JP2002528732A - Energy generation - Google Patents

Energy generation

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JP2002528732A
JP2002528732A JP2000578819A JP2000578819A JP2002528732A JP 2002528732 A JP2002528732 A JP 2002528732A JP 2000578819 A JP2000578819 A JP 2000578819A JP 2000578819 A JP2000578819 A JP 2000578819A JP 2002528732 A JP2002528732 A JP 2002528732A
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electrolyte
cathode
voltage
hydrogen
energy
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JP2000578819A
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Japanese (ja)
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エックルズ,クリストファー,ロバート
Original Assignee
エックルズ,クリストファー,ロバート
デイヴィース,クリストファー,ジョン
デイヴィース,キャロライン,ジェーン
ビース,ロバート,マイケル,ヴィクター
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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21BFUSION REACTORS
    • G21B3/00Low temperature nuclear fusion reactors, e.g. alleged cold fusion reactors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

Abstract

(57)【要約】 方法および装置は、水素および/または重水素原子からエネルギーを放出することについて記載されている。電解液中の水素および/または重水素原子の副基底状態への遷移を開始させるために適した触媒をその中に有する電解液が提供される。プラズマ放電は、原子をともに融合することによりエネルギーを放出するために電解液中に発生させられる。 (57) SUMMARY Methods and apparatus have been described for releasing energy from hydrogen and / or deuterium atoms. An electrolyte is provided having a catalyst therein suitable for initiating a transition of hydrogen and / or deuterium atoms in the electrolyte to a sub-ground state. Plasma discharges are generated in an electrolyte to release energy by fusing atoms together.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 本発明はエネルギーの発生に関し、特に水素の状態遷移および軽い原子核の融
合の両方の結果としてのエネルギーの放出に関する。
The present invention relates to the generation of energy, and in particular to the release of energy as a result of both hydrogen state transitions and fusion of light nuclei.

【0002】 通常、融合プロセスは、核融合(ウランまたはプルトニウム)爆発の付近に見
られるように、極度に高い温度でのみ開始させられることができる。これが、ほ
とんどの熱核爆弾の原理である。エネルギーのそのような放出は、分配のために
管理するには、あまりにも急速に、あまりにも大きさを伴って起こるので、分配
のために電気および熱を発生させるためのパワーを供給する手段としては非実用
的である。
[0002] Usually, the fusion process can only be initiated at extremely high temperatures, as can be seen near a fusion (uranium or plutonium) explosion. This is the principle of most thermonuclear bombs. As such a release of energy occurs too quickly and with too much magnitude to be managed for distribution, as a means of supplying power to generate electricity and heat for distribution Is impractical.

【0003】 近年、電磁拘束を利用したトロイダル(ドーナツ形の)チャンバのように、制
限された空間内でのプラズマ放電の領域の囲いにより、高温で制御された融合プ
ロセスを開始させるため、多くの試みがなされている。そのような技術を使用す
るシステムはこれまで生み出してきたより多くのエネルギーを消費し、連続的な
プロセスではないので、そのような試みは今まで商業的な成功をほとんど得てい
ない。
[0003] In recent years, many have been proposed to initiate a controlled fusion process at elevated temperatures by enclosing a region of plasma discharge in a confined space, such as a toroidal (donut-shaped) chamber utilizing electromagnetic constraints. Attempts have been made. Such attempts have had little commercial success so far, since systems using such technologies consume more energy and have not been a continuous process that has been created up to now.

【0004】 軽い核の融合を成し遂げるために試みられてきたもう一つの手法はいわゆる「
冷融合」技術であり、それは電解中に重水素原子がパラジウムのような金属の結
晶格子中にトンネルするように誘導される。反発静電力を克服して、原子が格子
内に一緒に押し込められることがクレームされている。しかしながら、成功した
冷融合の明確かつ明白な論証はいまだ公的に発表されたことがない。
Another approach that has been attempted to achieve light nuclear fusion is the so-called “
A "cold fusion" technique, in which deuterium atoms are induced to tunnel into the crystal lattice of a metal such as palladium during electrolysis. It is claimed that the atoms are forced together into the lattice, overcoming the repulsive electrostatic forces. However, no clear and unambiguous proof of successful cold fusion has yet been publicly announced.

【0005】 本発明は、触媒をその中に有する電解液を供給するステップを備え、その触媒
は副基底エネルギー状態(sub−ground enery state)へ
の電解液中の水素および/または重水素原子の遷移を開始させるために適し、電
解液中にプラズマ放電を発生させるステップをさらに備える、エネルギー放出の
方法を提供する。制御可能な方法でそのようにしつつ、この方法が、プラズマを
発生させるために使われるパワー入力よりも実質的に多くのエネルギーを発生す
ると出願人は判断している。
[0005] The present invention comprises the step of providing an electrolyte having a catalyst therein, the catalyst comprising hydrogen and / or deuterium atoms in the electrolyte to a sub-ground energy state. A method of energy release is provided that is suitable for initiating a transition and further comprises generating a plasma discharge in the electrolyte. While doing so in a controllable manner, Applicants have determined that this method generates substantially more energy than the power input used to generate the plasma.

【0006】 好ましくは、プラズマ放電は電解液中の電極間に電圧を印加することにより発
生され、断続的な電圧はエネルギー発生のレベルを増加する際に特に有益である
と判明している。本発明は重要な期間に渡るエネルギー生産の一貫したレベルを
維持するためのプロセスを制御する手段をも提供する。
[0006] Preferably, the plasma discharge is generated by applying a voltage between the electrodes in the electrolyte, and intermittent voltages have been found to be particularly beneficial in increasing the level of energy generation. The present invention also provides a means of controlling the process to maintain a consistent level of energy production over a significant period.

【0007】 プラズマを発生させるために必要な電圧よりも高い電圧の印加は、またそのプ
ロセスに有益であり、典型的には50Vから20000Vの範囲であり、好まし
くは300Vと2000Vとの間であるだろうが、20000Vよりも高くても
よい。これに対し、従来の電解技術においては、約3ボルトという低い電圧が使
用され、電極間に連続的に印加される。
[0007] The application of a voltage higher than that required to generate the plasma is also beneficial to the process, typically in the range of 50V to 20000V, preferably between 300V and 2000V. However, it may be higher than 20000V. In contrast, conventional electrolysis techniques use voltages as low as about 3 volts and are applied continuously between the electrodes.

【0008】 印加された電圧は直流であってもよく、または100kHzまでのスイッチン
グ周波数で与えられてもよい。印加された電圧のデューティサイクル(衝撃係数
)は、好ましくは0.5から0.001の範囲にあるが、0.001よりも低く
てもよい。パルス周期の間に、金属水素化物の単分子層が陰極ヘルムホルツ層の
界面に形成されてもよく、その後、単原子水素および/または重水素を含む発生
期の状態のガスを形成するために崩壊する。印加された電圧の波形は、実質的に
方形状でもよい。電極への直流の印加が金属水素化物および単原子水素および/
または重水素を生成する一方で、それから水素化物のほとんどの解離がパルス間
に起こるので、パルス状電圧の使用はさらに効果的であることが分かっている。
[0008] The applied voltage may be direct current or may be provided at a switching frequency of up to 100 kHz. The duty cycle (coefficient of duty) of the applied voltage is preferably in the range of 0.5 to 0.001, but may be lower than 0.001. During the pulse period, a monolayer of metal hydride may form at the interface of the cathodic Helmholtz layer and then decay to form a nascent gas containing monoatomic hydrogen and / or deuterium. I do. The waveform of the applied voltage may be substantially square. The application of a direct current to the electrode is performed when metal hydride and monoatomic hydrogen and / or
Alternatively, the use of a pulsed voltage has been found to be more effective since deuterium is produced while most of the hydride dissociation occurs between pulses.

【0009】 電解液が電極を通過して流れる印加において、二つの分離した陰極を使用する
ことが好ましく、それらの第1は水素/重水素原子の生成を最適化するために処
理され、それらの第2はプラズマ放電を与える。この例において、電解液の流れ
の方向は、第1から第2の陰極へである。装置の設計は、プラズマに対する単原
子水素または重水素原子の接触を最大限にするため、電解液の流れを導くことを
求める。個々の陰極に印加される電圧の特性および大きさは、好ましくは近似し
ているが、異なるデューティ期間を持ってもよい。
In applications where the electrolyte flows past the electrodes, it is preferred to use two separate cathodes, the first of which is treated to optimize the production of hydrogen / deuterium atoms and their The second provides a plasma discharge. In this example, the direction of flow of the electrolyte is from the first to the second cathode. Equipment design calls for directing the flow of electrolyte to maximize the contact of monoatomic hydrogen or deuterium atoms with the plasma. The characteristics and magnitude of the voltages applied to the individual cathodes are preferably similar, but may have different duty periods.

【0010】 好ましい実施例では、陰極の設計および印加された電圧は、平方メートルまた
はそれ以上につき400,000アンペアの電流密度を与えるようにされる。よ
り好ましくは、陰極での電流密度は平方メートルまたはそれ以上につき500,
000アンペアである。
In a preferred embodiment, the design of the cathode and the applied voltage are such as to provide a current density of 400,000 amps per square meter or more. More preferably, the current density at the cathode is 500, per square meter or more.
000 amps.

【0011】 発明に従う好ましい方法を実行する際、容器に電気的入力を印加する前に、電
解液の最初の加熱によりプロセスが補助されてもよいことが分かっており、電解
液は水または塩溶液であってもよい。40から100℃、またはより好ましくは
40から80℃の範囲の温度が特に有益であると分かっている。
[0011] In carrying out the preferred method according to the invention, it has been found that the process may be assisted by an initial heating of the electrolyte before applying an electrical input to the container, wherein the electrolyte is water or salt solution. It may be. Temperatures in the range from 40 to 100 ° C, or more preferably from 40 to 80 ° C, have been found to be particularly beneficial.

【0012】 電解液中の重水素酸化物(D2 O)に対する水の割合は、エネルギー発生を制
御するために変化させられてもよい。ある状況においては“軽”水H2 Oのみを
使用し、他の状況においてはD2 Oのみを使用することが好ましい。さらに、電
解液に加えられる触媒の量は制御要因として変化させられてもよく、好ましくは
1から20mMolの範囲内にある。
[0012] The ratio of water to deuterium oxide (D 2 O) in the electrolyte may be varied to control energy generation. Use only the "light" water H 2 O in certain circumstances, it is preferable to use only D 2 O in other situations. Further, the amount of catalyst added to the electrolyte may be varied as a control factor, and is preferably in the range of 1 to 20 mMol.

【0013】 好ましい実施例では、この方法は電極の領域に磁場を発生させるステップを含
む。場を発生させるために使用される電流の強度および/または周波数は、浸食
を最小限にし、システムの動作寿命を延ばすために、プラズマ放電を、打たれる
電極から離れて、移動させるために調整されてもよい。わずかな分離だけがこの
効果を達成するために必要とされてもよい。
In a preferred embodiment, the method includes generating a magnetic field in the region of the electrode. The intensity and / or frequency of the current used to generate the field is adjusted to move the plasma discharge away from the electrode being struck to minimize erosion and extend the operating life of the system May be done. Only a slight separation may be required to achieve this effect.

【0014】 さらに好ましい実施例では、プロセスにより発生される熱は取り除かれてもよ
く、熱交換器を通して、または熱を発生させるため、または代替的に加圧蒸気サ
イクルまたは低沸点流体タービンサイクルを用いて電気を発生させるために、熱
パイプを用いて電解液を循環させることを含む多くの知られた技術または証明さ
れた技術により、または他の手段により利用されてもよい。
In a further preferred embodiment, the heat generated by the process may be removed, through a heat exchanger or to generate heat, or alternatively using a pressurized steam cycle or a low boiling fluid turbine cycle. It may be utilized by a number of known or proven techniques, including circulating electrolyte using heat pipes, or by other means to generate electricity.

【0015】 本発明は、ここで開示された方法を実行するための装置をさらに提供し、その
装置は、陽極と、第1および第2の陰極と、入口および出口を有する反応容器と
、入口から出口へ容器を通して電解液を供給するための手段とを備え、電解液は
、副基底エネルギー状態へと電解液中の水素および/または重水素原子の遷移を
開始させるために適した触媒をその中に有し、水素および/または重水素原子を
形成するために陽極と第1の陰極との間に電圧を印加するための手段と、電解液
中にプラズマ放電を発生させるために陽極と第2の陰極との間に電圧を印加する
ための手段とをさらに備え、第2の陰極は、第1の陰極から下流にある。
[0015] The present invention further provides an apparatus for performing the methods disclosed herein, the apparatus comprising an anode, first and second cathodes, a reaction vessel having an inlet and an outlet, and an inlet. Means for supplying an electrolyte through the vessel from the outlet to the outlet, the electrolyte comprising a catalyst suitable for initiating a transition of hydrogen and / or deuterium atoms in the electrolyte to a sub-ground energy state. Means for applying a voltage between the anode and the first cathode to form hydrogen and / or deuterium atoms; and an anode and a second electrode for generating a plasma discharge in the electrolyte. Means for applying a voltage between the second cathode and the second cathode, wherein the second cathode is downstream from the first cathode.

【0016】 ここに記載された方法の中で、水素および/または重水素の原子は、溶液中の
塩とフォトンの交換によりそれらの構造において基本的な変化を受けると考えら
れている。出願人は、この変化、および観察された現象が下に述べられているよ
うに説明されることができると考える。
In the methods described herein, it is believed that the hydrogen and / or deuterium atoms undergo a fundamental change in their structure due to the exchange of photons for salts in solution. Applicants believe that this change, and the observed phenomena, can be explained as described below.

【0017】 原子核の周囲に位置する電荷の球状の殻(電子軌道)を備えるシステム(系)
が、共鳴空洞を構成することは周知である。共鳴システムは、個々の周波数のフ
ォトンエネルギーの貯蔵容器としての役割を果たす。共鳴システムによるエネル
ギーの吸収は、より高いエネルギーの状態へとシステムを励起する。いかなる球
状共鳴空洞にとっても、許容される半径と吸収されたフォトンの波長との関係は
、 2πr=nλ ここで、nは整数 およびλは波長 非放射または安定した状態に対しては、電子波長と許容された半径との関係は
、 2π[nr1]=2πr(n)=nλ(1)=λ(n) (2) ここで、n=1 またはn=2,3,4… またはn=1/2,1/3,1/4… およびλ(1)=n=1について許容された波長 r(1)=n=1について許容された半径
A system having a spherical shell (electron orbit) of a charge located around a nucleus
However, it is well known to form a resonant cavity. The resonant system acts as a reservoir for photon energy at individual frequencies. Absorption of energy by the resonant system excites the system to a higher energy state. For any spherical resonant cavity, the relationship between the allowed radius and the wavelength of the absorbed photons is 2πr = nλ, where n is an integer and λ is the wavelength. For nonradiative or stable conditions, the electron wavelength is The relationship with the allowed radius is as follows: 2π [nr 1 ] = 2πr (n) = nλ (1) = λ (n) (2) where n = 1 or n = 2,3,4. 2 ,, 3 ,, 4,... And the wavelength allowed for λ (1) = n = 1, the radius allowed for r (1) = n = 1

【0018】 水素原子(および次に述べる事柄は重水素原子に同等に当てはまる)において
、基底状態の電子軌道の半径は、r(O) と定義できる。これは時にボーア半径、
0 と呼ばれる。通常、基底状態の原子からの自発的なフォトン放出はなく、し
たがって存在する求心性の力と電気的な力との間にはバランスがなければならな
い。したがって: [m(e)・v1 2]/r(O)=Ze2/(4π・ε(O)・r(O) 2) (3) ここで、m(e) =電子静止質量 v1 =基底状態電子速度 e=素電荷 ε(O)=電気的定数 (時には自由空間の誘電率と呼ばれる) Z=原子番号(水素について,1)
For a hydrogen atom (and the following applies equally to deuterium atoms), the radius of the ground state electron orbit can be defined as r (O) . This is sometimes the Bohr radius,
It referred to as a 0. Normally, there is no spontaneous photon emission from ground state atoms, so there must be a balance between existing afferent and electrical forces. Therefore: [m (e) · v 1 2 ] / r (O) = Ze 2 / (4π · ε (O) · r (O) 2 ) (3) where m (e) = electron static mass v 1 = ground state electron velocity e = elementary charge ε (O) = electrical constant (sometimes called the permittivity of free space) Z = atomic number (for hydrogen, 1)

【0019】 まず励起された(より高いエネルギーの)状態を見ると、水素原子が別個の波
長/周波数(および、したがってエネルギー)のフォトンを吸収した場合、シス
テム(系)は再び安定し、通常非放射となり、また、力バランスを維持するため
に、有効核電荷はZeff =Z/nとなり、バランス式は次のようになる。
Looking first at the excited (higher energy) state, if a hydrogen atom absorbs photons of a different wavelength / frequency (and thus energy), the system will be stable again, usually non- In order to radiate and maintain the force balance, the effective nuclear charge is Z eff = Z / n, and the balance equation is as follows:

【0020】 [m(e)・vn 2]/nr(O)=[e2/n]/(4π・ε(O)・[nr(O)2) (4) ここで、n=励起状態の整数値(1,2,3・・・・・) vn =n番目の励起状態における電子速度[M (e) · v n 2 ] / nr (O) = [e 2 / n] / (4π · ε (O) · [nr (O) ] 2 ) (4) where n = Integer value of excited state (1, 2, 3,...) V n = electron velocity in n-th excited state

【0021】 このようにして、原子による放射の吸収は、基底状態、または自然により低い
励起状態へ崩壊し、またはそうするためにトリガーされ得る励起状態となり、フ
ォトンの形でのエネルギーの量子の再放出という結果に至る。多数の原子からな
るいかなるシステムにおいても、状態間の遷移は連続的に不規則に起こっており
、この挙動が水素から放出される放射の観察可能なスペクトルを生じさせる。
In this way, the absorption of radiation by the atoms becomes a ground state, or an excited state that can spontaneously decay to a lower excited state, or be triggered to do so, regenerating the quantum of energy in the form of photons. Release results. In any system consisting of a large number of atoms, transitions between states occur continuously and randomly, and this behavior results in an observable spectrum of radiation emitted from hydrogen.

【0022】 nの各値は、共鳴フォトンが原子により吸収されるときに起こることが許容さ
れる遷移に対応する。nの整数値は原子によるエネルギーの吸収を示す。
Each value of n corresponds to a transition that is allowed to occur when a resonant photon is absorbed by an atom. An integer value of n indicates the absorption of energy by the atom.

【0023】 nに対する分数の値は、上の(2)により与えられた電子の静止波長と電子軌
道の半径との関係により与えられている。力バランスを維持するために、nに対
する分数の値を含む遷移は核電荷Zを数値Zeff まで効果的に増加させ、それに
応じて電子軌道の半径を減少させなければならない。これは、受け入れられた基
底状態において副基底状態への遷移をもたらすと同時にエネルギーのフォトンを
放射する原子と等価である。受け入れられた基底状態は非常に安定したものなの
で、そのような遷移はまれにしか起こらないが、遷移をもたらすために必要とさ
れる正確なエネルギー量子についての「受け入れ位置」としての役割を果たすも
う一つのシステムに原子が近接しているならば、そのような遷移が誘起され得る
ことを出願人は発見した。
The fractional value for n is given by the relationship between the resting wavelength of the electron and the radius of the electron orbit given by (2) above. In order to maintain force balance, transitions involving fractional values for n must effectively increase the nuclear charge Z to a value Z eff and reduce the radius of the electron orbit accordingly. This is equivalent to an atom emitting a photon of energy while causing a transition to the sub-ground state in the accepted ground state. Such transitions occur rarely because the accepted ground state is so stable that it no longer serves as an "accepting position" for the exact energy quanta needed to effect the transition. Applicants have discovered that such transitions can be induced if the atoms are in close proximity to one system.

【0024】 このように、水素原子によるエネルギーの放出は、基底状態から「下の」一つ
の遷移へ限定されないが、繰り返し起こることができ、あるいは、原子と触媒シ
ステムとのエネルギーのバランスが良好であるならば、1/3、1/4、1/5
等の状態への遷移が一つの事象として起こってもよい。もちろん、通常の不安定
の原理は、いかなる個々の原子の挙動の決定も禁止するが、統計的なルールはい
かなる巨視的(>109 量子)システムの特性も制御する。
Thus, the release of energy by a hydrogen atom is not limited to one transition “below” from the ground state, but can occur repeatedly, or with a good energy balance between the atom and the catalyst system. If there is, 1/3, 1/4, 1/5
The transition to the state such as may occur as one event. Of course, the principle of normal unstable, although prohibited the determination of the behavior of any individual atoms, statistical rules to control the characteristics of any macroscopic (> 10 9 quantum) system.

【0025】 「基底状態」の水素原子が27eV程度のフォトンを放出するとき、遷移は上
に論証されたようにa0 /2の状態まで起こり、効果的な核電荷は+2eまで増
加する。力バランスに対する新たな平衡が今証明される。電子の経路の半径は減
少させられる。その減少させられた半径の状態における原子の潜在的なエネルギ
ーは以下により与えられる。 V=−{Z(eff)2/[4πε(O)(a(O)/2)]}=−4{4×27.178
} =−108.7eV
[0025] When the hydrogen atom of the "ground state" emits photons of about 27 eV, the transition occurs to the state of a 0/2 As demonstrated above, the effective nuclear charge increases to + 2e. A new balance to force balance is now proven. The radius of the electron path is reduced. The potential energy of an atom in its reduced radius state is given by: V = − {Z (eff) e 2 / [4πε (O) (a (O) / 2 )] } = − 4 {4 × 27.178
} = − 108.7 eV

【0026】 減少された電子軌道について、運動エネルギーTが以下により与えられる。 T=−[V/2]=54.35eVFor a reduced electron orbit, the kinetic energy T is given by T =-[V / 2] = 54.35 eV

【0027】 同様に、基底状態の電子軌道の運動エネルギーが約13.6eVであることが
わかる。このように、遷移に対し約41eVのエネルギーにおける正味変化があ
る。
Similarly, it can be seen that the kinetic energy of the electron orbit in the ground state is about 13.6 eV. Thus, there is a net change in energy about 41 eV for the transition.

【0028】 H{Z(eff)=1; r=a(O)}からH{Z(eff)=2; r=a(O)/2} すなわち、エネルギーの触媒移動が起こる時、この41eVのうち、約27e
Vが放出され、残りの14eVは力バランスへの再安定に対して放出される。
From H {Z (eff) = 1; r = a (O) 2 to H {Z (eff) = 2; r = a (O) / 2} That is, when the catalyst transfer of energy occurs, this 41 eV Of which, about 27e
V is released and the remaining 14 eV is released for restoring to force balance.

【0029】 放射状の「基底状態」の場はフーリエ成分の重合わせと考えられ得る。もしm
×27.2eVと等しいエネルギーの積分のフーリエ成分が取り除かれるならば
、電子軌道の半径の内部の正の電場は以下だけ増加する。
A radial “ground state” field can be considered a superposition of Fourier components. If m
If the Fourier component of the integral of energy equal to × 27.2 eV is removed, the positive electric field inside the radius of the electron orbit will increase by:

【0030】 (m)×1.602×10-19C 結果として生じる電場は、球座標におけるラプラス方程式の時間調和解である
。減少させられた半径水素原子の場合、力バランスおよび非放射状態が達成され
る半径は以下により与えられる。
(M) × 1.602 × 10 −19 C The resulting electric field is a time harmonic solution of the Laplace equation in spherical coordinates. For a reduced radius hydrogen atom, the radius at which force balance and non-radiative states are achieved is given by:

【0031】 r(m)=a(O)/[m+1] ここで、mは整数 上に与えられたエネルギー変化式から、いわゆる「基底状態」からこの半径へ
と崩壊する際、原子が以下と等しい全エネルギーを放出することは理解され得る
であろう。
R (m) = a (O) / [m + 1] where m is an integer From the energy change equation given above, when the atom collapses from the so-called “ground state” to this radius, the atoms become It can be seen that they emit equal total energy.

【0032】 [(m+1)2−12]×13.59eV 出願人は、水素または重水素が単原子(またはいわゆる「発生期」)状態にお
いて見い出されるときに、上の(5)にしたがって起こるようなエネルギー放出
が起こると思われるだけであることを見い出した。分子水素は同様の挙動をさせ
られてもよいが、関連するより高いエネルギーのために遷移は達成させられるこ
とがより困難である。
[0032] [(m + 1) 2 -1 2] × 13.59eV applicant, when the hydrogen or deuterium is found in a single atom (or so-called "nascent") state, occurs according to the above (5) It was only found that such energy release would occur. Molecular hydrogen may be made to behave similarly, but the transition is more difficult to achieve due to the higher energy involved.

【0033】 単原子水素(H)または重水素(D)における遷移を達成するため、分子の解
離に有利なニッケルまたはタングステンのような基板上に気相における分子形を
蓄積することが必要である。単原子形に解離されることと同様に、水素または重
水素は反応を開始するために触媒システムに結合されるべきである。これを達成
する好ましい方法は解離に有利な陰極材料を使った電解による。
To achieve a transition in monoatomic hydrogen (H) or deuterium (D), it is necessary to accumulate the molecular forms in the gas phase on a substrate such as nickel or tungsten which favors the dissociation of the molecules. . As well as being dissociated into monoatomic forms, hydrogen or deuterium should be coupled to the catalyst system to initiate the reaction. The preferred way to achieve this is by electrolysis using a cathode material that favors dissociation.

【0034】 副基底状態のエネルギーへの遷移を促進する触媒システムは、HまたはDの原
子を「動かす(flip)」ために必要とされる[m×27.2]eVへのほと
んど完全なエネルギー結合を提供するものであることを出願人は発見した。実験
から、触媒により提供されたエネルギーの有効的な吸込みが原子により放出され
たそれと正確に等しい必要はないと考えられる。原子により放出されたエネルギ
ーと触媒システムにより吸収されたエネルギーとの間で±2%に相当する誤差が
あるときに、成功した遷移が達成された。これについての1つの可能な説明は、
巨視的なサイズのシステムにおいて、遷移がエネルギーのレベルの近似した一致
により開始させられるが、発生するそのような不一致は、受容イオンシステムの
運動エネルギーにおける全体的な損失または利得として明らかにされている、と
いうことである。活性なHまたはD触媒システムの分光分析はこれについて証拠
を与え得ると考えられる。
The catalyst system that promotes the transition to the secondary ground state energy is almost complete energy to [m × 27.2] eV required to “flip” the H or D atom Applicants have discovered that they provide a bond. From experiments, it is believed that the effective uptake of energy provided by the catalyst need not be exactly equal to that emitted by the atoms. A successful transition was achieved when there was an error corresponding to ± 2% between the energy emitted by the atoms and the energy absorbed by the catalyst system. One possible explanation for this is:
In a macro-sized system, the transition is initiated by a close match in the level of energy, but such a mismatch that occurs is manifested as an overall loss or gain in the kinetic energy of the accepting ion system. ,That's what it means. It is believed that spectroscopic analysis of the active H or D catalyst system may provide evidence for this.

【0035】 a0/n状態への遷移を開始させるために見い出された1つの触媒は、Rb+
イオン種のルビジウムである。炭酸塩Rb2CO3のようなルビジウム塩が水また
は重水素酸化物(重水)に溶解される、Rb+および(CO32-イオンへの実質
的な解離が起こる。Rb+ イオンが単原子HまたはDに近接して結合している場
合、a0/n状態への遷移は、約27.28evのそれの第2のイオン化エネル
ギーの供給により、ルビジウムイオンからさらなる電子の除去により促進される
。このように: Rb++H{a(O)/p}+27.28eV−> Rb2++e-+H{a(O)/[p+1]}+{[(p+1)2−p2]×13.5
9}eV ここで、pは任意の与えられたHまたはD原子についてのそのような遷移の整
数を表し、自発的な再関連付けにより、次のようになる。
One catalyst that has been found to initiate the transition to the a 0 / n state is Rb +
It is an ionic species of rubidium. Substantial dissociation into Rb + and (CO 3 ) 2− ions occurs, where a rubidium salt such as carbonate Rb 2 CO 3 is dissolved in water or deuterium oxide (deuterated water). If the Rb + ion is bonded in close proximity to the monatomic H or D, the transition to the a 0 / n state is due to the supply of about 27.28 ev of its second ionization energy from the rubidium ion to additional electrons. Promoted by the removal of Thus: Rb + + H {a (O) / p} +27.28 eV−> Rb 2+ + e + H {a (O) / [p + 1]} + {[(p + 1) 2 −p 2 ] × 13. 5
9 eV where p represents the integer number of such transitions for any given H or D atom, and with spontaneous reassociation:

【0036】 Rb2++e-=Rb++27.28eV このように、ルビジウム触媒は、反応中に変化しないままであり、遷移につき
1ネットのエネルギーの収量がある。
Rb 2+ + e = Rb + +27.28 eV Thus, the rubidium catalyst remains unchanged during the reaction, with a net energy yield per transition.

【0037】 Ti2+イオンの形のチタンおよびK+イオンの形のカリウムのような[m×27
.2]eVに近づくイオン化エネルギーを有する他の触媒システムが、使用され
得る。
[Mx27, such as titanium in the form of Ti 2+ ions and potassium in the form of K + ions
. 2] Other catalyst systems with ionization energies approaching eV can be used.

【0038】 出願人は、上記の説明が後述の現在受け入れられている量子論を構成している
と確信している。リュードベリおよびシュレディンガーの方程式で始めると、水
素における量子エネルギーについての分数の数が、観察されたUVおよびX線ス
ペクトルに一致している周波数での放出となる可能な遷移を引き起こすことが示
され得る。それゆえ、そのような遷移を開始させる助けとなる条件が、ある環境
のもとにある実験室において人工的に再生産され得ることが可能である。
Applicants believe that the above description constitutes the currently accepted quantum theory described below. Starting with the Rydberg and Schrodinger equation, it can be shown that the fractional number of quantum energies in hydrogen causes possible transitions that result in emission at frequencies consistent with the observed UV and X-ray spectra. It is therefore possible that the conditions that help initiate such a transition can be reproduced artificially in a laboratory under certain circumstances.

【0039】 単原子水素における遷移からの放出された放射の周波数についてのリュードベ
リ方程式は: v=R(h)c(1/n(2) 2−1/n(1) 2) ここで: vは放出されたフォトンの周波数 R(h)はリュードベリ定数、1.097373c107-1 cは真空中の光速、2.977×103ms-1 および n(1),n(2)は状態遷移 水素原子の結果として生じたエネルギー状態がn(2)を1/2と等しいことを
要求するものである場合に、2.467 x 1015Hz(約121nm)の紫
外線において観測されるライマン2−1遷移よりも高い周波数である放出が起こ
るだろう。実際には、約30.8nmの波長において観測される放出があり、そ
れはベーリンガーらによる銀河系のクラスタ放出(galactic cluster emissions
(Scientific American, January 1999)の最近の研究により確認されており、
上記の理論に従って、発生期の水素における1から1/2への他の遷移よりも、
そのような放出を起こすであろう他のいかなる量子力学的事象も、発明者にとっ
て考えることは困難である。
The Rydberg equation for the frequency of emitted radiation from a transition in monoatomic hydrogen is: v = R (h) c (1 / n (2) 2 −1 / n (1) 2 ) where: v Is the frequency of the emitted photon R (h) is the Rydberg constant, 1.097373c 10 7 m -1 c is the speed of light in vacuum, 2.977 × 10 3 ms -1 and n (1) and n (2) are the states If the resulting energy state transitions hydrogen atom is a request that n (2) equal to 1/2, Lyman 2 observed in the ultraviolet of 2.467 x 10 15 Hz (about 121 nm) An emission will occur that is at a higher frequency than the -1 transition. In fact, there is an emission observed at a wavelength of about 30.8 nm, which is due to the galactic cluster emissions by Boehringer et al.
(Scientific American, January 1999),
According to the above theory, than other transitions from 1 to 1/2 in nascent hydrogen,
Any other quantum mechanical event that would cause such an emission is difficult for the inventor to consider.

【0040】 標準リュードベリ方程式の上記の使用からわかるように、単原子状態おける水
素のそのような挙動は、単一のH原子のための多くの安定な電子的に好まれる状
態の一つとして従来の水素“基底状態”を見る。
As can be seen from the above use of the standard Rydberg equation, such behavior of hydrogen in the monatomic state is conventionally regarded as one of many stable electronically preferred states for a single H atom. See the "ground state" of hydrogen.

【0041】 要約すると、それらの環境とのフォトンの交換によって電子−軌道−半径を著
しく減らすHまたはD原子の増殖が生成される。これらの原子は、比較的、化学
的に無反応であり、容易に分子形態H−HまたはD−Dをとらないと思われる。
これは、後述するように、重要性を有しかつ融合経路を可能にする、幸運な特性
である。
In summary, the exchange of photons with their environment produces a proliferation of H or D atoms that significantly reduces the electron-orbit-radius. These atoms are relatively chemically unreactive and will not readily assume the molecular form HH or DD.
This is a lucky property that is important and enables the fusion pathway, as described below.

【0042】 ヘリウムのようなより重い元素を形成するために、軽い核、水素および重水素
の融合は、反応物質を温度および圧力の極端な状態におくことにより伝統的に促
進されるものである。融合が発生するためにほぼ十分な核をもたらすために克服
すべき大きな電荷障壁があるので、これが必要である。
The fusion of light nuclei, hydrogen and deuterium, to form heavier elements such as helium, is traditionally facilitated by subjecting the reactants to extremes of temperature and pressure. . This is necessary because there are large charge barriers to overcome to provide nearly enough nuclei for fusion to occur.

【0043】 減少した電子軌道半径を有する原子を用いて、隣接した核が電気障壁の対応す
る減少を経験してもよいし、原子核間分離が小さくなってもよい。原子核間分離
の減少によって、融合プロセスがより確実になり、より簡単に起こるようになる
With atoms having reduced electron orbital radii, adjacent nuclei may experience a corresponding reduction in the electrical barrier, and internuclear separation may be reduced. Reduced nuclear separation makes the fusion process more reliable and easier to occur.

【0044】 重水素原子には2つの原理的な融合経路がある。第1は: 2 1D+2 1D=3 2He+1 0n ここで、2つの重水素の核が融合してヘリウムの同位元素および自由中性子を
生成し、それは、中間エネルギー(約0.8Mev)のβ- 粒子の放出をともな
って引き続いて崩壊し(半減期6.48 × 102S)、ニュートリノの形を
生成し、安定した陽子になる。
There are two principle fusion pathways for deuterium atoms. First: 2 1 D + 2 1 D = 3 2 He + 1 0 n , where the two deuterium nuclei generate isotopes and free neutrons fused helium, it is an intermediate energy (about 0.8Mev ) With subsequent release of β - particles (half-life 6.48 × 10 2 S), producing neutrino forms and stable protons.

【0045】 第2は: 2 1D+2 1D=3 1T+1 1H ここで、2つの重水素の核が融合して三重水素(T)として知られている水素
の同位元素および自由な安定した陽子を生成する。三重水素は、非常に低いエネ
ルギー(約0.8MeV)のβ-粒子の放出をともなって、やがては崩壊し(半減
期12.3年)、3 2Heになる。
The second is: 2 1 D + 2 1 D = 3 1 T + 1 1 H where the two deuterium nuclei fuse to form a hydrogen isotope, known as tritium (T), and a free isotope. Produce stable protons. Tritium, beta very low energy (about 0.8MeV) - along with the release of particles, eventually collapsed (. The half-life 12 years), the 3 2 the He.

【0046】 2つのうち、第2の融合経路はそのエネルギー産出の穏やかな爆発のために好
ましく、なぜなら融合の生成物は生産において(比較的)無害であり、例えば、
薄い1枚のキッチンホイルによりまたは10mmのアクリルプラスチックにより
効率的に遮蔽され得る放射を放出しつつ短時間で完全な無害な種に崩壊する。
Of the two, the second fusion pathway is preferred because of its mild explosion of energy production, because the products of fusion are (relatively) harmless in production, eg
Disintegrates in a short time into completely harmless species, emitting radiation that can be efficiently shielded by a thin piece of kitchen foil or by 10 mm of acrylic plastic.

【0047】 重水素核が(熱核爆弾におけるような)高温高圧条件下に一緒に押し込められ
ると、第1経路にとって優性になるための50パーセント以上の確率がある。こ
れは高温プロセスが融合点において核整列を無視するからである。それは、実際
に区別なく核を一緒に押し込め、十分に融合して爆発を生み出すことを期待する
事項である。しかしながら、それが確立された理論に従って、究極的に好ましい
融合経路を決定する各々の核内の電荷に関する核の配列であると出願人は、考え
る。
When deuterium nuclei are forced together under hot and high pressure conditions (such as in a thermonuclear bomb), there is a probability of more than 50 percent to become dominant for the first pass. This is because the high temperature process ignores nuclear alignment at the fusion point. It is the hope that they will actually push the nuclei together indiscriminately and fuse well to create an explosion. However, applicants believe that it is the nuclear arrangement for the charge within each nucleus that, according to established theory, determines the ultimately preferred fusion pathway.

【0048】 第2のより有害でない経路のためのより高い確率を達成するために、接近する
核が、陽子間分離が最大であるような静電的に配列させる時間をもつ必要がある
。これは、熱核爆弾内に見られるよりもはるかにより低いエネルギーで達成され
得る。減少した電子−軌道−半径を有する構成要素および相応して潜在的により
小さい原子核間距離を用いることによって、第2の三重水素形成経路のための高
い可能性を達成するために必要な電荷関連付け配列を可能にしつつ、融合がより
低い温度において(そして結果的により低いエネルギーにおいて)開始され得る
。減少された電子−経路−半径の重水素を容器それ自体の水の中に閉じ込められ
たプラズマ放電中に導入することによって、融合が開始されてもよい。6000
Kのオーダの温度がある一定のプラズマ放電内に得られ、これが、減少された電
子−軌道−半径の重水素を生成するために多重の量子遷移に結合され、2段階プ
ロセスからエネルギーの実質的な収量を生み出す。
To achieve a higher probability for the second less harmful path, approaching nuclei need to have time to be electrostatically aligned such that interproton separation is maximized. This can be achieved with much lower energy than found in thermonuclear bombs. By using components with reduced electron-orbital-radius and correspondingly potentially smaller internuclear distances, the charge association arrangement required to achieve a high potential for the second tritium formation pathway Can be initiated at lower temperatures (and consequently at lower energies), while allowing for Fusion may be initiated by introducing a reduced electron-path-radius deuterium into a plasma discharge confined in the water of the vessel itself. 6000
A temperature on the order of K is obtained within a certain plasma discharge, which is combined into multiple quantum transitions to produce deuterium of reduced electron-orbit-radius, and substantially reduces the energy from the two-step process. Produce high yields.

【0049】 水素原子のもう一つの可能であるがありそうでない融合プロセスは: 1 1H+1 1H=2 1D+β++γ ここでβ+は生成物の1つとして生成される。The fusion process is not a likely but is another possible hydrogen atoms: 1 1 beta + Here H + 1 1 H = 2 1 D + β + + γ is produced as one of the products.

【0050】 発明の実施例は、例によって、および添付の模式的図面を参照して説明される
Embodiments of the invention will be described by way of example and with reference to the accompanying schematic drawings, in which:

【0051】 図1の装置は実験室において発明の原理に従うエネルギー発生を可能にするも
のである。いかなる熱暴走の危険も最小化され、その一方、2つの段階からのエ
ネルギー放出のレベルが純粋に化学的または電子化学的な挙動から生じるものを
はるかに超過していることを例示している。それはまた、簡単な熱量測定、オフ
ガスおよびその後の滴定のための液体の抜き取りの安全な排気をも可能にする(
装置の動作中に化学反応が起こらないことを例示するために)。
The device of FIG. 1 enables energy generation in a laboratory according to the principles of the invention. The risk of any thermal runaway is minimized, while illustrating that the levels of energy release from the two stages far exceed those resulting from purely chemical or electrochemical behavior. It also allows for simple calorimetry, safe evacuation of off-gas and withdrawal of liquid for subsequent titration (
To illustrate that no chemical reaction occurs during operation of the device).

【0052】 1つの250mlビーカーは絶縁体の役割をするガラスキルト、または拡張さ
れたポリスチレン外枠6を備える。これは、陰極9の周辺の領域が外側から見ら
れるように検査切り抜きを含むことができる。ビーカーは200mlの水を含み
、その中に、約2mMolの濃度の溶液を与えるために少量の炭酸カリウムが溶
けている。プラチナ導線1は実験室の基準接地(グランド)面に接地されている
。面積約10mm2 の1枚のプラチナ(白金)箔である陽極10は、力学的クリ
ンプによりこの導線に取り付けられている。デジタル温度計2は、容器内の液体
の中に挿入されている。直径0.25mmのタングステン線陰極9は、ホウケイ
酸塩ガラスまたはセラミック管4により被覆され、線の10mmから20mmを
液体に接してさらすように電解液中に浸漬された端部においてシールされている
。導線および温度計の完全な組立品は、装置の簡単な分解および検査を可能にす
るアクリル板5により保持されている。
One 250 ml beaker is provided with a glass quilt or an expanded polystyrene outer frame 6 acting as an insulator. This can include inspection cutouts so that the area around the cathode 9 can be seen from the outside. The beaker contains 200 ml of water, in which a small amount of potassium carbonate is dissolved to give a solution with a concentration of about 2 mMol. The platinum conductor 1 is grounded to a reference ground (ground) surface of the laboratory. An anode 10, which is a piece of platinum foil having an area of about 10 mm 2 , is attached to this wire by mechanical crimping. The digital thermometer 2 is inserted into the liquid in the container. A 0.25 mm diameter tungsten wire cathode 9 is covered by a borosilicate glass or ceramic tube 4 and sealed at the end immersed in the electrolyte to expose 10 to 20 mm of the wire in contact with the liquid. . The complete assembly of conductors and thermometer is held by an acrylic plate 5 which allows easy disassembly and inspection of the device.

【0053】 2アンペアまでの供給を可能にする、直流360ボルトまでの電源は、描かれ
ている装置の外側に配置されている。この電源の正端子は実験室の基準接地(グ
ランド)面に接続され、負端子は絶縁された高電圧スイッチユニットの1つの極
に接続されている。スイッチの他の極は装置の外部のタングステン線陰極9に接
続されている。
A power supply up to 360 volts DC, which allows supply up to 2 amps, is located outside the depicted device. The positive terminal of this power supply is connected to the reference ground plane of the laboratory, and the negative terminal is connected to one pole of the insulated high voltage switch unit. The other pole of the switch is connected to a tungsten wire cathode 9 outside the device.

【0054】 装置を動作させるために、溶液8は、装置の外側を予め熱することにより、ま
たは溶液中に加熱エレメントを通して電力を通過させることにより(示されてな
い)、40℃と80℃との間に最初に上昇される。溶液がこれらの温度の間のと
きに、それが上の装置に移され、または加熱エレメントが使用される場合には、
これがオフされる。
To operate the device, the solution 8 is heated to 40 ° C. and 80 ° C. by preheating the outside of the device or by passing power through a heating element into the solution (not shown). During the first rise. When the solution is between these temperatures, it is transferred to the above equipment, or if a heating element is used,
This is turned off.

【0055】 記載されているように行われたすべての接続で、スイッチは1%のデューティ
サイクルおよび100Hzのパルス繰り返し周波数において動作するように設定
されている。強烈なプラズマアークが断続的に陰極または陰極近くの水中で打た
れていることが検査切り抜きを通して見られるであろう。もし引き出される電流
をモニタする装置が利用可能であれば、スイッチング回路が動作している際にそ
のシステムが1ワットの領域において消費することがわかるであろう。装置内の
急激な温度上昇によって、電気入力により説明されるよりもはるかに大量のエネ
ルギーが放出されていることがわかるであろう。比較してみると、ヒータエレメ
ントが電極の代わりに用いられ、1ワットで動作することができ、効果が観測さ
れる。同じ入力パワーの抵抗加熱エレメントを用いたテストと比較して、大量の
エネルギーが装置の陰極の近くで放出されていることを確認するために高性能の
熱量測定を全く必要とせず、そのようなことは、プロセスのための反応の大きさ
である。
For all connections made as described, the switches are set to operate at a duty cycle of 1% and a pulse repetition frequency of 100 Hz. It will be seen through the inspection cutout that an intense plasma arc is intermittently struck in the water at or near the cathode. If a device to monitor the current drawn is available, it will be seen that the system consumes in the region of 1 watt when the switching circuit is operating. It will be seen that the rapid temperature rise in the device is releasing much more energy than is explained by the electrical input. By comparison, a heater element is used instead of an electrode, can operate at 1 watt, and the effect is observed. Compared to tests with resistive heating elements of the same input power, no high-performance calorimetry was required to ensure that a large amount of energy was being emitted near the cathode of the device, and such The thing is the size of the reaction for the process.

【0056】 表1に示されているようなこの装置を用いた代表的な1時間のセッションから
得られたデータは、下記のとおりである。
The data obtained from a representative one hour session using this device as shown in Table 1 is as follows:

【0057】 運転前測定 開始電解液量 0.200 l(リットル) 開始セル温度 39.200 ℃ 実験室周囲温度 20.500 ℃ 仕様容器の熱容量 70.300 J.℃-1 仕様電解液の熱容量 4180.000 J.I-1.℃-1 定常RMS電圧 4.000 ボルト 定常RMS電圧 0.067 アンペア Pre-operation measurement starting electrolyte volume 0.200 l (liter) Starting cell temperature 39.200 ° C. Laboratory ambient temperature 20.500 ° C. Heat capacity of specification container 70.300 ℃ -1 specification Electrolyte heat capacity 4180.000 J.C. I -1 . C- 1 steady RMS voltage 4.000 volts steady RMS voltage 0.067 amps

【0058】 運転後結果 入力時間 3600.000 秒 最終電解液量 0.180 l(リットル) 最終セル温度 93.600 ℃ 定常RMS電圧 6.700 ボルト 定常RMS電流 0.122 アンペア 時間平均パワー 0.506 ワット Result input time after operation 360.000 seconds Final electrolyte volume 0.180 l (liter) Final cell temperature 93.600 ° C. Steady RMS voltage 6.700 volt Steady RMS current 0.122 Amps Time average power 0.506 Watt

【0059】 結果概要 容器利得 3824.320 ジュール 電解液利得 43181.740 ジュール 放射パワー 38681.030 ジュール 蒸発損失 48509.240 ジュール 入力エネルギー合計 1820.070 ジュール 出力エネルギー合計 134196.300 ジュール Summary of Results Vessel Gain 3824.320 Joules Electrolyte Gain 43181.740 Joules Radiation Power 38681.030 Joules Evaporation Loss 4509.240 Joules Total Input Energy 1820.070 Joules Total Output Energy 134196.300 Joules

【0060】 この表から、このテスト中の総入力エネルギーは1820ジュールと測定され
、200mlの水を1℃上昇させるために838ジュールの入力を必要とするこ
とを大まかな指針と考え、それから放射損失も心に留めておき、直接加熱するこ
とにより水はおよそ2℃上昇すると予想されるであろうことがわかるであろう。
実際は、実験中に水の温度が39.2℃から93.6℃に上昇し、相当量の蒸気
もまた放出された。さらに、134196ジュールと計算されたエネルギー出力
は光エネルギー出力およびファラデーの電気分解のように二次的効果を考慮に入
れない。
From this table, the total input energy during this test was measured to be 1820 Joules, and a rough guideline was to require 838 Joules of input to raise 200 ml of water by 1 ° C. Also keep in mind that it will be appreciated that direct heating would be expected to raise the water by approximately 2 ° C.
In fact, the temperature of the water increased from 39.2 ° C. to 93.6 ° C. during the experiment, and a considerable amount of steam was also released. Furthermore, the energy output calculated as 134196 Joules does not take into account secondary effects such as light energy output and Faraday electrolysis.

【0061】 図1の装置を動作させるために適したシステムが図2のブロック図に描かれて
いる。パルス発生器20は、可変するデューティサイクルパルス波形を高電圧ス
イッチユニット22に供給する。パルス波形は、オシロスコープ24上にモニタ
され、その繰り返し周波数は、第1の周波数カウンタ26に表示されてもよい。
第2の周波数カウンタ28は、スイッチユニット22のクロック速度をモニタす
るために設けられている。電源30は、0Vと360Vとの間の電圧を、図1に
示されるように、装置12の電極に印加するように動作可能である。電圧レベル
はデジタルマルチメーター32から読まれてもよい。電極9および10間のRM
S電圧は、マルチメーター34に示されており、また電極間を通過するRMS電
流は、1オーム抵抗器37に生じる電圧を測定することにより、他のマルチメー
ター36に示されている。装置12内の温度は、ディップ温度プローブ(探針)
38に示されている。スイッチユニット22は、電極間に一定の電圧を印加する
ためのプッシュボタンスイッチ39によってバイパスされてもよい。
A suitable system for operating the apparatus of FIG. 1 is depicted in the block diagram of FIG. The pulse generator 20 supplies a variable duty cycle pulse waveform to the high voltage switch unit 22. The pulse waveform is monitored on an oscilloscope 24, and its repetition frequency may be displayed on a first frequency counter 26.
The second frequency counter 28 is provided to monitor the clock speed of the switch unit 22. The power supply 30 is operable to apply a voltage between 0V and 360V to the electrodes of the device 12, as shown in FIG. The voltage level may be read from the digital multimeter 32. RM between electrodes 9 and 10
The S voltage is shown on a multimeter 34, and the RMS current passing between the electrodes is shown on another multimeter 36 by measuring the voltage developed across a one ohm resistor 37. The temperature in the device 12 is measured by a dip temperature probe.
38. The switch unit 22 may be bypassed by a push button switch 39 for applying a constant voltage between the electrodes.

【0062】 スイッチユニット22の回路図は図3に示されている。図2のシステムにおい
て、入力40はパルス発生器20の出力に接続されている。スイッチユニットの
出力42は、装置12の陰極に接続されている。2つのNANDゲート44およ
び46は、シュミットトリガー2入力NANDゲートチップ型4093の4分の
2である。NANDゲート44はプリセット抵抗器45により設定された繰り返
し周波数で、非安定マルチバイブレータとして動作している。ゲート44の出力
は、NANDゲート46の一方の入力へ供給され、他方の入力は回路入力40を
形成する。NANDゲート46の出力は、トランジスタ48,50および52か
らなる3つのトランジスタ増幅器に接続されている。増幅器は、変圧器54の一
次の一端に順に接続され、他端は接地されている。変圧器の出力は、ダイオード
56,58,60および62から形成されるブリッジ整流器へ供給される。
The circuit diagram of the switch unit 22 is shown in FIG. In the system of FIG. 2, the input 40 is connected to the output of the pulse generator 20. The output 42 of the switch unit is connected to the cathode of the device 12. The two NAND gates 44 and 46 are two quarters of the Schmitt trigger 2-input NAND gate chip type 4093. The NAND gate 44 operates as an unstable multivibrator at the repetition frequency set by the preset resistor 45. The output of gate 44 is provided to one input of NAND gate 46, the other input forming circuit input 40. The output of NAND gate 46 is connected to a three transistor amplifier consisting of transistors 48, 50 and 52. The amplifier is sequentially connected to one primary end of a transformer 54, and the other end is grounded. The output of the transformer is provided to a bridge rectifier formed by diodes 56, 58, 60 and 62.

【0063】 整流器の出力は、抵抗器64を通して絶縁ゲートバイポーラトランジスタ66
(IGBT)のゲートへ供給される。装置12の負荷はIGBTのドレイン回路
内に接続されている。15kVのダイオード68は、装置12内のプラズマ放電
からのかなり大きなEMI放射からIGBTを保護するためにIGBT66のド
レインとソースとの間に接続され、この敏感な半導体へのダメージを回避する。
さらなるダイオード70は、同様の方法でEMIブロッカーとして働くように、
IGBTのドレインと回路出力42との間に設けられている。標準20mm5A
クイックブローヒューズ69は、過電流に対して素子を保護するためにIGBT
のソースとグランドとの間に接続されている。
The output of the rectifier is connected to an insulated gate bipolar transistor 66 through a resistor 64.
(IGBT). The load of device 12 is connected in the drain circuit of the IGBT. A 15 kV diode 68 is connected between the drain and source of IGBT 66 to protect the IGBT from significant EMI emissions from the plasma discharge in device 12 to avoid damage to this sensitive semiconductor.
An additional diode 70 is provided to act as an EMI blocker in a similar manner.
It is provided between the drain of the IGBT and the circuit output 42. Standard 20mm5A
The quick blow fuse 69 is an IGBT to protect the device against overcurrent.
Connected between the source and ground.

【0064】 図3の回路の動作は以下の通りである。NANDゲート44の繰り返し周波数
は、好ましくは4および6MHz間に設定される。パルス発生器20はスイッチ
ングのデューティを設定するために調整されている。発生器からの外部パルスを
受け取り次第、NANDゲート46は増幅器へ4から6MHzの方形波のパケッ
トを通過させる。増幅器は、相当な電流利得を有し、変圧器54の一次が、それ
と並列に接続されたキャパシタ72および抵抗器74により形成されたRC回路
と共振的に駆動されることを可能にする。変圧器54は、2対1の昇圧比を有し
、約19ボルトの4から6MHzの信号がブリッジ整流器に現われる。整流器出
力のインピーダンスは、IGBT66のスイッチオンおよびスイッチオフ時間が
非常に速いように、並列抵抗器76によって本質的に決定されている。このよう
に、測定可能な電力を消費しているときに、素子の動作点は全くない。装置12
の負荷は、IGBTのドレイン回路に設置されており、それゆえにそのソース端
子が高い側の接地電位を超えて上昇することが決してないことを確実にするため
に作られた“共通ソース”内で動作している。再び、このことは、過度の入力電
力を使用する構成である。この回路は、10nsより少なくスイッチされた波形
の立ち上がり時間および適度な供給電圧での30nsと同じくらい低くなり得る
立ち下がり時間を確実にしている。
The operation of the circuit of FIG. 3 is as follows. The repetition frequency of NAND gate 44 is preferably set between 4 and 6 MHz. The pulse generator 20 is adjusted to set the switching duty. Upon receipt of an external pulse from the generator, NAND gate 46 passes a 4-6 MHz square wave packet to the amplifier. The amplifier has significant current gain and allows the primary of the transformer 54 to be driven resonantly with the RC circuit formed by the capacitor 72 and resistor 74 connected in parallel. Transformer 54 has a 2 to 1 boost ratio, and a 4 to 6 MHz signal of about 19 volts appears at the bridge rectifier. The impedance of the rectifier output is essentially determined by the parallel resistor 76 so that the switch-on and switch-off times of the IGBT 66 are very fast. Thus, there is no operating point for the element when consuming measurable power. Device 12
Of the IGBT is placed in the drain circuit of the IGBT, and therefore in a "common source" created to ensure that its source terminal never rises above the high side ground potential. It is working. Again, this is a configuration that uses excessive input power. This circuit ensures a rise time of the switched waveform less than 10 ns and a fall time that can be as low as 30 ns at a moderate supply voltage.

【0065】 図3の回路のための好ましい部品および型は以下の通りである。 トランジスタ 4,50−2N 3649 トランジスタ 52−2N 3645 ダイオード 56,58,60,62−BAT85 ショットキ 変圧器 54−RS195−460 IGBT 66−GT8Q101 ダイオード 68−15kv EHT ダイオード 70−1N1198APreferred components and molds for the circuit of FIG. 3 are as follows. Transistor 4,50-2N 3649 Transistor 52-2N 3645 Diode 56,58,60,62-BAT85 Schottky Transformer 54-RS195-460 IGBT 66-GT8Q101 Diode 68-15kv EHT Diode 70-1N1198A

【0066】 抵抗器 値(Ω) キャパシタ 47 1.8k 49 10pF 51 33 55 33nF 53 220 72 22pF 74 56 76 560 64 56 Resistor value (Ω) Capacitor value 47 1.8 k 49 10 pF 51 33 55 33 nF 53 220 72 22 pF 74 56 76 560 64 56

【0067】 発明を実行するための第2の装置が図4に示される。この装置は、管状チャン
バ80を備え、それは、排他的ではなくアルミニウムまたはジェラルミンのよう
な非磁性金属または金属合金材料から構成されてもよく、あるいは非透磁性セラ
ミック材料またはホウケイ酸塩ガラスから構成されてもよい。管状チャンバ80
にはフランジ82および84およびガスケット86を通るパイプワークのシステ
ムにそれの組み込みを許容するためにフランジ付の形に構成されている。チャン
バ80に二つの電極を入れ、陰極88は絶縁ガラスまたはセラミック90により
シールドされており、それ自体チャンバの軸92に沿って呈するように形成され
ている。陽極94は、類似した絶縁ワイヤ96に接続されており、陰極88と反
対に環状プレートを呈するように形成されている。陰極チップと陽極プレートと
の間の距離は、およそチャンバ80の半径と等しくあるべきである。陰極は、タ
ングステン、ジルコニウム、ステンレス鋼、銅、ニッケルまたはタンタル、また
は他のメタリックまたは導電性セラミック材料より構成されてもよく、それは上
記の解離プロセスに寄与し得る。陽極は、白金、パラジウム、ロジウムまたは電
解液と化学反応の著しいレベルも受けない不活性材料により構成されてもよい。
A second device for carrying out the invention is shown in FIG. The device comprises a tubular chamber 80, which may be constructed from a non-magnetic metal or metal alloy material such as, but not limited to, aluminum or duralin, or from a non-permeable ceramic material or borosilicate glass. You may. Tubular chamber 80
Are configured with flanges to allow their incorporation into the system of pipework through flanges 82 and 84 and gasket 86. Two electrodes are placed in the chamber 80, and the cathode 88 is shielded by insulating glass or ceramic 90 and is itself formed to present along an axis 92 of the chamber. The anode 94 is connected to a similar insulated wire 96 and is formed to present an annular plate opposite the cathode 88. The distance between the cathode tip and the anode plate should be approximately equal to the radius of the chamber 80. The cathode may be composed of tungsten, zirconium, stainless steel, copper, nickel or tantalum, or other metallic or conductive ceramic materials, which may contribute to the dissociation process described above. The anode may be composed of platinum, palladium, rhodium or an inert material that does not undergo significant levels of chemical reaction with the electrolyte.

【0068】 数千回までの巻数の線からなる直径0.1から0.8mmのエナメル仕上げの
銅および銀の線の巻線98がチャンバ80を取り囲み、それと同心にある。この
巻線98の目的は、チャンバ80内部に軸方向の磁場を作り出すことである。
A winding 98 of an enamelled copper and silver wire of 0.1 to 0.8 mm diameter consisting of up to thousands of turns of wire surrounds and is concentric with the chamber 80. The purpose of this winding 98 is to create an axial magnetic field inside the chamber 80.

【0069】 変化する比率における通常の“軽”水との組み合わせで重水素酸化物を含み、
かつ排他的ではなく、カリウム、ルビジウムまたはリチウムの高モル濃度塩また
はそのような塩の組み合わせを含む電解液がチャンバ80を通して陽極が陰極の
下流である方向にポンプで注入される。
Including deuterium oxide in combination with normal “light” water in varying proportions,
And, but not exclusively, an electrolyte comprising a high molarity salt of potassium, rubidium or lithium, or a combination of such salts, is pumped through chamber 80 in a direction where the anode is downstream of the cathode.

【0070】 陽極導線96は接地面または0ボルトに接続されている。陰極88は、接地さ
れた陽極94に関して、負の50と好ましくは2000ボルトとの間の可変なソ
ースに接続されているが、このような陽極94に関して負の数万ボルトまでの電
圧に結合されてもよい。その発明の性能をさらに高めるために、負の電圧が0.
001と0.5との間のデューティサイクルを持つパルスの形で供給されてもよ
い。
The anode conductor 96 is connected to a ground plane or 0 volt. Cathode 88 is connected to a variable source between negative 50 and preferably 2000 volts with respect to grounded anode 94, but is coupled to voltages up to negative tens of thousands of volts with respect to such anode 94. You may. In order to further enhance the performance of the invention, the negative voltage is set to 0.
It may be provided in the form of pulses having a duty cycle between 001 and 0.5.

【0071】 巻線98は、最初、典型的には0.5と1.5アンペアの電流を供給するよう
、交流電圧で駆動される。印加された交流電圧の周波数は直流から15KHzま
で可能であるべきであり、加えて陰極88に印加されたパルスと同期してもよい
The winding 98 is initially driven with an AC voltage to provide a current of typically 0.5 and 1.5 amps. The frequency of the applied AC voltage should be able to range from DC to 15 KHz, and may additionally be synchronized with the pulses applied to the cathode 88.

【0072】 これらの条件下で、プラズマアークは陰極88の付近に当たる。巻線98に流
れる電流の強度および周波数は、陰極88からの材料の過度の蒸発を避けるため
、陰極88の近傍からのプラズマアークの除去を提供するように調節されてもよ
い。
Under these conditions, the plasma arc hits near the cathode 88. The intensity and frequency of the current flowing through winding 98 may be adjusted to provide for the removal of a plasma arc from near cathode 88 to avoid excessive evaporation of material from cathode 88.

【0073】 チャンバ80を通してポンプで注入されてプラズマアークを通過した電解液の
量は、その沸点以下の閉じたシステムにおけるこのような電解液の温度を安定化
させるために変化されてもよい。
The amount of electrolyte pumped through the chamber 80 and passed through the plasma arc may be varied to stabilize the temperature of such electrolytes in a closed system below its boiling point.

【0074】 熱はチャンバ80に再度導入される前にそれを熱交換器を通過させることによ
り電解液から抽出されてもよい。これが装置の動作により消滅するに従い、電解
液の水/重水素の含有量を満たすために供給が行われてもよい。そのシステムは
熱の除去を容易にするために圧力の範囲で動作してもよい。
Heat may be extracted from the electrolyte by passing it through a heat exchanger before being reintroduced into chamber 80. As this disappears due to the operation of the device, a supply may be made to satisfy the water / deuterium content of the electrolyte. The system may operate at a range of pressures to facilitate heat removal.

【0075】 その発明を実行するためのさらなる装置は、図4と同様に、およそ1:2.5
に縮尺した図5に示される。それは、機械加工化されたナイロン支持橋102上
の一端に支持されたホウケイ酸塩反応管100を備えている。第2の機械加工さ
れたナイロンエレメント104は、管の他端に取り付けられている。橋102お
よびエレメント104は、管100に対して8mmのねじが切られたステンレス
鋼スタッド110により固定されている。
A further apparatus for carrying out the invention, similar to FIG.
5 is shown in FIG. It comprises a borosilicate reaction tube 100 supported at one end on a machined nylon support bridge 102. A second machined nylon element 104 is attached to the other end of the tube. Bridge 102 and element 104 are secured to tube 100 by 8 mm threaded stainless steel studs 110.

【0076】 第1の陰極106は、ニッケル線メッシュの形である。それはステンレス鋼支
持体108上の管100の一端に取り付けられている。第1の陰極106との電
気的接続はPVCスリーブ線を通っている(図示せず)。
The first cathode 106 is in the form of a nickel wire mesh. It is attached to one end of a tube 100 on a stainless steel support 108. The electrical connection to the first cathode 106 is through a PVC sleeve line (not shown).

【0077】 第2の陰極112は、ドリルで孔のあいたマコール(macor)セラミックシー
ス(被覆)114内に設けられた0.5mmの直径長さのタングステン線からな
り、それは、10mmのステンレス鋼管116内に順に配置される。管116は
支持体102を通過し、第2の陰極112が通る外側の端にパースペックス(pe
rspex)エンドキャップ118を有する。PVCじょうご(funnel)120は、
第2の陰極112の辺りに設けられ、それに向かってテーパが付けられており、
陰極チップがそれの狭い開口端に隣接している。じょうごはステンレス鋼支持体
108上に設けられたスリーブ121上に支持されている。
The second cathode 112 consisted of a 0.5 mm diameter tungsten wire provided in a drilled macor ceramic sheath 114, which was a 10 mm stainless steel tube 116. Are arranged in order. Tube 116 passes through support 102 and has a perspex (pe) at the outer end through which second cathode 112 passes.
rspex) having an end cap 118. The PVC funnel 120
Is provided around the second cathode 112 and is tapered toward it;
A cathode tip is adjacent to its narrow open end. The funnel is supported on a sleeve 121 provided on a stainless steel support 108.

【0078】 陽極は、0.25mmの直径の白金線122を備えており、それは管100内
の一端で白金箔124のシートに接続されている。第2の陰極112のように、
陽極は10mmの直径のステンレス鋼管126内に設けられており、それはナイ
ロンエレメント104を通りパースペックスエンドキャップ128によりそれの
外側の端で閉じられている。白金線122は、エンドキャップ128を通過して
いる。
The anode is provided with a platinum wire 122 of 0.25 mm diameter, which is connected at one end in the tube 100 to a sheet of platinum foil 124. Like the second cathode 112,
The anode is provided in a 10 mm diameter stainless steel tube 126, which is passed through the nylon element 104 and closed at its outer end by a perspex end cap 128. The platinum wire 122 passes through the end cap 128.

【0079】 プラズマ偏向コイル130は、陽極124と陰極106,112との間の管1
00内に取り付けられている。電力はコネクター132を通りコイルに供給され
る。
The plasma deflection coil 130 is connected to the tube 1 between the anode 124 and the cathodes 106 and 112.
It is mounted in 00. Power is supplied to the coil through connector 132.

【0080】 電解液は、支持橋102を通して設けられた黄銅入口134を経由して管10
0に供給され、黄銅出口136を経由してナイロンエレメント104を通して流
れ出る。追加の黄銅出口138は、また装置の動作中に電解液が採取され得るよ
うにナイロンエレメント104に設けられる。装置のヒューズホルダおよびケー
ブルコネクタは、支持橋102に取り付けられたユニット140内に設けられる
The electrolyte is supplied to the tube 10 via a brass inlet 134 provided through the support bridge 102.
0 and flows out through the nylon element 104 via the brass outlet 136. An additional brass outlet 138 is also provided in the nylon element 104 so that electrolyte can be collected during operation of the device. The fuse holder and cable connector of the device are provided in a unit 140 mounted on the support bridge 102.

【0081】 図5の装置は、上記のように図4と同様の方法で動作される。主な違いは、2
つの陰極106,112が1つの陰極の代わりに用いられることである。使用に
際して、電解液は、入口134から出口136まで管100を通して供給され、
電極を通過する。電圧パルスの間に金属水素化物の層がその表面に形成され、そ
の後、解離して発生時の単原子水素/重水素を形成するように、パルス状電圧が
第1の陰極106に印加される。印加された電圧特性は、単原子水素/重水素の
生成率を最適化するために選択される。これらの生成物はじょうご120によっ
て第2の陰極112に向けて注がれる。電圧は、その場所でプラズマ放電を発生
するために第2の陰極112に印加される。
The device of FIG. 5 operates in a manner similar to that of FIG. 4 as described above. The main difference is 2
One cathode 106, 112 is used instead of one cathode. In use, the electrolyte is supplied through tube 100 from inlet 134 to outlet 136,
Pass through the electrodes. A pulsed voltage is applied to the first cathode 106 so that a layer of metal hydride is formed on the surface during the voltage pulse and then dissociated to form mononuclear hydrogen / deuterium as generated. . The applied voltage characteristics are selected to optimize the monoatomic hydrogen / deuterium production rate. These products are poured by funnel 120 towards second cathode 112. A voltage is applied to the second cathode 112 to generate a plasma discharge at that location.

【0082】 第1および第2の陰極に印加された電圧の特性および大きさは同様であってよ
いが、異なるデューティ期間が各々の陰極に用いられることが有利となり得る。
第1の陰極の下流に第2の陰極を備えた、この陰極の配置は、単原子水素/重水
素とプラズマとの間の接触を最大限にすること、従って装置の効率を追求する。
これは、じょうご120によってさらに促進される。
While the characteristics and magnitude of the voltage applied to the first and second cathodes may be similar, it may be advantageous for different duty periods to be used for each cathode.
This arrangement of the cathode, with a second cathode downstream of the first cathode, maximizes the contact between the monatomic hydrogen / deuterium and the plasma, and thus pursues the efficiency of the device.
This is further facilitated by funnel 120.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 比較的小さな規模の発明に従う方法を実施するための装置を示す。FIG. 1 shows an apparatus for performing the method according to the invention on a relatively small scale.

【図2】 図1の装置の性能を操作および測定するためのシステムを示す。FIG. 2 shows a system for operating and measuring the performance of the device of FIG.

【図3】 図2のシステムのための高電圧、高周波スイッチ回路の回路図を示す。FIG. 3 shows a circuit diagram of a high voltage, high frequency switch circuit for the system of FIG.

【図4】 図1の装置のそれよりも大きな規模の発明に従う方法を実施するための装置を
示す。
FIG. 4 shows a device for performing a method according to the invention on a larger scale than that of the device of FIG. 1;

【図5】 2つの陰極を含む発明の方法を実施するためのさらなる装置を示す。FIG. 5 shows a further apparatus for performing the method of the invention comprising two cathodes.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW (71)出願人 Westgate House,Colc hester,Essex CO7 6H J Great Britain (71)出願人 デイヴィース,キャロライン,ジェーン DAVIES,Caroline,Jan e イギリス エセックス シー・オー7 6 エイチ・ジェイ コルチェスター デッド ハム ウエストゲート ハウス Westgate House,Dedh am,Colchester,Essex CO7 6HJ Great Brit ain (71)出願人 ビース,ロバート,マイケル,ヴィクター BEITH,Robert,Michae l,Victor イギリス サフォーク アイ・ピー13 0 イー・エフ ウッドブリッジ イーストン ウォール ヴュー Wall View,Easton,Wo odbridge,Suffolk IP 13 0EF Great Britain (72)発明者 エックルズ,クリストファー,ロバート イギリス エセックス シー・オー7 6 エイチ・ジェイ コルチェスター ウエス トゲート ハウス──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID , IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW (71 Applicant Westgate House, Colcester, Essex CO76H J Great Britain (71) Applicant Davies, Caroline, Jane DAVIES, Caroline, Jane Essex C.O.7 J.H. , Dedham, Colchester, Essex C 76 HJ Great Brit ain (71) Applicants Bees, Robert, Michael, Victor BEITH, Robert, Michael, Victor Suffolk IP130 UK EF Woodbridge Easton Wall View, Wallview, EO 130 0EF Great Britain (72) Inventor Eccles, Christopher, Robert Essex C.O. 76 HJ Colchester Westgate House

Claims (35)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 触媒をその中に有する電解液を供給するステップを備え、そ
の触媒は副基底エネルギー状態への電解液中の水素および/または重水素原子の
遷移を開始させるために適し、電解液中にプラズマ放電を発生させるステップを
さらに備える、エネルギー放出の方法。
Providing an electrolyte having a catalyst therein, wherein the catalyst is suitable for initiating a transition of hydrogen and / or deuterium atoms in the electrolyte to a sub-ground energy state; The method of energy release further comprising generating a plasma discharge in the liquid.
【請求項2】 プラズマ放電が電解液中の電極に電圧を印加することにより
発生される、請求項1記載の方法。
2. The method of claim 1, wherein the plasma discharge is generated by applying a voltage to an electrode in the electrolyte.
【請求項3】 電圧が断続的なプラズマ放電を生み出すために印加される、
請求項2記載の方法。
3. A voltage is applied to create an intermittent plasma discharge.
The method of claim 2.
【請求項4】 印加される電圧が50から20000Vの範囲内である、請
求項2または3記載の方法。
4. The method according to claim 2, wherein the applied voltage is in the range of 50 to 20,000 volts.
【請求項5】 印加される電圧が300Vより大きい、請求項2から4のい
ずれかに記載の方法。
5. The method according to claim 2, wherein the applied voltage is greater than 300V.
【請求項6】 印加される電圧が実質的に方形状波形を有する、請求項2か
ら5のいずれかに記載の方法。
6. The method according to claim 2, wherein the applied voltage has a substantially square waveform.
【請求項7】 印加される電圧が0.001と0.5との間のデューティサ
イクルを有するパルス状波形を有する、請求項2から6のいずれかに記載の方法
7. The method according to claim 2, wherein the applied voltage has a pulsed waveform having a duty cycle between 0.001 and 0.5.
【請求項8】 電圧が絶縁ゲートバイポーラトランジスタを備えるスイッチ
装置によりオンおよびオフに切り替えられる、請求項2から7のいずれかに記載
の方法。
8. The method according to claim 2, wherein the voltage is switched on and off by a switching device comprising an insulated gate bipolar transistor.
【請求項9】 印加される電圧が直流と100kHzとの間の周波数を有す
る波形を有する、請求項2から8のいずれかに記載の方法。
9. The method according to claim 2, wherein the applied voltage has a waveform having a frequency between DC and 100 kHz.
【請求項10】 水素および/または重水素原子を形成するために解離する
電極上に金属水素化物が形成される、請求項2から7のいずれかに記載の方法。
10. The method according to claim 2, wherein a metal hydride is formed on an electrode that dissociates to form hydrogen and / or deuterium atoms.
【請求項11】 金属水素化物が電圧パルスの間に電極上に形成され、引き
続いて解離して水素および/または重水素原子を形成する、請求項10記載の方
法。
11. The method according to claim 10, wherein the metal hydride is formed on the electrode during the voltage pulse and subsequently dissociates to form hydrogen and / or deuterium atoms.
【請求項12】 印加される電圧により発生される電流密度が400,00
0A/m2 またはそれ以上である、請求項2から11のいずれかに記載の方法。
12. The current density generated by the applied voltage is 400,00
The method according to any of claims 2 to 11, wherein the method is 0 A / m 2 or more.
【請求項13】 電解液を電極を通過して供給するステップを備える、請求
項2から12のいずれかに記載の方法。
13. The method according to claim 2, comprising the step of supplying an electrolyte through the electrodes.
【請求項14】 電解液を電極を通過して供給するステップの後、電解液が
熱交換器を通して供給される、請求項13記載の方法。
14. The method of claim 13, wherein, after the step of supplying the electrolyte through the electrodes, the electrolyte is supplied through a heat exchanger.
【請求項15】 電解液を熱交換器を通して供給するステップの後、それが
電解液に帰還される、請求項14記載の方法。
15. The method according to claim 14, wherein after the step of supplying the electrolyte through the heat exchanger, it is returned to the electrolyte.
【請求項16】 電極の領域において磁場を発生するステップをさらに備え
る、請求項2から15のいずれかに記載の方法。
16. The method according to claim 2, further comprising generating a magnetic field in the area of the electrode.
【請求項17】 電極を取り囲む巻き線にパワーを供給することによって磁
場が発生される、請求項16記載の方法。
17. The method of claim 16, wherein the magnetic field is generated by applying power to a winding surrounding the electrode.
【請求項18】 巻き線に印加された電圧の周波数が直流から100MHz
の範囲内にある、請求項17記載の方法。
18. The frequency of a voltage applied to a winding is from DC to 100 MHz.
18. The method of claim 17, wherein
【請求項19】 陰極の付近に発生されたプラズマ放電をそこから離間させ
るように磁場が配列された、請求項16から18のいずれかに記載の方法。
19. The method according to claim 16, wherein the magnetic field is arranged to separate a plasma discharge generated in the vicinity of the cathode therefrom.
【請求項20】 水素および/または重水素原子が第1の陰極を用いて形成
され、プラズマ放電を発生するために印加された電圧が陽極と第2の陰極との間
に印加される、請求項2から19のいずれかに記載の方法。
20. Hydrogen and / or deuterium atoms are formed using the first cathode, and a voltage applied to generate a plasma discharge is applied between the anode and the second cathode. Item 20. The method according to any one of Items 2 to 19.
【請求項21】 請求項13またはそれに従属するいずれかの請求項に従属
する場合に、第2の陰極が第1の陰極から下流にある、請求項20記載の方法。
21. The method of claim 20, wherein the second cathode is downstream from the first cathode when dependent on claim 13 or any of the dependent claims.
【請求項22】 陰極電極がタングステン、ジルコニウム、ステンレス鋼、
ニッケルおよび/またはタンタルを含む、請求項2から21のいずれかに記載の
方法。
22. A cathode electrode comprising tungsten, zirconium, stainless steel,
22. The method according to any of claims 2 to 21, comprising nickel and / or tantalum.
【請求項23】 陰極電極がタングステン、ジルコニウム、ステンレス鋼、
および/またはタンタルの基板上に包まれたニッケル箔のシースを備える、請求
項22記載の方法。
23. A cathode electrode comprising tungsten, zirconium, stainless steel,
23. The method of claim 22, comprising a nickel foil sheath wrapped on a tantalum substrate.
【請求項24】 陽極電極が電解液に関して不活性な材料により形成される
、請求項2から23のいずれかに記載の方法。
24. The method according to claim 2, wherein the anode electrode is formed of a material that is inert with respect to the electrolyte.
【請求項25】 陽極が白金、パラジウムおよび/またはロジウムを含む、
請求項24記載の方法。
25. The anode comprises platinum, palladium and / or rhodium,
The method according to claim 24.
【請求項26】 プラズマの温度が約6000Kまたはそれ以上である、前
項のいずれかに記載の方法。
26. The method according to any preceding claim, wherein the temperature of the plasma is about 6000K or higher.
【請求項27】 1から20mMolの範囲内で電解液中の水に対する触媒
の比率を変化させるステップを備える、前項のいずれかに記載の方法。
27. The method according to any of the preceding claims, comprising varying the ratio of catalyst to water in the electrolyte within the range of 1 to 20 mMol.
【請求項28】 電解液が水および/または重水素化水および/または重水
素酸化物を含む、前項のいずれかに記載の方法。
28. The method according to claim 1, wherein the electrolyte comprises water and / or deuterated water and / or deuterium oxide.
【請求項29】 反応により消費される唯一の反応成分は水または重水素化
水である、請求項28記載の方法。
29. The method of claim 28, wherein the only reactant consumed by the reaction is water or deuterated water.
【請求項30】 エネルギー発生を制御するために電解液中の水に対する重
水素酸化物および/または重水素化水の比率を変化させるステップを備えた、請
求項28または29記載の方法。
30. The method according to claim 28, further comprising the step of varying the ratio of deuterated oxide and / or deuterated water to water in the electrolyte to control energy generation.
【請求項31】 プラズマ放電を発生する前に、40から80℃の間の温度
に電解液を加熱するステップを備える、前項のいずれかに記載の方法。
31. A method according to any of the preceding claims, comprising heating the electrolyte to a temperature between 40 and 80 ° C. before generating a plasma discharge.
【請求項32】 融合が次の経路の少なくとも1つを経由して起こる、前項
いずれかに記載の方法。2 1 D+2 1D=3 2He+1 0n または2 1 D+2 1D=3 1T+1 1H または1 1 H+1 1H=2 1D+β+ +γ
32. The method according to any of the preceding claims, wherein the fusion occurs via at least one of the following pathways. 2 1 D + 2 1 D = 3 2 He + 1 0 n or 2 1 D + 2 1 D = 3 1 T + 1 1 H or 1 1 H + 1 1 H = 2 1 D + β + + γ
【請求項33】 陽極と、第1および第2の陰極と、入口および出口を有す
る反応容器と、電解液を容器を通して入口から出口へ供給する手段とを備え、そ
の電解液は、副基底状態への電解液中の水素および/または重水素原子の遷移を
開始させるために適した触媒をその中に有し、水素および/または重水素原子を
形成するために陽極と第1の陰極との間に電圧を印加するための手段と、電解液
中でプラズマ放電を発生させるために陽極と第2の陰極との間に電圧を印加する
ための手段とをさらに備え、第2の陰極は第1の陰極から下流にある、前記のい
ずれかの請求項に記載の方法を行うための装置。
33. An anode, first and second cathodes, a reaction vessel having an inlet and an outlet, and means for supplying an electrolyte from the inlet to the outlet through the vessel, wherein the electrolyte is in a sub-ground state. A catalyst suitable for initiating a transition of hydrogen and / or deuterium atoms in the electrolyte to the anode and the first cathode to form hydrogen and / or deuterium atoms. Means for applying a voltage between the electrodes, and means for applying a voltage between the anode and the second cathode to generate a plasma discharge in the electrolyte, wherein the second cathode is Apparatus for performing the method according to any of the preceding claims, downstream from one cathode.
【請求項34】 第2の陰極に向かって電解液の流れを収束させる手段を含
む、請求項33記載の装置。
34. The apparatus of claim 33, including means for converging the flow of the electrolyte toward the second cathode.
【請求項35】 収束手段は、じょうごまたはノズルの形である、請求項3
4記載の装置。
35. The converging means is in the form of a funnel or a nozzle.
An apparatus according to claim 4.
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