotte in un tempo di 90 minuti ad intervalli di 30 minuti per 300 mi di H2O con 300 μΐ di Cloruro di Ferro in assenza di cavitazione. Queste sono le misure di "bianco" usate come zero di riferimento poiché tale soluzione non è cavitata e costituisce il confronto di riscontro per le soluzioni cavitate e le misure di neutroni ad esse associate.

I risultati sono riassunti nelle tabelle A, B, C, D e nei grafici della Figura 4 con una concentrazione di Fe<3+>pari a 1 ppm.

Si noti che i rivelatori del bianco sono differenti come numero di matricola, ma dello stesso identico tipo Defender® della BTI, da quelli usati per le soluzioni cavitate, questo perché il bianco è stato misurato contemporaneamente al cavitato, vedi Tab A e B.

Tabella A - BIANCO

Tabella B - CAVITATO 1

Tabella C CAVITATO 2

Tabella D CAVITATO 2 bis

Con riferimento alla Figura 4, le croci greche (+) riportano i dati della Tabella A del bianco. I rombi (♦) riportano i dati della Tabella B del cavitato 1: massa 300 mi, soluzione Cloruro di Ferro, energia massima 1000 J. Le croci (X) riportano i dati della Tabella C del cavitato 2: massa 500 mi, soluzione Nitrato di Ferro, energia massima 1000 J. I triangoli (A) riportano i dati della Tabella D del cavitato 2 bis: massa 500 mi, soluzione Nitrato di Ferro, energia massima 2000 J.

Si noti che il grafico del cavitato 1 ha andamento concavo, con derivata crescente, in un tempo di 60 min (seconda e terza cavitazione), si veda l’ultima riga nella Tabella B.

Invece il grafico del cavitato 2 bis ha andamento convesso, con derivata decrescente, in un tempo di 30 min si veda l’ultima riga nella Tabella D.

Si è riportata la Tabella B in un grafico indipendente che parte dal tempo zero e non di seguito ai dati della Tabella C poiché il cambio della Emax ha dato luogo ad una differente conseguenza della cavitazione indipendente dalle tre precedenti cavitazioni che sono risultate ininfluenti sul sistema.

Quanto notato nell’andamento dei grafici del cavitato 1 e del cavitato 2 bis ha valore di mera constatazione senza che venga gli attribuito per ora, alcun ulteriore significato fisico.

Tarature dei rivelatori Defender® della BTI

A partire dai dati sperimentali delle misure di neutroni e dai dati relativi alle tarature dei rivelatori di neutroni Defender®, forniti dalla ditta BTI, proponiamo semplici calcoli che, mediante ipotesi ragionevoli, ci permetteranno di stimare l’energia cinetica totale dei neutroni liberati dal fenomeno durante i processi di cavitazione. Riportiamo nella seguente tabella i valori di taratura dei due rivelatori Defender® che hanno misurato la presenza di neutroni:

Defender® 100171 138 bolle / μSν

Defender®100176 116 bolle / μSv

Inoltre, le curve di taratura dei due rivelatori sono due rette crescenti.

Come si vede, i due Defender®, pur apparentemente identici, presentano valori di taratura diversi, ed in particolare il 171 ha una sensibilità maggiore del 176. Se ci si riferisce alle tabelle Tabella B e Tabella D, si nota che il rivelatore più sensibile (171) presenta un numero sempre maggiore di bolle rispetto a quello meno sensibile (176).

Nella prossima tabella riportiamo il numero di bolle (già indicato nelle tabelle Tabella B e Tabella D) presenti nei due rivelatori dopo le due cavitazioni e i corrispondenti valori in μSv (micro Sievert - J/kg) ottenuti da una semplice proporzione:

Cavitato 1 300 mi di Cloruro di Ferro E=1000 J

Defender® 171 20 bolle 0.145 μSv Defender® 176 6 bolle 0.062 μSv

Cavitato 2bis 500 ml di Nitrato di Ferro E=2000 J

Defender® 171 15 bolle 0.109 μSv Defender® 176 5 bolle 0.043 μSv

Quindi il numero di μSv totali misurati nel cavitato 1 è pari a 0.197 μSν (=0.20 μSv) e quello misurato nel cavitato 2 bis è 0.152 μSv (=0.15 μSv).

Per conoscere il numero di μSv/h è necessario dividere questi valori per l’intervallo di tempo (espresso in ore) durante il quale è avvenuta la rivelazione di tutti neutroni. Nella cavitazione dei 300 mi di soluzione questo intervallo di tempo è di 1 ora, quindi si ha R1=0.20 μSv/h.

Nella cavitazione dei 500 mi di soluzione questo intervallo di tempo è 1⁄2 ora, quindi si ha R2=0.30 μSv/h.

L’intervallo di energia di rivelazione dei Defender® è compreso tra 10 KeV e 15 MeV,

Per i motivi addotti nella parte di esame visivo dei segnali misurati, scegliamo 15 KeV come energia dei neutroni, supponiamo cioè che i neutroni emessi siano epitermici.

Secondo i dati sperimentali noti dalla dosimetria neutronica, per neutroni a 15 KeV, 1 μSv/h corrisponde a 28 neutroni per centimetro quadrato per secondo (28 neutroni/cm2 s).

Per poter calcolare quanti neutroni corrispondono alle dosi misurate 0.20 pSv/h e 0.30 pSv/h, facciamo la seguente ipotesi di proporzionalità:

1 μSv/h : 28 neutroni/cm2 s = R : n

dove con R abbiamo indicato la dose misurata e con n l'intensità di neutroni.

I valori trovati vengono mostrati nella seguente tabella:

Avendo il numero di neutroni per unità di superficie e per unità di tempo, si può ottenere il numero di neutroni per unità di tempo moltiplicando le intensità per l’area efficace dei rivelatori.

Essendo i Defender® dei cilindri, l’area efficace che offrono alla rivelazione è quindi un rettangolo di base 2.1 cm e di altezza 19.4 cm. Per quanto riguarda la cavitazione dei 300ml di soluzione, va considerata solo metà dell’altezza dei Defender® per effetto del tropismo dovuto alla posizione relativa del sonotrodo rispetto al rivelatore. Quindi l’area efficace totale per la cavitazione dei 300 mi è 40.74 cm2, mentre l’area efficace totale per la cavitazione dei 500 mi è 81.48 cm2.

Quindi il numero di neutroni per unità di tempo nella cavitazione della soluzione da 300 mi di FeC13 è stato di (5.6 neutroni/ cm2 s) * (40.74 cm2) = 228.14 neutroni/sec, mentre il numero di neutroni per unità di tempo nella cavitazione della soluzione da 500 mi di soluzione di Fe(NO3)3 è stato di (8.4 neutroni/cm2 s) * (81.48 cm2) = 684.43 neutroni/sec.

E’ possibile ora calcolare l’energia cinetica totale e il flusso di energia cinetica (potenza) dei neutroni liberati dal fenomeno.

Ricordiamo che ogni neutrone ha un’energia di 15 KeV.

Energia cinetica e potenza dei neutroni emessi durante la cavitazione della soluzione da 300 ml di FeC13 (durata del processo di emissione 1 h = 3600 s)

El= (15 KeV) * (228.14 neutroni/sec) * (60 min * 60 sec) =1.232 * 104 MeV = 1.97 * 10-9 J

Φ1= 3.42 MeV/sec = 5.48 * 10-13 W

Energia cinetica e potenza dei neutroni emessi durante la cavitazione della soluzione da 500 mi di Fe(N03)3 (durata del processo di emissione 1/2 h = 1800 s):

E1= (15 KeV) * (684.43 neutroni/sec) * (30 min * 60 sec) =1.848 * 104 MeV = 2.96 * 10-9 J

Φ1= 10.3 MeV/sec = 1.64 * 10-12 W

Esame visivo dei segnali misurati dai rivelatori passivi Defender (R) BTI

Comportamento neutronico e tropismo rispetto al sonotrodo.

Comportamento neutronico

Nelle foto relative ai rivelatori Defender® sono mostrati i numeri di matricola composti da sei cifre, poiché le prime 3 sono 100 per tutti i Defender®, si usano le ultime tre cifre che sono l’identificativo usato per indicare i differenti rivelatori negli esperimenti.

La Figura 5 mostra il contenitore dell’esperimento relativo alla cavitazione di 300 mi di H2 0 (deionizzata bidistillata) con 300 μΐ di Cloruro di Ferro al termine della terza cavitazione, energia massima di cavitazione 1000 J e tempo totale di cavitazione 90 minuti (CAVITATO 1).

Sulla destra del contenitore vi è il Defender® 171 che mostra le bolle, segnale della avvenuta rivelazione di radiazione neutronica (vedi Tabella B), sulla sinistra vi è la finestra del Geiger per la misura della radiazione γ il quale nel corso di tutti gli esperimenti ha dato segnali compatibili con il fondo.

Nella Figura 6 sono mostrati i Defender® 168 e 179 a destra relativi al BIANCO (vedi Tabella A) non cavitato, mentre a sinistra sono mostrati i Defender® 171 e 176 relativi al cavitato 1. Si noti la differenza del numero delle bolle e delle loro dimensioni tra quelle delle due coppie di rivelatori, indice della avvenuta emissione di neutroni in presenza di cavitazione. Infatti le bolle dei 171 e 176 sono circa il triplo in numero e in dimensione di quelle dei 168 e 179.

Il diverso numero di bolle che si nota tra il 171, che ne ha il maggiore, ed il 176, che ne ha il minore, è conseguenza della differente risposta dei due rivelatori ed è conforme alla taratura fornita dalla ditta.

La prima evidenza del comportamento neutronico della causa delle bolle, che sono i segnali dei rivelatori, si ha dal confronto reciproco delle Figure 7 e 8.

La Figura 7 si riferisce ai Defender® del BIANCO, oltre ai 168 e 179, vi è il 175 che è rimasto immerso durante i 90 minuti di misura in uno spessore circolare uniforme di 2 cm di boro idrogenato, ottimo assorbitore di neutroni termici (vedi il contenitore a sinistra con etichetta 175). Si nota che nella Figura 7 i tre rivelatori non mostrano differenze nel numero e dimensioni delle bolle, essi sono in accordo tra di loro, per cui immergere o non immergere un rivelatore nel boro idrogenato non dà differenze nel numero di bolle e nelle loro dimensioni.

La Figura 8 si riferisce ai Defender® del CAVITATO 1, oltre ai 171 e 176 vi è il 172 che è rimasto immerso durante le tre cavitazioni per un totale di 90 minuti in uno spessore circolare uniforme di 2 cm di boro idrogenato (vedi contenitore con etichetta 172 a destra della foto).

Si nota nella Figura 8 la profonda discrepanza nel numero e dimensioni delle bolle tra la coppia 171,176 e il 172 il quale è viceversa i accordo con i rivelatori della Figura 7.

Si può concludere che i segnali delle bolle rivelati dai Defender® 171 el76 non sono stati rivelati dal Defender® 172, quindi i neutroni rivelati sono stati assorbiti dal boro che schermava il 172.

Poiché i neutroni sono stati prodotti nel corso della cavitazione, come evidente dalle Figure 5 e 6, in acqua essi sono stati rallentati dall’idrogeno dell’acqua, ulteriormente rallentati nei 2 cm di boro idrogenato ed infine assorbiti dal boro, impedendo così che venissero rivelati dal Defender® 172.

Questo fatto indica che i neutroni rivelati dai Defender® 171 e 176 erano almeno epitermici con energia cinetica di almeno 15 KeV, energia minima per superare il rallentamento dovuto all’acqua ed essere poi rivelati, ma insufficiente per superare il successivo rallentamento ed assorbimento da parte del boro idrogenato che circondava Defender® 172.

Questo comportamento evidenziato dalle Figure 7 e 8 è un comportamento classico tipicamente neutronico, per cui viene indi cato come prima evidenza che i segnali dei Defender® 171 e 176 sono effettivamente dovuti a neutroni epitermici.

Segue l’esame della possibilità che le bolle costituenti il segnale siano state generate da cariche elettriche di rimbalzo a seguito della radiazione neutronica oppure indipendenti da ima radiazione neutronica.

Nella Figura 9 sono mostrate le bolle che costituiscono il segnale di risposta dei Defender® al passaggio dei neutroni, mentre nella Figura 10 sono mostrate le bolle al passaggio di ioni pesanti. Queste figure sono fornite dalla ditta BTI come evidenza del diverso comportamento dei Defender® al passaggio di questi due diversi tipi di radiazioni.

Il confronto morfologico delle bolle dovute alla cavitazione del Cloruro di Ferro in acqua mostrate nelle Figure 5, 6 e 8 con quelle dovute a neutroni in Figura 9 e con quelle dovute a ioni pesanti in Figura 10 qualificano le bolle dei Defender® 171 e 176 come segnali del passaggio di neutroni data l’evidente somigbanza con quelle di Figura 9 e l’evidente differenza con quelle di Figura 10.

Uguale considerazione relativa alla morfologia delle bolle costituenti un segnale neutronico si applicano ai rivelatori 171 e 176 mostrati nelle Figure 11, 12, 14 e 14 relative alla cavitazione di Nitrato di Ferro in acqua, CAVITATO 2 bis, con energia massima 2000 J e massa d’acqua 500 mi contenenti 500 μΐ di Nitrato di Ferro.

Concludiamo pertanto che i segnali dei Defender® 171 e 176 nei due differenti esperimenti di cavitazione di soluzioni contenti Ferro e mostrati nei due gruppi di Figure 6, 6, 8 e 11, 12, 13, 14 sono dovuti a neutroni conseguenti la cavitazione di ciascuna delle due soluzioni.

Tropismo rispetto al sonotrodo.

Si noti che nella Figura 5 le bolle si presentano nel Defender® nella regione corrispondente alla punta del sonotrodo e relativa alla porzione di spazio opposta al corpo del sonotrodo, ovvero nel semispazio delimitato dal piano contenente la superfìcie della punta piatta del sonotrodo opposto al semispazio contenente il corpo del sonotrodo e che contiene circa metà del volume attivo del rivelatore. Questo fatto viene messo ancor più in evidenza nelle Figure 6 e 8 ove le bolle nei Defender® 171 e 176 sono presenti nella metà inferiore del volume attivo ma assenti nella metà superiore rispetto alla loro posizione nelle figure.

Nelle Figure 11 e 12 la punta del sonotrodo individua un semispazio opposto al corpo del sonotrodo ed in questo caso esso contiene l’intero volume attivo dei rivelatori.

Infatti le bolle sono presenti nell’intero volume attivo dei Defender® 171 e 176 come mostrato nelle Figure 11, 12, 13 e 14.

Concludiamo quindi che vi è un comportamento della distribuzione spaziale dei segnali dipendente dalla posizione relativa tra la punta del sonotrodo ed il volume cilindrico dei rivelatori Defender®.

In particolare possiamo affermare che i segnali rappresentati dalle bolle causate da neutroni conseguenti la cavitazione si hanno nella direzione che si allontana dalla punta del sonotrodo dove avviene la cavitazione, pertanto i neutroni hanno una distribuzione anisotropa nello spazio messa in evidenza soprattutto dalle Figure 5, 6 e 8.

Esistenza di una soglia di energia per reazioni piezonucleari da cavitazione in conseguenza della rottura dell' invarianza di Lorentz per l'interazione nucleare.

Per energie E>E0 strong= 3.675 -10<11>eV si ha la rottura dell’invarianza locale di Lorentz per l’interazione nucleare forte, pertanto si è in condizioni di deformazione temporale e spaziale. Per la deformazione temporale si ha:

dthad / dte.m. = E0,strong / E

Con un ragionamento pentadimensionale se l’energia è la quinta dimensione effettiva per la descrizione dei fenomeni allora la relazione precedente può essere letta come una uguaglianza tra due velocità. Una di somministrazione (azione) agli atomi di energia mediante interazione elettrica, e l’altra velocità di risposta (reazione) con l’interazione forte dei nuclei.

Wstrong= E0, strong / dthad — E / dte .m. We .m.

Per raggiungere la soglia di rottura dell’invarianza locale di Lorentz per l’interazione nucleare forte il tempo con cui avviene il collasso della generica bolla nella cavitazione per una data energia elettrica E deve fornire una velocità dell’energia We.m.tale da ugua gliare quella nucleare.

Sia dthadil tempo di reazione nucleare dato da

dthad = γ Δt

con At = h / mπ tempo di Yukawa (anno nucleare).

Per avere mia stima di dthad alla soglia della energia E0,strongsi può usare γ = E0,strong/ mπ (essendo γ = E / m coefficiente di variazione temporale in condizioni minkowskiane per E ≤ E0,strong)· Sostituendo nella relazione precedente si ha

dthad= (h / mπ<2>) E0,strong

h = 4.136<.>10<15>eV sec

mπ= (mπ±+ mπ0) / 2 = 1.373.10<8>eV

Per l’energia di azione elettrica si ha

E = dte.m. E0,strong (mπ<2>/ E0,strong h) — dte.m. Wstrong

si noti che essendo:

E = dte.m. (mπ<2>/ h)

si ha per Wstrong:

Wstron= mπ<2>/ h = 4.8· 10<30>eV sec<1>= 7.6.10<11>watt Consideriamo per dte.m. il tempo di collasso di una microbolla di raggio R sino alle dimensioni nucleari con r = 10 per effetto della repulsione elettrica degli atomi dell’acqua sottoposti all’onda di pressione ultrasonica. Il collasso può avvenire alla velocità del suono in acqua distillata v=v8=14.10<3>m/sec oppure alla velocità dell’onda d’urto v=Vu=4 vsessendo la lunghezza d’onda degli ultrasuoni molto maggiore del diametro delle microbolle considerate in ogni caso dte.m. = R/v.

Pertanto per l’energia di soglia Esoglia si ha

Esoglia = (R/v)<.>(mπ<2>/h).

Riassumiamo nelle due seguenti tabelle i valori di Esogliaal variare del raggio delle microbolle soggette al collasso per le due possibili velocità di collasso vse vu, eseguendo il calcolo con la relazione precedente.

V - Vs

R bolla (metri) 10-<6>2-10-<6>4· 10-<6>

E soglia (J) 5.10<2>10<3>2 10<3>

V = Vn = 4 Ve

R bolla (metri) 10-<6>4.10-<6>8. 10-<6>

E soglia (J) 10<2>5.10<2>2.10<3>

Per avere reazioni nucleari stabili e conseguentemente emissione di un flusso di radiazione stabile si deve costantemente fornire al sistema composto da acqua distillata con una sostanza in soluzione una energia E ≥ Esogliaper innescare reazioni piezonucleari in condizione di rottura del’invarianza di Lorentz.

Usando un cavitatore che assorbe 2000 Watt ed in grado di fornire stabilmente da un minimo di 100 Watt sino ad un massimo di 2000 Watt si può ritenere di esplorare il collasso di bolle da 1 μm sino a 8 pm considerando sia vssia vu= 4 vscome velocità del collasso.

Tuttavia precedenti esperimenti condotti con energie dell’ordine del centinaio di joule hanno mostrato evidenze di avvenute reazioni nucleari. Questo può far propendere per la velocità dell’onda d’urto come velocità del collasso e quindi per il modello di onda d’urto simmetrica sferica generata attorno alla bolla dall’onda di pressione piana degli ultrasuoni.

Nulla si può dire riguardo la massa totale di acqua e composto da sottoporre a cavitazione, parimenti riguardo l’ampiezza dell’onda ultrasonica.

Questi sono parametri fenomenologici che devono essere determinati empiricamente.

E’ ovvio che a maggior ampiezza corrisponde maggiore energia fornita e a maggior massa sottoposta a ultrasuoni corrisponde minor energia a disposizione per la cavitazione ed il collasso delle bolle.

L’esistenza della soglia per tali reazioni, Esoglia, è conseguenza diretta dell’esistenza della soglia E0,strongper l’interazione adronica tale che per E > E0,strongle reazioni avvengono in condizioni di spazio e tempo deformati ossia non piatti e non minkowskiani.

Questa circostanza fornisce la possibilità di discriminare tra segnali ricevuti dalle reazioni nucleari avvenute, infatti la deformazione spazio temporale per E > Eo,strongassorbe energia a scapito del processo nucleare.

Se le radiazioni nucleari conseguenti alle reazioni tra nuclei interagenti nella cavitazione sono neutroni essi lasciano i nuclei, che hanno subito l’interazione, in uno stato rotazionale eccitato, per la conservazione del momento angolare, per cui i neutroni sono accompagnanti da una emissione contemporanea di radiazione γ dovuta alla diseccitazione dei nuclei verso stati di energia minore.

Tuttavia se i nuclei hanno subito interazione in condizioni non minkowskiane allora l’energia in eccesso è parte dell’energia assorbita dalla deformazione spazio temporale per cui la radiazione neutronica non è accompagnata da radiazione γ.

Le due circostanze del superamento della soglia di energia, E > E0, strong, e della emissione di neutroni in assenza di emissioni γ producono il segnale completo di reazioni piezonucleari conseguenti al collasso cavitativo di bolle di gas in H2O in condizioni non minkowskiane.

I nuclei partecipanti alle reazioni in condizioni non minkowskiane sono quelli delle sostanze in soluzione nell’ H2O trascinate dalla tensione superficiale delle bolle che collassano.

Per confrontare quest’ultimo atto è sufficiente verificare che per l' H2O distillata sottoposta a cavitazione non vi sia emissione di neutroni senza emissioni di γ anche quando si è alla soglia

Esoglia= E.

Dalla misura delle radiazioni prodotte dalle reazioni piezonucleari generate nelle condizioni di cavitazione alla soglia o sopra soglia sarà possibile determinare la calorimetria radiativa del prò cesso prodotto.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per la produzione di neutroni in dosi non pericolose per gli esseri viventi a partire da elementi stabili mediante insonazione o sonicazione per mezzo di un trasduttore elettromeccanico, caratterizzato dal fatto che detto trasduttore elettromeccanico comprende una catasta di elementi piezoelettrici meccanicamente collegati ad un sonotrodo dimensionato in modo da operare alla propria frequenza di risonanza in funzione dell'energia elettrica di attivazione applicata a detti elementi piezoelettrici.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta catasta di elementi piezoelettrici è costituita da una molteplicità di dischi di ceramiche piezoelettriche intercalate da elementi elettricamente conduttori, il tutto essendo meccanicamente bloccato per formare un corpo rigido.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detti elementi elettricamente conduttori sono collegati elettricamente in parallelo ed alimentati da una sorgente di energia elettrica a frequenza ultrasonica.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la frequenza dell'energia elettrica a ultrasuoni varia nell'intervallo tra 10 e 30 kHz.
5. 5. Dispositivo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la potenza di energia elettrica a ultrasuoni varia nell'intervallo da 10 a 2000 Watt; preferibilmente nell'intervallo tra 50 e 500 Watt; più preferibilmente nell'intervallo tra 100 e 150 Watt.
6. 6. Dispositivo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il sonotrodo è sottoposto a levigatura e/o lappatura.
7. 7. Dispositivo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la punta del sonotrodo viene immersa nel liquido da sottoporre a insonazione o sonicazione per una profondità variabile da 1/5 a 1/10 della dimensione massima del recipiente che contiene detto liquido.
8. 8. Dispositivo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la catasta di elementi piezoelettrici è racchiusa all'interno di una custodia dalla quale fuoriesce detto sonotrodo.
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detta custodia è munita in punti diametralmente opposti di un raccordo per la immissione e la fuoriuscita di un fluido di raffreddamento.
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che il fluido di raffreddamento è aria compressa purificata e deumidificata.
11. 11. Dispositivo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto sonotrodo è munito di una molteplicità di ugelli per la espulsione di fluido di raffreddamento disposti per raffreddare detto sonotrodo.
12. 12. Dispositivo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detti ugelli per il fluido di raffreddamento sono costituiti da elementi anulari muniti di una fenditura avvolgente in corrispondenza di detto sonotrodo.
13. 13. Dispositivo secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detta fenditura avvolgente è dimensionata in modo da favorire un ulteriore raffreddamento del fluido o aria di raffreddamento per espansione adiabatica.
14. 14. Disposizione per la produzione di neutroni comprendente una camera di cavitazione associata al dispositivo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni.
15. 15. Disposizione per la conduzione del procedimento secondo ima o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la camera di cavitazione è realizzata in vetro, preferibilmente pyrex o duran, avente disposti sui lati e sul fondo tre rivelatori di neutroni del tipo Defender® per la determinazione della quantità di neutroni sviluppata dalla reazione.
16. 16. Procedimento per la produzione di neutroni a partire da elementi stabili mediante insonazione o sonicazione di un liquido per mezzo di un trasduttore elettromeccanico come rivendicato in una o più delle precedenti rivendicazioni.
17. 17. Procedimento secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il liquido sottoposto a insonazione o sonicazione è costituito da acqua contenente Fe<3+>.
18. 18. Procedimento secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che l'insonazione o sonicazione è applicata per un tempo di 60 minuti o più.
19. 19. Procedimento secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la combinazione sonotrodo più camera di cavitazione permette di generare reazioni nucleari catalizzate da fenomeni di cavitazione.