RU2521621C2 - Method of increasing intensity of exothermic nuclear fusion reaction with nuclei of hydrogen isotopes in metal body and apparatus for realising said method - Google Patents

Method of increasing intensity of exothermic nuclear fusion reaction with nuclei of hydrogen isotopes in metal body and apparatus for realising said method Download PDF

Info

Publication number
RU2521621C2
RU2521621C2 RU2011153894/07A RU2011153894A RU2521621C2 RU 2521621 C2 RU2521621 C2 RU 2521621C2 RU 2011153894/07 A RU2011153894/07 A RU 2011153894/07A RU 2011153894 A RU2011153894 A RU 2011153894A RU 2521621 C2 RU2521621 C2 RU 2521621C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metal
hydrogen
deuterium
reactor
gaseous
Prior art date
Application number
RU2011153894/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2521621C9 (en
RU2011153894A (en
Inventor
Владимир Владимирович Кольцов
Дмитрий Николаевич Суглобов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория радиационных измерений (ЛаРИ)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория радиационных измерений (ЛаРИ)" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория радиационных измерений (ЛаРИ)"
Priority to RU2011153894/07A priority Critical patent/RU2521621C9/en
Publication of RU2011153894A publication Critical patent/RU2011153894A/en
Publication of RU2521621C2 publication Critical patent/RU2521621C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2521621C9 publication Critical patent/RU2521621C9/en

Links

Images

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: physics, atomic power.
SUBSTANCE: present group of inventions relates to means of studying nuclear fusion reactions involving nuclei of hydrogen isotopes. The invention involves forming a metallic crystalline body (MCB) via condensation of metal vapour and embedding atoms of hydrogen isotopes into the MCB so that at least some of the atoms with hydrogen nuclei are at the shortest possible distance from each other. Atoms of hydrogen isotopes are embedded simultaneously to form the MCB itself by condensation of metal vapour in a medium of gaseous hydrogen isotopes and by fusion of metal microcrystals obtained via condensation of metal vapour in a medium of gaseous hydrogen isotopes and annealing in a medium of gaseous hydrogen isotopes. The disclosed apparatus comprises the following units, connected by gas pipes with valves: a source of gaseous hydrogen isotopes; a reactor capable of evaporating metal and condensing metal vapour into a MCB in a medium of gaseous hydrogen isotopes; a means of controlling pressure of the gaseous medium in the source of gaseous hydrogen isotopes and in the reactor; means of monitoring pressure of said gaseous medium; and means of detecting products of nuclear reactions.
EFFECT: creating conditions for increasing intensity of nuclear reactions.
15 cl, 10 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Изобретения относятся к ядерной физике и могут быть использованы для получения энергии и проведения исследований по осуществлению управляемого ядерного синтеза в твердом теле с участием ядер изотопов водорода.The invention relates to nuclear physics and can be used to generate energy and conduct research on the implementation of controlled nuclear fusion in a solid with the participation of nuclei of hydrogen isotopes.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Управляемый ядерный синтез с участием изотопов водорода перспективен для получения энергии дешевым, экологически чистым способом с практически неисчерпаемыми ресурсами [1].Controlled nuclear fusion with the participation of hydrogen isotopes is promising for energy in a cheap, environmentally friendly way with practically inexhaustible resources [1].

Реакция синтеза атомных ядер - слияние ядер с образованием составного ядра происходит при сближении ядер до расстояния порядка 10-12÷10-13 см, для чего ядрам необходимо преодолеть препятствующий их сближению кулоновский барьер, вызванный электростатическим отталкиванием ядер [2].The synthesis of atomic nuclei - the fusion of nuclei with the formation of a composite nucleus occurs when the nuclei come closer to a distance of the order of 10 -12 ÷ 10 -13 cm, for which the nuclei must overcome the Coulomb barrier that prevents them from converging, caused by electrostatic repulsion of nuclei [2].

Эффективным способом преодоления ядрами кулоновского барьера является столкновение ядер, предварительно ускоренных до энергии большей высоты кулоновского барьера. Этот способ реализуется в устройствах ядерного синтеза при взаимодействии ядер, предварительно ускоренных в ускорителе, и в установках термоядерного синтеза [1], где достаточно большая для реакции ядерного синтеза кинетическая энергия сталкивающихся ядер обеспечивается высокой температурой реагентов.An effective way to overcome the Coulomb barrier by nuclei is to collide nuclei previously accelerated to an energy greater than the Coulomb barrier height. This method is implemented in nuclear fusion devices during the interaction of nuclei previously accelerated in an accelerator, and in fusion facilities [1], where the kinetic energy of the colliding nuclei sufficiently large for the nuclear fusion reaction is provided by the high temperature of the reactants.

Управляемый термоядерный синтез интенсивно разрабатывается с 1950-х годов, но ввиду технической сложности реализации до настоящего времени не получил коммерческого использования и вопрос о использовании ядерного синтеза как управляемого источника энергии остается открытым. Существенно, что термоядерный синтез требует громоздких установок для своей реализации.Controlled thermonuclear fusion has been intensively developed since the 1950s, but due to the technical complexity of implementation, it has not yet received commercial use, and the question of using nuclear fusion as a controlled energy source remains open. It is significant that thermonuclear fusion requires bulky installations for its implementation.

В 1989 г. появились сообщения Флейшмана [3] и Джонса [4] о возможности низкотемпературного ядерного синтеза в твердом теле. Эти сообщения привлекли всеобщее внимание, поскольку при успешной реализации низкотемпературный ядерный синтез выгодно отличается от термоядерного синтеза технической простотой и возможностью создания малогабаритных энергоблоков. И хотя известные работы не дали однозначного подтверждения возможности низкотемпературного ядерного синтеза и тем более он не получил коммерческой реализации, для ядерной энергетики низкотемпературный ядерный синтез остается заманчивой целью.In 1989, Fleishman [3] and Jones [4] reported on the possibility of low-temperature nuclear fusion in a solid. These reports have attracted widespread attention since, upon successful implementation, low-temperature nuclear fusion compares favorably with thermonuclear fusion by its technical simplicity and the ability to create small-sized power units. And although the well-known works did not give unambiguous confirmation of the possibility of low-temperature nuclear fusion and the more so it did not receive commercial implementation, for nuclear energy, low-temperature nuclear fusion remains an attractive target.

В принципе низкотемпературный ядерный синтез, при котором кинетическая энергия сталкивающихся атомных ядер меньше высоты кулоновского барьера, возможен за счет квантового туннельного эффекта. Для одной и той же высоты кулоновского барьера вероятность такого туннелирования возрастает с уменьшением массы ядер и с уменьшением ширины кулоновского барьера [5]. Известные процессы ядерного синтеза за счет туннельного эффекта, идущие естественным путем в природе, имеют очень малую интенсивность и практического интереса не представляют. Так, вероятность реакции ядерного синтеза в единицу времени в D2 - молекуле дейтерия оценивается как PD2 ~10-64 с-1, в HD-молекуле дейтероводорода PHD2 ~10-55 c-1 [6]. In principle, low-temperature nuclear fusion, in which the kinetic energy of colliding atomic nuclei is less than the height of the Coulomb barrier, is possible due to the quantum tunneling effect. For the same height of the Coulomb barrier, the probability of such tunneling increases with decreasing mass of nuclei and with decreasing width of the Coulomb barrier [5]. The known processes of nuclear fusion due to the tunnel effect, occurring naturally in nature, are of very low intensity and are of no practical interest. So, the probability of a nuclear fusion reaction per unit time in a D 2 - deuterium molecule is estimated as P D2 ~ 10 -64 s -1 , in a HD deuterium hydrogen molecule P HD2 ~ 10 -55 s -1 [6].

Вероятность реакции ядерного синтеза в молекулах изотопов водорода за счет туннельного эффекта можно увеличить путем изменения структуры молекул. Этот способ реализован в мюонном катализе, когда в молекулах изотопов водорода один из электронов заменяется на мюон [7]. В такой мезомолекуле расстояние между ядрами изотопов водорода становится значительно меньше, чем в обычных молекулах изотопов водорода. Соответственно, становится меньше и ширина кулоновского барьера, препятствующего ядерному синтезу. Как и управляемый термоядерный синтез, мюонный катализ ввиду технических проблем пока еще не получил коммерческой реализации и остается только предметом научных исследований.The probability of a nuclear fusion reaction in hydrogen isotope molecules due to the tunnel effect can be increased by changing the structure of the molecules. This method is implemented in muon catalysis, when one of the electrons is replaced by a muon in the molecules of hydrogen isotopes [7]. In such a mesomolecule, the distance between the nuclei of hydrogen isotopes becomes much smaller than in ordinary hydrogen isotope molecules. Accordingly, the width of the Coulomb barrier, which hinders nuclear fusion, also becomes smaller. Like controlled thermonuclear fusion, muon catalysis, due to technical problems, has not yet been commercialized and remains only the subject of scientific research.

Другой путь увеличения интенсивности экзотермической реакции ядерного синтеза, происходящей за счет туннельного эффекта, это использование явления ослабления в процессе образования металлического кристаллического тела кулоновского взаимодействия между заряженными частицами, оказывающимися внутри такой металлической кристаллической матрицы.Another way to increase the intensity of the exothermic reaction of nuclear fusion due to the tunnel effect is to use the phenomenon of attenuation in the process of formation of a metallic crystalline body of the Coulomb interaction between charged particles that appear inside such a metallic crystalline matrix.

Так, известен способ изменения интенсивности (вероятности в единицу времени) электромагнитных переходов малой энергии между уровнями атомного ядра при образовании кристаллической металлической матрицы, содержащей возбужденные атомные ядра. Этот способ впервые был предложен и экспериментально подтвержден в работе [8] на примере распада изомерного состояния энергии 76 эВ в ядрах 235mU, внедренных в матрицу металлического серебра в процессе ее образования.Thus, there is a known method for changing the intensity (probability per unit time) of low energy electromagnetic transitions between the levels of an atomic nucleus during the formation of a crystalline metal matrix containing excited atomic nuclei. This method was first proposed and experimentally confirmed in [8] by the example of the decay of the isomeric state of energy 76 eV in 235m U nuclei embedded in a silver metal matrix during its formation.

Распад изомерного состояния ядер 235U происходит путем внутренней электронной конверсии, при которой за счет электромагнитного взаимодействия между нуклонами возбужденного ядра и атомными электронами энергия ядерного возбуждения переходит на атомную электронную оболочку, в результате чего из атомной оболочки урана излучаются электроны энергии, равной нескольким десяткам эВ. Вероятность такого конверсионного перехода определяется интенсивностью электромагнитного взаимодействия, вызывающего переход [9]. Изменение вероятности изомерного перехода означает изменение интенсивности электромагнитного взаимодействия между атомным ядром и атомными электронами, например, вследствие изменения расстояния между ядром и электронами в различном химическом окружении или вследствие изменения в состоянии конверсионных электронов, например, за счет их рассеяния на атомах матрицы.The decay of the isomeric state of 235 U nuclei occurs through internal electron conversion, in which, due to electromagnetic interaction between the nucleons of the excited nucleus and atomic electrons, the nuclear excitation energy is transferred to the atomic electron shell, as a result of which electrons of energy equal to several tens of eV are emitted from the atomic shell of uranium. The probability of such a conversion transition is determined by the intensity of the electromagnetic interaction causing the transition [9]. A change in the probability of an isomeric transition means a change in the intensity of the electromagnetic interaction between the atomic nucleus and atomic electrons, for example, due to a change in the distance between the nucleus and electrons in a different chemical environment or due to a change in the state of conversion electrons, for example, due to their scattering by matrix atoms.

Для атомов 235mU с изомерными ядрами на поверхности металлов или в приповерхностных слоях металлов, откуда по излучению конверсионных электронов может непосредственно наблюдаться изомерный переход, период полураспада изомерного состояния равен приблизительно 26 минутам. Экспериментально известно, что в зависимости от вида металла (золото, серебро, медь и другие) период полураспада 235mU на поверхности металлов или в их приповерхностных слоях (на глубине в несколько десятков ангстрем) варьирует в пределах 5% [10]. Вариация периода полураспада такой величины объясняются зависимостью вероятности конверсионного перехода в ядрах 235mU от степени деформации атомной оболочки ядер 235mU в различном атомном окружении [11].For 235m U atoms with isomeric nuclei on the metal surface or in the surface layers of metals, from which the isomeric transition can be directly observed from the radiation of conversion electrons, the half-life of the isomeric state is approximately 26 minutes. It is experimentally known that, depending on the type of metal (gold, silver, copper and others), the half-life of 235m U on the surface of metals or in their surface layers (at a depth of several tens of angstroms) varies within 5% [10]. The half-life variation of this magnitude is explained by the dependence of the probability of a conversion transition in 235m U nuclei on the degree of deformation of the atomic shell of 235m U nuclei in different atomic environments [11].

Однако в работе [8] было обнаружено замедление изомерного перехода 235mU на порядок величины - до 230 минут в образцах, полученных конденсацией из паров металла серебряной пленки, содержащей изомерные ядра 235mU, и отжигом этих образцов. Обнаруженное в работе [8] сильное изменение вероятности электромагнитного перехода в ядре 235mU в дальнейшем было подтверждено в работе [12], в которой также было выяснено, что величина эффекта зависит от микроструктуры образца и этот сильный эффект имеет место только в течение относительно небольшого времени после образования кристаллической серебряной матрицы с изомерными ядрами 235mU. Для использованной в работах [8, 12] толщины серебряной матрицы порядка 0,1 мкм это время составляло около одного часа.However, in [8], a slowdown of the 235m U isomeric transition was found to be an order of magnitude — up to 230 minutes in samples obtained by condensation from a metal vapor of a silver film containing 235m U isomeric nuclei and annealing of these samples. The strong change in the probability of the electromagnetic transition in the 235m U nucleus found in [8] was subsequently confirmed in [12], which also showed that the magnitude of the effect depends on the microstructure of the sample and this strong effect takes place only for a relatively short time after the formation of a crystalline silver matrix with 235m U isomeric nuclei. For the thickness of the silver matrix used in [8, 12] of the order of 0.1 μm, this time was about one hour.

Похожий эффект уменьшения вероятности изомерного ядерного перехода, но значительно меньшей величины, чем для изомерного ядра 235mU - порядка 0,1%, наблюдали в работе [13] при образовании кристаллической металлической матрицы, содержащей изомерные ядра 99mTc, для которых энергия изомерного перехода равна 2.17 кэВ. В работе [14] было показано, что вероятность ядерного изомерного перехода 99mTc уменьшается по мере заглубления изомерного ядра в металлическую матрицу.A similar effect of decreasing the probability of an isomeric nuclear transition, but much smaller than that for the 235m U isomeric nucleus, of the order of 0.1%, was observed in [13] during the formation of a crystalline metal matrix containing 99m Tc isomeric nuclei for which the isomeric transition energy is equal to 2.17 keV. It was shown in [14] that the probability of a 99m Tc nuclear isomeric transition decreases as the isomeric nucleus deepens into the metal matrix.

Для эффективного использования предложенного в работе [8] способа изменения вероятности электромагнитных переходов между уровнями атомного ядра в кристаллической металлической матрице необходимо знать причину этого эффекта. Как теоретически было показано в работах [15, 16], большая величина наблюдавшегося в работе [8] эффекта не объясняется ни деформацией атомной оболочки урана в серебряной матрице, ни рассеянием конверсионных электронов на атомах матрицы - при самом различном изменении микроструктуры серебряной матрицы этим можно объяснить изменение вероятности изомерного перехода ядра 235mU в матрице не более чем на 50%. Невозможность такого объяснения наблюдавшегося в работе [8] эффекта следует и непосредственно из эксперимента поскольку периоды полураспада изомера 235mU на поверхности серебра и в его приповерхностных слоях различаются не более чем на 5%, тогда как в приповерхностных слоях серебра в полной мере имеют место и деформация атомных оболочек урана и рассеяние конверсионных электронов от атомов матрицы. В то же время наблюдавшееся в работе [8] уменьшение вероятности изомерного ядерного перехода 235U в серебряной матрице можно объяснить ослаблением в матрице электромагнитного взаимодействия между электронной оболочкой и изомерным ядром вследствие подавления внутри матрицы нулевых колебаний электромагнитного поля (далее - "НКП"). Возможность такого объяснения уменьшения вероятности изомерного ядерного перехода 235U следует из современного представления о механизме электромагнитного взаимодействия между частицами как их взаимодействие посредством НКП.To effectively use the method proposed in [8] for changing the probability of electromagnetic transitions between the levels of the atomic nucleus in a crystalline metal matrix, it is necessary to know the reason for this effect. As theoretically shown in [15, 16], the large magnitude of the effect observed in [8] is not explained either by deformation of the atomic shell of the uranium in the silver matrix or by scattering of conversion electrons by the atoms of the matrix — this can be explained by a very different change in the microstructure of the silver matrix the change in the probability of an isomeric transition of the 235m U nucleus in the matrix is no more than 50%. The impossibility of such an explanation of the effect observed in [8] also follows directly from the experiment, since the half-lives of the 235m U isomer on the silver surface and in its surface layers differ by no more than 5%, while deformation in the surface layers of silver fully takes place atomic shells of uranium and scattering of conversion electrons from matrix atoms. At the same time, the decrease in the probability of the 235 U isomeric transition observed in the silver matrix observed in [8] can be explained by the weakening of the electromagnetic interaction between the electron shell and the isomeric core in the matrix due to the suppression of zero electromagnetic field oscillations inside the matrix (hereinafter referred to as “NKP”). The possibility of such an explanation for the decrease in the probability of a 235 U isomeric nuclear transition follows from the modern concept of the mechanism of electromagnetic interaction between particles as their interaction through NCP.

Нулевые колебания какой-либо физической системы - это специфический квантовый эффект. Так, для любого осциллятора в нижнем состоянии по энергии его кинетическая энергия не равна нулю - осциллятор испытывает нулевые колебания. Эффект нулевых колебаний экспериментально наблюдаем, например, невозможность получить твердый гелий объясняется тем, что энергия нулевых колебаний атомов гелия больше, чем энергия связи между ними. Представление о нулевых колебаниях относится и к колебаниям электромагнитного поля - даже когда нет фотонов, которые можно зарегистрировать, энергия электромагнитного поля не равна нулю за счет его нулевых колебаний. В свободном пространстве НКП имеют непрерывный спектр частот - от нуля и до бесконечности.Zero vibrations of a physical system is a specific quantum effect. So, for any oscillator in the lower state in energy, its kinetic energy is not equal to zero - the oscillator experiences zero oscillations. The effect of zero vibrations is experimentally observed, for example, the inability to obtain solid helium is explained by the fact that the energy of zero vibrations of helium atoms is greater than the binding energy between them. The concept of zero-point vibrations also applies to electromagnetic-field vibrations - even when there are no photons that can be detected, the energy of the electromagnetic field is not equal to zero due to its zero-point vibrations. In free space, NKPs have a continuous spectrum of frequencies - from zero to infinity.

Согласно теории возмущений квантовой электродинамики электромагнитное взаимодействие между частицами описывается как взаимодействие частиц с НКП [17]. То есть электромагнитное взаимодействие индуцируется НКП и величина электромагнитного взаимодействия пропорциональна интенсивности НКП. При резонансном электромагнитном взаимодействии, например при излучении фотона некоторой частоты атомами или атомными ядрами, интенсивность излучения (вероятность излучения в единицу времени) пропорциональна интенсивности НКП на той же частоте. При рассеянии заряженных частиц, в частности при их кулоновском взаимодействии, сила электромагнитного взаимодействия определяется в основном НКП с длиной волны порядка расстояния между частицами. Если в той области пространства, где находятся взаимодействующие частицы, интенсивность НКП уменьшается, то ослабевает и электромагнитное взаимодействие между этими частицами.According to the perturbation theory of quantum electrodynamics, the electromagnetic interaction between particles is described as the interaction of particles with NCP [17]. That is, the electromagnetic interaction is induced by the NKP and the magnitude of the electromagnetic interaction is proportional to the intensity of the NKP. In resonant electromagnetic interaction, for example, when a photon of a certain frequency is emitted by atoms or atomic nuclei, the radiation intensity (the probability of radiation per unit time) is proportional to the NKP intensity at the same frequency. In the scattering of charged particles, in particular during their Coulomb interaction, the strength of the electromagnetic interaction is determined mainly by the LPC with a wavelength of the order of the distance between the particles. If in the region of space where the interacting particles are located, the LPC intensity decreases, then the electromagnetic interaction between these particles also weakens.

Уменьшение интенсивности низкочастотных НКП имеет место, например, внутри резонатора - полости с хорошо отражающими электромагнитные волны стенками. В таком резонаторе подавлены НКП с длиной волны большей поперечника резонатора [18], что можно объяснить, например, представив образование резонатора заданного размера как сжатие бесконечно большого резонатора. При этом за счет эффекта Доплера при отражении НКП от сближающихся стенок исходного резонатора частота НКП повышается и интенсивность низкочастотных НКП внутри резонатора становится меньше, чем в свободном пространстве. Вследствие этого для возбужденных атомов в резонаторе оказывается подавленным излучение фотонов с длиной волны, большей поперечника резонатора [19].A decrease in the intensity of low-frequency NKP occurs, for example, inside the resonator — cavities with walls that reflect the electromagnetic waves well. In such a cavity, NKPs with a wavelength longer than the cavity diameter are suppressed [18], which can be explained, for example, by representing the formation of a cavity of a given size as compression of an infinitely large cavity. In this case, due to the Doppler effect, when the NKP is reflected from the approaching walls of the original resonator, the NKP frequency increases and the intensity of the low-frequency NKP inside the resonator becomes less than in free space. As a result, the emission of photons with a wavelength longer than the cavity diameter [19] is suppressed for excited atoms in the cavity.

Уменьшение интенсивности низкочастотных НКП также имеет место и в сплошной конденсированной среде [20, 21], в частности в кристаллическом теле - предельном случае резонатора малых размеров. Этот эффект можно объяснить, представив образование конденсированной среды как ее конденсацию из разряженных атомов. За счет доплеровского отражения НКП от сближающихся атомов среды интенсивность низкочастотных НКП внутри конденсированной среды становится меньше, чем в свободном пространстве.A decrease in the intensity of low-frequency NCLs also takes place in a continuous condensed medium [20, 21], in particular in a crystalline body — the limiting case of a small cavity. This effect can be explained by representing the formation of a condensed medium as its condensation from discharged atoms. Due to the Doppler reflection of the NKP from the approaching atoms of the medium, the intensity of the low-frequency NKP inside the condensed medium becomes less than in free space.

Различие в интенсивности НКП внутри и вне конденсированной среды уменьшается с уменьшением коэффициента отражения электромагнитных волн от материала среды, то есть уменьшается с ростом частоты НКП. Кроме того, как теоретически показано в работах [20, 21], это различие растет с увеличением расстояния точки наблюдения НКП от поверхности вглубь конденсированной среды. Такой доплеровский механизм подавления НКП в конденсированной среде приводит к существенному отличию спектра НКП с длинами волн, большими межатомных расстояний в среде, поскольку только для таких электромагнитных волн имеет место значительное отражение от материала среды.The difference in the NKP intensity inside and outside the condensed medium decreases with a decrease in the coefficient of reflection of electromagnetic waves from the material of the medium, that is, decreases with increasing frequency of the NKP. In addition, as theoretically shown in [20, 21], this difference grows with increasing distance of the observation point of the NQF from the surface deep into the condensed medium. Such a Doppler mechanism of suppressing NKP in a condensed medium leads to a significant difference in the NKP spectrum with wavelengths longer than interatomic distances in the medium, since only for such electromagnetic waves does significant reflection from the medium material take place.

В работе [22] показано, что уменьшение интенсивности НКП по доплеровскому механизму при образовании серебряной матрицы с ядерными изомерами 235mU по крайней мере качественно объясняет уменьшение вероятности изомерного перехода 235U, наблюдавшееся в работах [8, 12]. В работе [23] отмечается, что ослаблением интенсивности НКП в глубь кристаллической металлической матрицы можно объяснить наблюдавшееся в работе [14] уменьшение вероятности ядерного изомерного перехода 99mTc по мере заглубления изомерных ядер 99mTc в матрицу.It was shown in [22] that the decrease in the LPC intensity by the Doppler mechanism during the formation of a silver matrix with nuclear isomers 235m U at least qualitatively explains the decrease in the probability of the 235 U isomeric transition observed in [8, 12]. It was noted in [23] that a decrease in the LPC intensity deep into the crystalline metal matrix can explain the decrease in the probability of a 99m Tc nuclear isomeric transition observed in [14] as the 99m Tc isomeric nuclei deepen into the matrix.

Другой механизм уменьшения интенсивности НКП в металлическом кристалле по сравнению с интенсивностью НКП в свободном пространстве, который также может влиять на интенсивность изомерных переходов атомных ядер в кристалле, обусловлен изменением взаимодействия НКП с атомными электронами при образовании кристалла из свободных атомов металла, в частности из паров металла. Для атома в свободном пространстве взаимодействие НКП с каким-либо одним из атомных электронов дает следующий вклад в полную энергию электрона [24]:Another mechanism for decreasing the NKP intensity in a metal crystal as compared to the NKP intensity in free space, which can also affect the intensity of isomeric transitions of atomic nuclei in a crystal, is caused by a change in the interaction of NKP with atomic electrons during the formation of a crystal from free metal atoms, in particular from metal vapor . For an atom in free space, the interaction of NKP with any one of the atomic electrons makes the following contribution to the total energy of the electron [24]:

W = e 2 π m c 3 E с в . / ω max ω d ω , ( 1 )

Figure 00000001
W = e 2 π m c 3 E from at . / ω max ω d ω , ( one )
Figure 00000001

где ω - частота взаимодействующих с электроном НКП;where ω is the frequency of the NKP interacting with the electron;

е - заряд электрона;e is the electron charge;

m - масса электрона;m is the mass of the electron;

с - скорость света;c is the speed of light;

ℏ - постоянная Планка, деленная на 2¶;ℏ - Planck's constant divided by 2¶;

Есв. - энергия связи электрона в атоме;E sv. - binding energy of an electron in an atom;

ωmax - максимальная частота НКП, взаимодействующих с электроном, по порядку величины равная mc2/ℏ.ω max - the maximum frequency of the NKP interacting with the electron, in order of magnitude equal to mc 2 / ℏ.

Ограничение области интегрирования в формуле (1) качественно соответствует тому, что электроны взаимодействуют только с НКП энергией ½ ℏω, достаточной для виртуального перевода электрона в область его разрешенных состояний.The restriction of the integration region in formula (1) qualitatively corresponds to the fact that the electrons interact only with an NKP of energy ½ ℏω, sufficient for the virtual transfer of an electron to the region of its allowed states.

При образовании металлического кристалла взамен дискретных уровней с малой энергией электрона, характерных для свободного атома, появляются сплошные зоны разрешенной для электрона энергии. Наименьшая энергия свободных электронных состояний в зоне проводимости (уровень Ферми) оказывается меньше энергии связи электрона в свободном атоме. То есть энергия связи атомного электрона в металле уменьшается на величину ΔЕсв. и с электроном начинают взаимодействовать те моды НКП, которые с этим электроном в свободном атоме не взаимодействовали. Вследствие этого при образовании кристалла из свободных атомов энергия электрона за счет взаимодействия с НКП увеличивается на величину ΔWWhen a metal crystal is formed, instead of discrete levels with a low electron energy characteristic of a free atom, continuous zones of energy allowed for an electron appear. The smallest energy of free electronic states in the conduction band (Fermi level) is less than the binding energy of an electron in a free atom. That is, the binding energy of an atomic electron in a metal decreases by ΔE sv. and those NKP modes that did not interact with this electron in a free atom begin to interact with an electron. As a result of this, when a crystal is formed from free atoms, the electron energy due to interaction with the NCP increases by ΔW

Δ W = e 2 π m c 3 ( Е с в . Δ Е с в . ) / E с в . / ω d ϖ , ( 2 )

Figure 00000002
Δ W = e 2 π m c 3 ( E from at . - Δ E from at . ) / E from at . / ω d ϖ , ( 2 )
Figure 00000002

Увеличение энергии электрона за счет взаимодействия с НКП на величину ΔW происходит за счет такого же по величине уменьшения энергии НКП в интервале частот от (Есв.-ΔЕсв.)/ ℏ до Есв./ ℏ , или в соответственном интервале длин волн НКП от λ=сℏ/Есв. до

Figure 00000003
λ=cℏ/(Есв.-ΔЕсв.). Полное изменение энергии НКП при образовании кристалла получается суммированием выражения для ΔW по всем электронам кристалла.An increase in the electron energy due to interaction with the LPC by ΔW occurs due to the same decrease in the LPC energy in the frequency range from (E St. -ΔE St. ) / ℏ to E St. / ℏ, or in the corresponding interval of NKP wavelengths from λ = сℏ / Е St. before
Figure 00000003
λ = cℏ / (E St. -ΔE St. ). A complete change in the NKP energy upon crystal formation is obtained by summing the expression for ΔW over all electrons of the crystal.

Поскольку величина электромагнитного взаимодействия между заряженными частицами, в частности сила кулоновского отталкивания между одноименно заряженными частицами, определяется интенсивностью НКП с длиной волны λ порядка расстояния между частицами, то этот механизм подавления НКП в кристалле приводит к ослаблению кулоновского взаимодействия при расстоянии R между частицамиSince the magnitude of the electromagnetic interaction between charged particles, in particular, the Coulomb repulsion force between the same charged particles, is determined by the NKP intensity with a wavelength λ of the order of the distance between particles, this mechanism of NKP suppression in a crystal weakens the Coulomb interaction at a distance R between particles

R c Е с в . , ( 3 )

Figure 00000004
R c E from at . , ( 3 )
Figure 00000004

В атомах тяжелых элементов энергия связи электрона достигает величины Есв. ≈100 кэВ, поэтому в кристалле, образованном из свободных атомов тяжелых элементов, ослабление кулоновского взаимодействия между заряженными частицами возможно при расстоянии между ними R≥сℏ/Есв.=10-10 см.In atoms of heavy elements, the electron binding energy reaches the value of E St. ≈100 keV; therefore, in a crystal formed from free atoms of heavy elements, the weakening of the Coulomb interaction between charged particles is possible at a distance between them of R≥сℏ / Е sv. = 10 -10 cm.

Аналогичное уменьшение интенсивности НКП в кристалле и соответственное ослабление кулоновского взаимодействия между заряженными частицами в кристалле имеют место не только при конденсации кристалла из его паровой фазы, но и при любом его превращении, вызывающем увеличение числа свободных электронных состояний в кристалле. Например, при слиянии (коалесценции) микрокристаллов во время отжига кристалла, когда увеличивается число свободных состояний для электронов атомов, находившихся до отжига на поверхности микрокристаллов и после отжига оказавшихся внутри более крупных кристаллов, или при фазовых превращениях кристалла, приводящих к уширению его зонной структуры.A similar decrease in the NKP intensity in a crystal and a corresponding weakening of the Coulomb interaction between charged particles in a crystal take place not only during condensation of a crystal from its vapor phase, but also during any transformation of the crystal, which causes an increase in the number of free electronic states in the crystal. For example, during the fusion (coalescence) of microcrystals during annealing of a crystal, when the number of free states for the electrons of atoms that were before annealing on the surface of microcrystals and after annealing appeared inside larger crystals, or during phase transformations of the crystal, leading to broadening of its band structure, increases.

Возникшее при образовании кристалла или его отжиге и фазовых превращениях уменьшение интенсивности НКП в кристалле со временем исчезает за счет диффузии в кристалл НКП из свободного пространства и соответственно восстанавливается обычное кулоновское взаимодействие между заряженными частицами в кристалле.The decrease in the NKP intensity in the crystal that arose during the formation of the crystal or its annealing and phase transformations disappears with time due to diffusion of the NKP into the crystal from free space and, accordingly, the usual Coulomb interaction between charged particles in the crystal is restored.

Известен другой способ изменения интенсивности ядерных превращений, а именно предложенный Флейшманом [3] и Джонсом [4] способ увеличения интенсивности ядерного синтеза с участием ядер дейтерия путем насыщения атомами дейтерия твердотельных металлических электродов, хорошо растворяющих дейтерий, при электролизе дейтерированной воды. Так, вероятность реакции ядерного синтеза в пересчете на одну молекулу дейтерия в палладии в единицу времени согласно Флейшману оказывается равной PD2 ~10-14 с-1, согласно Джонсу PD2 ~10-23 с-1, то есть на много порядков больше вероятности 10-64 с-1 реакции ядерного синтеза в изолированной молекуле дейтерия. Как сообщалось авторами работ [3, 4], реакции синтеза наблюдались сразу после начала насыщения металла дейтерием и прекращались через некоторое время после этого.There is another way to change the intensity of nuclear transformations, namely, the method proposed by Fleishman [3] and Jones [4] to increase the intensity of nuclear fusion with the participation of deuterium nuclei by saturating deuterium atoms with solid metal electrodes that well dissolve deuterium during electrolysis of deuterated water. Thus, according to Fleishman, the probability of a nuclear fusion reaction in terms of one deuterium molecule in palladium per unit time is equal to P D2 ~ 10 -14 s -1 , according to Jones P D2 ~ 10 -23 s -1 , that is, many orders of magnitude more likely 10 -64 s -1 nuclear fusion reaction in an isolated deuterium molecule. As reported by the authors of [3, 4], synthesis reactions were observed immediately after the start of metal saturation with deuterium and ceased some time after that.

На основе предложенного Флейшманом [3] и Джонсом [4] способа ядерного синтеза была исследована возможность реакции ядерного синтеза при различных устройствах и способах внедрения атомов изотопов водорода в предварительно кристаллизованное твердое тело - при электролитическом насыщении различных металлов изотопами водорода, при насыщении различных твердых тел изотопами водорода в газовой среде. Обзор работ в этом направлении, выполненных до 1993 г, приведен, например, в работе [25].On the basis of the nuclear fusion method proposed by Fleishman [3] and Jones [4], the possibility of a nuclear fusion reaction using various devices and methods for introducing hydrogen isotopes into a pre-crystallized solid is studied — when various metals are electrolytically saturated with hydrogen isotopes, and various solids are saturated with isotopes hydrogen in a gaseous medium. A review of works in this direction, completed before 1993, is given, for example, in [25].

Так, известен способ ядерного синтеза с использованием газообразного вещества, поглощаемого твердым телом, например, образцом палладия, включающий активирование поглощающего тела в реакторной камере, подачу в реакторную камеру газообразного вещества, необходимого для проведения реакций ядерного синтеза, выдержку газопоглощающего тела в атмосфере этого вещества до состояния, близкого к насыщению, путем подачи указанного дейтерия в реакторную камеру и инициирование ядерного синтеза [26].Thus, a nuclear fusion method using a gaseous substance absorbed by a solid, for example, a palladium sample, including activating an absorbent body in a reactor chamber, supplying a gaseous substance necessary for nuclear fusion reactions to a reactor chamber, and holding a getter body in the atmosphere of this substance up to a state close to saturation by feeding said deuterium into the reactor chamber and initiating nuclear fusion [26].

Также известен способ ядерного синтеза с использованием газообразного дейтерия, абсорбированного кристаллической решеткой металла, поглощающего водород, в данном случае - титанового рабочего образца металла, включающий вакуумно-термическую дегазацию помещенного в реакторную камеру рабочего образца металла (в исходном состоянии являющегося гидридом титана) при 600÷1100°С или 873÷1373 К до достижения равновесного давления остаточного газа в реакторной камере не более 1 Па, последующее снижение температуры рабочего образца металла до значения, находящегося в диапазоне 550÷590°С или 823÷863 К, насыщение рабочего образца металла газообразным дейтерием до достижения рабочим образцом металла состава, соответствующего гамма-фазе, путем подачи указанного дейтерия в реакторную камеру и инициирование ядерного синтеза путем периодического изменения температуры рабочего образца металла за счет изменения мощности нагревателя или импульсного лазерного подогрева рабочего образца металла [27].Also known is a nuclear fusion method using gaseous deuterium absorbed by the crystal lattice of a hydrogen-absorbing metal, in this case, a titanium working metal sample, including vacuum-thermal degassing of a working metal sample placed in the reactor chamber (in the initial state being titanium hydride) at 600 ÷ 1100 ° C or 873 ÷ 1373 K until the equilibrium pressure of the residual gas in the reactor chamber reaches not more than 1 Pa, the subsequent decrease in the temperature of the working metal sample to a value I, which is in the range 550–590 ° C or 823–863 K, saturates the working metal sample with gaseous deuterium until the working metal sample reaches the composition corresponding to the gamma phase by feeding said deuterium into the reactor chamber and initiating nuclear fusion by periodically changing the working temperature metal sample due to changes in the power of the heater or pulsed laser heating of the working metal sample [27].

Известна система для осуществления ядерного синтеза с использованием газообразного дейтерия, абсорбированного кристаллической решеткой титана или другого металла с подобными свойствами, включающая реакторный сосуд, находящийся в термоконтролируемой атмосфере, внутри которого размещен указанный металл, средство для вакуумирования полости реакторного сосуда (вакуумный насос), средства для измерения температуры (термопара) и давления (манометр), а также источник вводимой в реакторный сосуд рабочей среды - газообразного дейтерия, сообщающийся с реакторным сосудом через понижающий редуктор давления и перепускные клапаны или вентили [28].A known system for carrying out nuclear fusion using gaseous deuterium absorbed by the crystal lattice of titanium or another metal with similar properties, including a reactor vessel located in a thermally controlled atmosphere inside which the metal is placed, means for evacuating the cavity of the reactor vessel (vacuum pump), means for measuring temperature (thermocouple) and pressure (manometer), as well as the source of the working medium introduced into the reactor vessel - gaseous deuterium, yuschiysya with the reactor vessel through a pressure reducer and a reducing valves or bypass valves [28].

Результаты Флейшмана [3], Джонса [4], работ [26-28] и других аналогичных работ ввиду их невоспроизводимости и отсутствия их научного объяснения не получили практической реализации [29]. При обсуждении этих работ была отмечена возможность реакций ядерного синтеза за счет ускорения ионов изотопов водорода в электрическом поле, возникающем при образовании трещин в твердом теле при его насыщении водородом или дейтерием [6], то есть за счет "микроскопического" горячего синтеза. В работе [6] также обсуждалась возможность объяснения результатов Флейшмана [3] и Джонса [4] за счет того, что в твердом теле увеличивается проницаемость кулоновского барьера между ядрами изотопов водорода и реакция ядерного синтеза происходит за счет туннельного эффекта. Однако никаких экспериментальных или теоретических оснований для такого механизма найдено не было.The results of Fleishman [3], Jones [4], works [26-28] and other similar works, because of their irreproducibility and lack of their scientific explanation, have not received practical implementation [29]. When discussing these works, the possibility of nuclear fusion reactions due to the acceleration of hydrogen isotope ions in an electric field that occurs when cracks form in a solid when it is saturated with hydrogen or deuterium [6], that is, due to “microscopic” hot synthesis, was noted. The authors of [6] also discussed the possibility of explaining the results of Fleischman [3] and Jones [4] due to the fact that the permeability of the Coulomb barrier between the nuclei of hydrogen isotopes in a solid increases and the nuclear fusion reaction occurs due to the tunnel effect. However, no experimental or theoretical grounds for such a mechanism were found.

Попытки реализовать ядерный синтез путем насыщения предварительно кристаллизованных твердых тел изотопами водорода продолжаются и по настоящее время.Attempts to realize nuclear fusion by saturating pre-crystallized solids with hydrogen isotopes continue to the present.

Так, известен способ получения большого количества тепла при реакции атомов водорода с атомами никеля, происходящей в металлической трубе, наполненной спрессованным никелевым порошком при подаче в указанную трубу водорода под давлением от 2 до 20 атм и при нагреве трубы до температуры от 150°С до 500°С [30]. Выделение большого количества тепла в условиях проводимой реакции между атомами водорода и никеля авторы этого способа связывают с реакциями ядерного синтеза, при которых ядра водорода сливаются с ядрами атомов изотопов никеля. Однако такая трактовка наблюдаемого эффекта не является обоснованной, поскольку авторы не приводят ни объяснения возможности возникновения реакций ядерного синтеза в этих условиях, ни экспериментальных доказательств протекания реакций ядерного синтеза, например наличия ионизирующего излучения, которое должно возникать при обсуждаемых авторами реакциях ядерного синтеза.Thus, a method is known for producing a large amount of heat during the reaction of hydrogen atoms with nickel atoms, which occurs in a metal pipe filled with compressed nickel powder when hydrogen is supplied to the pipe under pressure from 2 to 20 atm and when the pipe is heated to a temperature of from 150 ° C to 500 ° C [30]. The authors of this method associate the release of a large amount of heat under the conditions of the reaction between hydrogen and nickel atoms with nuclear fusion reactions, in which hydrogen nuclei merge with the nuclei of nickel isotope atoms. However, this interpretation of the observed effect is not justified, since the authors provide neither an explanation of the possibility of nuclear fusion reactions under these conditions, nor experimental evidence of the course of nuclear fusion reactions, for example, the presence of ionizing radiation, which should occur during the nuclear fusion reactions discussed by the authors.

Также известно устройство для осуществления ядерного синтеза с использованием газообразного дейтерия, абсорбированного кристаллической решеткой металла, поглощающего водород, содержащее реакторную камеру с размещенным в ее полости рабочим образцом металла, средство для вакуумирования полости реакторной камеры, входной патрубок которого сообщается с полостью реакторной камеры по крайней мере через один первый вентиль, средство для нагрева и охлаждения рабочего образца металла в реакторной камере, средство для измерения температуры рабочего образца металла, средство для измерения давления в реакторной камере, источник вводимой в реакторную камеру рабочей среды, включающей газообразный дейтерий, причем выходной патрубок указанного источника сообщается с полостью реакторной камеры через второй вентиль, и средство для подачи рабочей среды в реакторную камеру [31].Also known is a device for nuclear fusion using gaseous deuterium absorbed by the crystal lattice of a hydrogen-absorbing metal, containing a reactor chamber with a working metal sample placed in its cavity, means for evacuating the cavity of the reactor chamber, the inlet of which communicates with the cavity of the reactor chamber at least through one first valve, means for heating and cooling a working metal sample in the reactor chamber, means for measuring temperature a working metal sample, means for measuring pressure in the reactor chamber, a source of the working medium introduced into the reactor chamber including gaseous deuterium, the outlet pipe of the specified source communicating with the cavity of the reactor chamber through a second valve, and means for supplying the working medium to the reactor chamber [31] .

Наиболее близким по совокупности существенных признаков и получаемому техническому результату является способ (прототип для способа) ядерного синтеза с использованием газообразного дейтерия, абсорбированного кристаллической решеткой металла, поглощающего водород, включающий вакуумно-термическую дегазацию помещенного в реакторную камеру рабочего образца металла до достижения равновесного давления остаточного газа в реакторной камере не более 1 Па, последующее снижение температуры рабочего образца металла, затем - насыщение рабочего образца металла газообразным дейтерием до достижения рабочим образцом металла состава, соответствующего гамма-фазе, путем подачи указанного дейтерия в реакторную камеру и инициирование ядерного синтеза, согласно которому вакуумно-термическую дегазацию помещенного в реакторную камеру рабочего образца металла ведут при температуре, не превышающей 90% от температуры плавления металла, последующее снижение температуры рабочего образца металла ведут до значения, находящегося в диапазоне 42÷45% от температуры плавления металла, перед насыщением рабочего образца металла газообразным дейтерием готовят смесь газообразного дейтерия с атмосферным воздухом, содержание которого в этой смеси газов составляет 0,1÷4,09% от объема полученной смеси газов, а насыщение рабочего образца металла газообразным дейтерием и инициирование ядерного синтеза осуществляют подачей газообразного дейтерия в реакторную камеру в составе указанной смеси газов, при этом указанная смесь газов подается в реакторную камеру со скоростью, обеспечивающей в процессе насыщения разогревание рабочего образца металла на 50÷200 град/с [32 (прототип)].The closest in the set of essential features and the technical result obtained is the nuclear fusion method (prototype for the method) using gaseous deuterium absorbed by a hydrogen-absorbing metal crystal lattice, including vacuum-thermal degassing of a working metal sample placed in the reactor chamber until the residual gas equilibrium pressure is reached in the reactor chamber, not more than 1 Pa, a subsequent decrease in the temperature of the working metal sample, then saturation of the working about a metal sample with gaseous deuterium until the working metal sample reaches the composition corresponding to the gamma phase by feeding said deuterium into the reactor chamber and initiating nuclear fusion, according to which vacuum-thermal degassing of the working metal sample placed in the reactor chamber is carried out at a temperature not exceeding 90% from the melting temperature of the metal, a subsequent decrease in the temperature of the working sample of the metal is carried out to a value in the range 42 ÷ 45% of the melting temperature of the metal, before us By depleting the working metal sample with gaseous deuterium, a mixture of gaseous deuterium with atmospheric air is prepared, the content of which in this gas mixture is 0.1 ÷ 4.09% of the volume of the obtained gas mixture, and saturation of the working metal sample with gaseous deuterium and initiation of nuclear fusion is carried out by supplying gaseous deuterium in the reactor chamber as part of the specified gas mixture, while the specified gas mixture is fed into the reactor chamber at a speed that ensures the heating of the working sample during saturation metal 50 ÷ 200 deg / s [32 (prototype)].

Наиболее близким по совокупности существенных признаков и получаемому техническому результату устройством (прототипом для устройства) является устройство для осуществления ядерного синтеза с использованием газообразного дейтерия, абсорбированного кристаллической решеткой металла, поглощающего водород, содержащее реакторную камеру с размещенным в ее полости рабочим образцом металла, средство для вакуумирования полости реакторной камеры, входной патрубок которого сообщается с полостью реакторной камеры по крайней мере через первый вентиль, средство для нагрева и охлаждения рабочего образца металла в реакторной камере, средство для измерения температуры рабочего образца металла, средство для измерения давления, источник рабочей среды, включающей газообразный дейтерий, выходной патрубок которого сообщается с полостью реакторной камеры через второй вентиль, и средство для подачи рабочей среды в реакторную камеру, отличающееся тем, что в состав рабочей среды введен атмосферный воздух в количестве 0,1-4,09% от объема рабочей среды [32 (прототип)].The closest in combination of essential features and technical result obtained device (prototype for the device) is a device for nuclear fusion using gaseous deuterium absorbed by a crystal lattice of a metal absorbing hydrogen, containing a reactor chamber with a working metal sample placed in its cavity, a means for evacuating cavity of the reactor chamber, the inlet of which communicates with the cavity of the reactor chamber at least through the first th valve, means for heating and cooling a working metal sample in a reactor chamber, means for measuring the temperature of a working metal sample, means for measuring pressure, a source of a working medium including gaseous deuterium, the outlet pipe of which communicates with the cavity of the reactor chamber through a second valve, and means for supplying a working medium to the reactor chamber, characterized in that atmospheric air in the amount of 0.1-4.09% of the volume of the working medium is introduced into the composition of the working medium [32 (prototype)].

Необходимо отметить, что в указанных выше способах и устройствах для проведения реакций ядерного синтеза в твердом теле, так же как и в других известных аналогичных предложениях по реализации ядерного синтеза в твердом теле, образование рабочего образца металла, его насыщение дейтерием и попытки инициирования ядерного синтеза производятся последовательно друг за другом. Также следует отметить, что вплоть до последнего времени работы в этом направлении по-прежнему не получили ни теоретического обоснования, ни экспериментального подтверждения возможности реакций ядерного синтеза с участием изотопов водорода в твердом теле за счет туннельного эффекта.It should be noted that in the above methods and devices for carrying out nuclear fusion reactions in a solid, as well as in other well-known similar proposals for the implementation of nuclear fusion in a solid, the formation of a working metal sample, its saturation with deuterium and attempts to initiate nuclear fusion are made sequentially one after another. It should also be noted that until recently, work in this direction has not yet received either theoretical justification or experimental confirmation of the possibility of nuclear fusion reactions involving hydrogen isotopes in a solid due to the tunneling effect.

ЗАДАЧА И ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТTASK AND TECHNICAL RESULT

Задачей и требуемым техническим результатом, достигаемым при промышленной реализации и использовании изобретения, является увеличение интенсивности экзотермических реакций ядерного синтеза с участием ядер изотопов водорода в металлическом кристаллическом теле с обеспечением возможности регистрации продуктов реакций ядерного синтеза.The objective and the required technical result achieved during the industrial implementation and use of the invention is to increase the intensity of exothermic reactions of nuclear fusion with the participation of hydrogen isotope nuclei in a metal crystalline body with the possibility of recording the products of nuclear fusion reactions.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Основной технический результат заявляемых изобретений - увеличение интенсивности экзотермической реакции ядерного синтеза с участием ядер изотопов водорода, происходящей за счет туннельного эффекта, достигается путем внедрения атомных ядер изотопов водорода в металлическое кристаллическое тело в процессе его конденсации из паров металла, а также путем слияния (коалесценцией) металлических микрокристаллов, полученных при конденсации паров металла в среде газообразных изотопов водорода, при их отжиге в среде газообразных изотопов водорода.The main technical result of the claimed inventions is an increase in the intensity of the exothermic reaction of nuclear fusion with the participation of hydrogen isotope nuclei, which occurs due to the tunnel effect, is achieved by introducing atomic nuclei of hydrogen isotopes into a metallic crystalline body during its condensation from metal vapor, as well as by fusion (coalescence) metal microcrystals obtained by condensation of metal vapors in a medium of gaseous hydrogen isotopes during their annealing in a medium of gaseous isotopes of a favor.

Идея заявляемых изобретений состоит в том, что для атомных ядер - реагентов реакции ядерного синтеза, захватываемых металлической кристаллической матрицей в процессе ее образования, увеличивается проницаемость кулоновского барьера за счет туннельного эффекта вследствие ослабления электромагнитного взаимодействия между этими атомными ядрами - кулоновского отталкивания, в процессе образования матрицы. Возможность ослабления в таком процессе электромагнитного взаимодействия между заряженными частицами была экспериментально подтверждена в аналоге [8] заявляемых изобретений. Как было отмечено при обсуждении аналога [8] заявляемых изобретений, причина ослабления электромагнитного взаимодействия, в частности, состоит в уменьшении интенсивности нулевых колебаний электромагнитного поля при изменении их взаимодействия с атомными электронами в процессе образовании матрицы. Например, согласно формуле (3), при образовании матрицы из тяжелых элементов, включающей атомные ядра - реагенты ядерного синтеза, уменьшение интенсивности нулевых колебаний электромагнитного поля в матрице приводит к ослаблению кулоновского отталкивания между этими ядрами при расстоянии между ними R≥10-10 см.The idea of the claimed inventions is that for atomic nuclei - reagents of a nuclear fusion reaction captured by a metal crystalline matrix during its formation, the permeability of the Coulomb barrier increases due to the tunnel effect due to the weakening of the electromagnetic interaction between these atomic nuclei - Coulomb repulsion, in the process of matrix formation . The possibility of attenuation in such a process of electromagnetic interaction between charged particles was experimentally confirmed in the analogue [8] of the claimed inventions. As noted in the discussion of the analogue [8] of the claimed inventions, the reason for the weakening of electromagnetic interaction, in particular, is to reduce the intensity of zero-point oscillations of the electromagnetic field when changing their interaction with atomic electrons in the process of matrix formation. For example, according to formula (3), when a matrix is formed from heavy elements, including atomic nuclei - nuclear fusion reagents, a decrease in the intensity of zero-point vibrations of the electromagnetic field in the matrix leads to a weakening of the Coulomb repulsion between these nuclei at a distance between them of R≥10 -10 cm.

Способ увеличения интенсивности экзотермической реакции ядерного синтеза с участием ядер изотопов водорода в металлическом кристаллическом теле включает:A method for increasing the intensity of an exothermic nuclear fusion reaction involving hydrogen isotope nuclei in a metal crystalline body includes:

- образование металлического кристаллического тела его конденсацией из паров металла;- the formation of a metallic crystalline body by its condensation from metal vapor;

- внедрение в металлическое кристаллическое тело атомов изотопов водорода так, чтобы хотя бы часть атомов с ядрами - реагентами реакции синтеза оказывалась в металлическом кристаллическом теле по соседству друг с другом, то есть на наименьшем возможном расстоянии друг от друга.- introduction of hydrogen isotopes atoms into a metal crystalline body so that at least some of the atoms with nuclei - reagents of the synthesis reaction appear in the metal crystalline body adjacent to each other, that is, at the smallest possible distance from each other.

В отличие от известного способа реакцию ядерного синтеза проводят внедрением атомов изотопов водорода в металлическое кристаллическое тело одновременно с образованием самого металлического кристаллического тела конденсацией паров металла в среде газообразных изотопов водорода в оптимальном для реакций ядерного синтеза режиме.In contrast to the known method, a nuclear fusion reaction is carried out by introducing atoms of hydrogen isotopes into a metal crystalline body simultaneously with the formation of the metal crystalline body itself by condensation of metal vapor in a medium of gaseous hydrogen isotopes in an optimal mode for nuclear fusion reactions.

Дополнительными отличиями заявляемого способа от известного способа является то, что:Additional differences of the proposed method from the known method is that:

- реакцию ядерного синтеза проводят слиянием (коалесценцией) металлических микрокристаллов, полученных при конденсации паров металла в среде газообразных изотопов водорода, при их отжиге в среде газообразных изотопов водорода;- the nuclear fusion reaction is carried out by the fusion (coalescence) of metal microcrystals obtained by condensation of metal vapor in a medium of gaseous hydrogen isotopes, during their annealing in a medium of gaseous hydrogen isotopes;

- осуществляют регистрацию продуктов реакций ядерного синтеза в металлическом кристаллическом теле;- carry out the registration of reaction products of nuclear fusion in a metal crystalline body;

- реакцию ядерного синтеза проводят внедрением молекул изотопов водорода в металлическое кристаллическое тело одновременно с образованием самого металлического кристаллического тела конденсацией в среде газообразных изотопов водорода паров металла, не разлагающего молекулы изотопов водорода на атомы;- a nuclear fusion reaction is carried out by introducing hydrogen isotope molecules into a metal crystalline body simultaneously with the formation of the metal crystalline body itself by condensation in a medium of gaseous hydrogen isotopes of metal vapor that does not decompose the hydrogen isotope molecules into atoms;

- реакцию ядерного синтеза проводят внедрением молекул изотопов водорода в металлическую кристаллическую ртуть одновременно с образованием самой металлической кристаллической ртути конденсацией в среде газообразных изотопов водорода паров ртути, не разлагающей молекулы изотопов водорода на атомы;- a nuclear fusion reaction is carried out by introducing hydrogen isotope molecules into metallic crystalline mercury simultaneously with the formation of metallic crystalline mercury itself by condensation in a gaseous hydrogen isotope medium of mercury vapor, which does not decompose hydrogen isotope molecules into atoms;

- внедрение атомов изотопов водорода в металлическое кристаллическое тело осуществляют конденсацией паров металла в водородно-дейтериевой газовой среде, содержащей молекулы водорода Hz, молекулы дейтероводорода HD и молекулы дейтерия D2;- the introduction of hydrogen isotope atoms into a metal crystalline body is carried out by condensation of metal vapor in a hydrogen-deuterium gas medium containing hydrogen molecules Hz, HD deuterium molecules and deuterium molecules D 2 ;

- внедрение атомов изотопов водорода в металлическое кристаллическое тело осуществляют конденсацией паров металла в водородно-дейтериевой газовой среде при давлении от 3,3·104 до 4,0·104 Па и парциальном давлении дейтероводорода HD не менее 1,7·104 Па;- the introduction of hydrogen isotope atoms into a metal crystalline body is carried out by the condensation of metal vapor in a hydrogen-deuterium gas medium at a pressure of from 3.3 · 10 4 to 4.0 · 10 4 Pa and a partial pressure of HD deuterium hydrogen of at least 1.7 · 10 4 Pa ;

- при проведении реакций ядерного синтеза в водородно-дейтериевой газовой среде, содержащей молекулы водорода Hg, молекулы дейтероводорода HD и молекулы дейтерия Ds, осуществляют регистрацию гамма-квантов энергии 5500 кэВ, свидетельствующих о реакции ядерного синтеза с участием протона и дейтрона в металлическом кристаллическом теле по формуле- when carrying out nuclear fusion reactions in a hydrogen-deuterium gas medium containing hydrogen molecules Hg, HD deuterium molecules and deuterium Ds molecules, gamma quanta of energy of 5500 keV are recorded, indicating a nuclear fusion reaction involving proton and deuteron in a metal crystalline body by the formula

ρ + d H 3 e + γ ( 5500  кэВ ) , ( 4 )

Figure 00000005
ρ + d H 3 e + γ ( 5500 keV ) , ( four )
Figure 00000005

где символы "ρ", "d" и "γ" соответственно обозначают протон, дейтрон и гамма-квант, в скобках приведена энергия образующегося в реакции (4) гамма-кванта.where the symbols "ρ", "d" and "γ" respectively denote the proton, deuteron and gamma ray, the energy of the gamma ray generated in reaction (4) is shown in brackets.

Устройство ядерного синтеза для реализации предлагаемого способа в предпочтительном варианте конструктивного исполнения (фиг. 1) содержит соединенные газопроводящим трубопроводом 6 с вентилями 3:A nuclear fusion device for implementing the proposed method in a preferred embodiment (Fig. 1) comprises a gas pipeline 6 connected with valves 3:

- источник газообразных изотопов водорода 1;- a source of gaseous isotopes of hydrogen 1;

- реактор 4 с возможностью испарения металла и конденсации паров металла в кристаллическое металлическое тело в среде газообразных изотопов водорода так, чтобы хотя бы часть атомов с ядрами - реагентами реакции синтеза оказывалась в металлическом кристаллическом теле по соседству друг с другом, то есть на наименьшем возможном расстоянии друг от друга;- a reactor 4 with the possibility of evaporation of the metal and condensation of the metal vapor in the crystalline metal body in the atmosphere of gaseous hydrogen isotopes so that at least a part of the atoms with nuclei - synthesis reaction reagents appear in the metal crystalline body adjacent to each other, i.e. at the shortest possible distance apart

- средство регулирования давления газовой среды 5 в источнике газообразных изотопов водорода и в реакторе;- means for regulating the pressure of the gaseous medium 5 in the source of gaseous hydrogen isotopes and in the reactor;

- средства контроля давления газовой среды 2 в источнике газообразных изотопов водорода и в реакторе;- means for controlling the pressure of the gaseous medium 2 in the source of gaseous hydrogen isotopes and in the reactor;

а также содержит не показанные на фиг.1and also contains not shown in figure 1

- средства измерения и контроля технологических параметров;- means of measuring and monitoring technological parameters;

- средства регистрации продуктов реакций ядерного синтеза.- Means of registration of nuclear fusion reaction products.

Предлагаемое устройство дополнительно может отличаться тем, что:The proposed device may additionally differ in that:

- источник газообразных изотопов водорода 1 содержит соединенные между собой газопровододящим трубопроводом с вентилями газовый баллон с водородом, газовый баллон с дейтерием и камеру изотопного обмена с возможностью дозированной подачи газообразных водорода и дейтерия в камеру изотопного обмена, в которой с помощью катализатора возможно получать газообразный дейтероводород HD путем изотопного обмена между молекулами водорода и дейтерия, и с возможностью дозированной подачи газовой смеси из камеры изотопного обмена в реактор 4, один из вариантов реализации камеры изотопного обмена представлен на фиг.3;- the source of gaseous isotopes of hydrogen 1 contains a gas cylinder with hydrogen, a gas cylinder with deuterium and an isotope exchange chamber interconnected by a gas supply pipeline with valves, with the possibility of dosed supply of gaseous hydrogen and deuterium into an isotope exchange chamber, in which it is possible to obtain gaseous deuterium hydrogen HD using a catalyst by isotope exchange between hydrogen and deuterium molecules, and with the possibility of a metered supply of a gas mixture from the isotope exchange chamber to reactor 4, one and h embodiments of the isotope exchange chamber are shown in FIG. 3;

- реактор с возможностью испарения металла и конденсации металла в кристаллическое металлическое тело в среде газообразных изотопов водорода выполнен в виде герметичной камеры и содержит патрубок для вакуумирования камеры и подачи газа в камеру, испаритель, металл в испарителе и конденсор с возможностью нагрева металла в испарителе до температуры, достаточной для испарения металла, с возможностью конденсации в конденсоре паров металла в кристаллическое тело в среде газообразных изотопов водорода, с возможностью проведения слияния (коалесценции) металлических микрокристаллов, полученных при конденсации паров металла, при их отжиге в среде газообразных изотопов водорода, один из вариантов реализации реактора представлен на фиг.2;- a reactor with the possibility of evaporation of metal and metal condensation in a crystalline metal body in the atmosphere of gaseous hydrogen isotopes is made in the form of a sealed chamber and contains a pipe for evacuating the chamber and supplying gas to the chamber, an evaporator, metal in the evaporator and a condenser with the possibility of heating the metal in the evaporator to a temperature sufficient to evaporate the metal, with the possibility of condensation in the condenser of metal vapor into a crystalline body in the atmosphere of gaseous hydrogen isotopes, with the possibility of fusion ( alescence) of metal microcrystals obtained by condensation of metal vapors during their annealing in a gaseous hydrogen isotope medium, one embodiment of the reactor is shown in FIG. 2;

- средство регулирования давления газовой среды содержит вакуумный насос с возможностью получения в реакторе, в камере изотопного обмена и в газопроводящем трубопроводе с вентилями давления газа не более 0,1 Па;- the means for regulating the pressure of the gas medium contains a vacuum pump with the possibility of receiving in the reactor, in the isotope exchange chamber and in the gas pipeline with gas pressure valves not more than 0.1 Pa;

- средства контроля давления газовой среды содержат датчики давления газа в реакторе, в камере изотопного обмена и в газопроводящем трубопроводе с вентилями с возможностью измерения давления газа в диапазоне от 0,1 до 105 Па;- means for monitoring the pressure of the gas medium contain gas pressure sensors in the reactor, in the isotope exchange chamber and in the gas pipeline with valves with the ability to measure gas pressure in the range from 0.1 to 10 5 Pa;

- средства измерения и контроля технологических параметров содержат датчики температуры катализатора в камере изотопного обмена, температуры испарителя и конденсора реактора с возможностью измерения температуры в диапазоне от минус 100°С до 1000°С;- means for measuring and monitoring technological parameters contain sensors of the temperature of the catalyst in the isotope exchange chamber, the temperature of the evaporator and the condenser of the reactor with the possibility of measuring temperature in the range from minus 100 ° C to 1000 ° C;

- средства регистрации продуктов реакций ядерного синтеза содержат детектор гамма-квантов и детектор нейтронов с возможностью измерения регистрации интенсивности излучения гамма-квантов и нейтронов, образующихся в реакциях ядерного синтеза, происходящих в реакторе, схема одного из вариантов измерения интенсивности излучения гамма-квантов и нейтронов реакций ядерного синтеза представлена на фиг. 5.- means for recording products of nuclear fusion reactions contain a gamma-ray detector and a neutron detector with the ability to measure the registration of radiation intensity of gamma-quanta and neutrons generated in nuclear fusion reactions occurring in the reactor, a diagram of one of the options for measuring the radiation intensity of gamma-quanta and reaction neutrons nuclear fusion is shown in FIG. 5.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На фиг.1 показана схема устройства ядерного синтеза с участием ядер изотопов водорода в металлическом кристаллическом теле, включающего источник газообразных изотопов водорода 1; средство контроля давления газовой среды 2; газовый вентиль 3; реактор 4 с возможностью испарения и конденсации паров металла в кристаллическое металлическое тело в среде газообразных изотопов водорода; средство регулирования давления газовой среды 5; газопроводящий трубопровод 6.Figure 1 shows a diagram of a nuclear fusion device involving nuclei of hydrogen isotopes in a metal crystalline body, including a source of gaseous hydrogen isotopes 1; gas pressure control means 2; gas valve 3; reactor 4 with the possibility of evaporation and condensation of metal vapor into a crystalline metal body in the atmosphere of gaseous hydrogen isotopes; means for regulating the pressure of the gas medium 5; gas pipeline 6.

На фиг.2 показана схема реактора 4. Габаритный размер корпуса 7 реактора по вертикали равен 180 мм, по горизонтали 220 мм. Левая нижняя часть корпуса реактора является испарителем металлической ртути, правая нижняя часть корпуса реактора является кондесором, в котором кристаллизуются пары ртути. Трубчатый корпус реактора 7 выполнен из кварцевого стекла толщиной 2 мм и внешним диаметром 50 мм; контроль температуры элементов реактора проводится тремя термопарными датчиками температуры 8; нагрев испарителя реактора производится нагревателем №1 из нихромовой проволоки 9; для нагрева стенок реактора при транспортировки паров ртути из испарителя в конденсор используется нагреватель №2 из нихромовой проволоки 10; для возврата в испаритель ртути, осажденной на стенках корпуса реактора, используется возвратный патрубок из кварцевого стекла 11 и кольцевой ртутоприемник 12, расстояние от кольцевого ртутоприемника до дна корпуса реактора равно 50 мм; для охлаждения конденсора реактора применен медный хладовод 13; опора 14 корпуса реактора выполнена из кварцевого стекла; объем реактора соединяется с газовакуумной системой выходным патрубком 15; водяной холодильник 16 охлаждает выходной патрубок реактора для предотвращения попадания паров ртути в газовакуумную систему.Figure 2 shows a diagram of the reactor 4. The overall dimensions of the reactor vessel 7 vertically equal to 180 mm, horizontally 220 mm. The lower left part of the reactor vessel is an evaporator of metallic mercury, the lower right part of the reactor vessel is a condenser in which mercury vapor crystallizes. The tubular reactor vessel 7 is made of quartz glass with a thickness of 2 mm and an outer diameter of 50 mm; temperature control of reactor elements is carried out by three thermocouple temperature sensors 8; heating the evaporator of the reactor is carried out by the heater No. 1 of nichrome wire 9; for heating the walls of the reactor during transportation of mercury vapor from the evaporator to the condenser, a heater No. 2 of nichrome wire 10 is used; to return to the evaporator the mercury deposited on the walls of the reactor vessel, a quartz glass return pipe 11 and an annular mercury receiver 12 are used; the distance from the annular mercury receiver to the bottom of the reactor vessel is 50 mm; a copper refrigerant 13 was used to cool the reactor condenser; the support 14 of the reactor vessel is made of quartz glass; the volume of the reactor is connected to the gas-vacuum system by the outlet pipe 15; a water cooler 16 cools the outlet of the reactor to prevent mercury vapor from entering the gas-vacuum system.

На фиг.3 показана схема камеры изотопного обмена, включающей: цилиндрический корпус 17 из нержавеющей стали толщиной 3 мм, высота корпуса 90 мм и внешний диаметр 160 мм; штуцер 18 для соединения объема камеры с газовакуумной системой; крышку 19 из нержавеющей стали толщиной 10 мм; водяной холодильник 20 для охлаждения дна камеры; штуцеры водяного холодильника 21 для подсоединения к водопроводной системе; трубки 22 водяного охлаждения стенок камеры; керамическую трубку 23; обмотанную сорока витками вокруг керамической трубки 23 нихромовую проволоку 24 для нагрева керамической трубки 23 и керамического стакана 25, обмотанного никелевой фольгой; керамическую опору 26; платино-родиевую термопару 27; вакуумный электропереходник 28; металлизированный силикагель 29.Figure 3 shows a diagram of an isotope exchange chamber, including: a cylindrical body 17 of stainless steel with a thickness of 3 mm, a height of the body of 90 mm and an outer diameter of 160 mm; a fitting 18 for connecting the chamber volume to the gas-vacuum system; lid 19 made of stainless steel 10 mm thick; a water cooler 20 for cooling the bottom of the chamber; fittings of a water cooler 21 for connection to a plumbing system; tube 22 water cooling the walls of the chamber; ceramic tube 23; wound forty turns around the ceramic tube 23 nichrome wire 24 for heating the ceramic tube 23 and the ceramic cup 25, wrapped in Nickel foil; ceramic support 26; platinum rhodium thermocouple 27; vacuum electrical adapter 28; metallized silica gel 29.

На фиг.4 показана схема газовакуумной системы, включающей: газовые вентили 3; реактор 4; газопроводящий трубопровод 6; вакуумный насос 30 марки 2НВР-5ДМ; азотную ловушку 31; камеру изотопного обмена 32; баллон 33 с газообразным водородом; баллон 34 с газообразным дейтерием; вентили высокого давления 35 газовых баллонов; вакуумметр теплоэлектрический 36 марки 13ВТ3-003; механический вакуумметр 37; вакуумметр термопарный 38 марки ВИТ-2.Figure 4 shows a diagram of a gas-vacuum system, including: gas valves 3; reactor 4; gas pipeline 6; vacuum pump 30, grade 2NVR-5DM; nitrogen trap 31; isotope exchange chamber 32; hydrogen gas cylinder 33; deuterium gas cylinder 34; high-pressure valves of 35 gas cylinders; thermoelectric vacuum gauge 36, grade 13ВТ3-003; mechanical vacuum gauge 37; 38 VIT-2 thermocouple vacuum gauge.

На фиг.5 показана схема средства измерения интенсивности излучения нейтронов и гамма-квантов от конденсора реактора 54 с кристаллической ртутью, включающего спектрометрический детектор гамма-квантов 39, расположенный на расстоянии 120 мм от конденсора реактора; высоковольтный блок электропитания 40, от которого напряжение 1000 В поступает на детектор гамма-квантов 39; усилитель-формирователь импульсов гамма-квантов 41; амплитудно-цифровой преобразователь 42 на 4000 каналов; детектор нейтронов 43, центр которого расположен на расстоянии 230 мм от конденсора реактора, и состоящий из восьми параллельно соединенных гелиевых счетчиков 44 типа СНМ-17, распределенных равномерно в один слой в замедлителе нейтронов 45 - прямоугольном листе полиэтилена размером 80×400×1000 мм; высоковольтный блок питания 46, от которого напряжение 2000 В поступает на детектор нейтронов; предусилитель импульсов нейтронов 47; усилитель-формирователь импульсов нейтронов 48; амплитудный дискриминатор импульсов нейтронов 49; счетчик импульсов нейтронов 50; амплитудно-цифровой преобразователь 51 (АЦП) на 1000 каналов; магистраль 52 крейта КАМАК; контроллер 53 крейта КАМАК.Figure 5 shows a diagram of a means for measuring the intensity of emission of neutrons and gamma rays from the condenser of a reactor with crystalline mercury 54, including a gamma ray spectrometric detector 39 located at a distance of 120 mm from the reactor condenser; a high voltage power supply unit 40, from which a voltage of 1000 V is supplied to a gamma-ray detector 39; an amplifier-driver of pulses of gamma rays 41; amplitude-digital converter 42 to 4000 channels; neutron detector 43, the center of which is located at a distance of 230 mm from the reactor condenser, and consisting of eight parallel-connected helium counters 44 of the SNM-17 type, distributed uniformly into one layer in neutron moderator 45 — a rectangular sheet of polyethylene measuring 80 × 400 × 1000 mm; a high voltage power supply 46, from which a voltage of 2000 V is supplied to a neutron detector; neutron pulse preamplifier 47; amplifier-shaper of neutron pulses 48; amplitude discriminator of neutron pulses 49; neutron momentum counter 50; amplitude-to-digital Converter 51 (ADC) per 1000 channels; highway 52 subracks CAMAC; controller 53 crate CAMAC.

На фиг.6 показан амплитудный спектр фоновых импульсов нейтронного интенсиметра, измеренный за 3000 с. Стрелкой отмечен порог амплитудной дискриминации импульсов, подаваемых на счетчик нейтронов 50.Figure 6 shows the amplitude spectrum of the background pulses of the neutron intensimeter, measured for 3000 s. The arrow marks the threshold of amplitude discrimination of pulses supplied to the neutron counter 50.

На фиг.7 показан фрагмент амплитудного спектра гамма-квантов Pu-Be источника. Стрелками выделен участок спектра ДК, соответствующий энергии гамма-квантов от 3700 до 4800 кэВ, по которому определяли эффективность регистрации гамма-квантов Pu-Be источника энергии 4438,9 кэВ. 55 - пик вылета двух гамма-квантов энергии 511 кэВ, соответствующий энергии гамма-квантов в спектре, равной 3416 кэВ; 56 - пик вылета одного гамма-кванта энергии 511 кэВ, соответствующий энергии гамма-квантов в спектре, равной 3927 кэВ; 57 - пик полного поглощения гамма-квантов Pu-Be источника энергии 4438 кэВ.7 shows a fragment of the amplitude spectrum of gamma rays of a Pu-Be source. The arrows indicate the region of the DC spectrum corresponding to the energy of gamma rays from 3700 to 4800 keV, which determined the detection efficiency of Pu-Be gamma rays of the energy source 4438.9 keV. 55 - peak emission of two gamma rays of energy 511 keV, corresponding to the energy of gamma rays in the spectrum, equal to 3416 keV; 56 - peak emission of one gamma ray energy 511 keV, corresponding to the energy of gamma rays in the spectrum, equal to 3927 keV; 57 is the peak of the total absorption of gamma rays of Pu-Be energy source 4438 keV.

На фиг.8 показана временная зависимость числа импульсов амплитудного спектра гамма-квантов в области энергий гамма-квантов 4800-5800 кэВ, измеренного от конденсора реактора при непрерывном периодическом измерении спектра. Период последовательных измерений спектров составляет 1020 с (17 минут), экспозиция каждого измерения равна 1000 с. Стрелкой указан момент отжига кристаллической ртутной матрицы.On Fig shows the time dependence of the number of pulses of the amplitude spectrum of gamma rays in the energy region of gamma rays 4800-5800 keV, measured from the reactor condenser during continuous periodic measurement of the spectrum. The period of successive measurements of the spectra is 1020 s (17 minutes), the exposure of each measurement is 1000 s. The arrow indicates the moment of annealing of the crystalline mercury matrix.

На фиг.8 указаны: 58 - повышение интенсивности излучения гамма-квантов от конденсора реактора при образовании кристаллической ртутной матрицы из паров ртути; 59 - повышение интенсивности излучения гамма-квантов от конденсора реактора после отжига кристаллической ртутной матрицы; 60 - интервал времени ΔT1=5000 с, в течение которого конденсировали кристаллическую ртутную матрицу, измеренный в этом интервале времени амплитудный спектр гамма-квантов приведен на фиг.9; 61 - интервал времени ΔТ2=7000 с, в течение которого после отжига кристаллической ртутной матрицы измеряли амплитудный спектр гамма-квантов, приведенный на фиг.10.On Fig indicated: 58 - increase the intensity of radiation of gamma rays from the reactor condenser during the formation of a crystalline mercury matrix from mercury vapor; 59 —increase in the intensity of gamma-ray emission from the reactor condenser after annealing the crystalline mercury matrix; 60 - time interval ΔT 1 = 5000 s, during which the crystalline mercury matrix was condensed, the amplitude spectrum of gamma rays measured in this time interval is shown in Fig.9; 61 is a time interval ΔT 2 = 7000 s, during which, after annealing the crystalline mercury matrix, the amplitude spectrum of gamma quanta shown in FIG. 10 was measured.

На фиг.9 показан амплитудный спектр гамма-квантов от конденсора реактора, измеренный в течение 5000 с при конденсации кристаллической ртутной матрицы. Это время соответствует выделенному интервалу времени ΔТ1 на фиг 8. Горизонтальная шкала нормирована по энергии гамма-квантов, цена каждого энергетического канала спектра равна 200 кэВ. Превышение этого спектра над фоновым спектром гамма-квантов закрашено красным цветом. Фоновый спектр подкрашен снизу серым цветом. По вертикали оба спектра нормированы по времени измерения.Figure 9 shows the amplitude spectrum of gamma rays from a reactor condenser, measured over 5000 s during condensation of a crystalline mercury matrix. This time corresponds to the allocated time interval ΔТ 1 in Fig. 8. The horizontal scale is normalized by the energy of gamma rays, the price of each energy channel of the spectrum is 200 keV. The excess of this spectrum over the background spectrum of gamma rays is shaded in red. The background spectrum is tinted gray below. Vertically, both spectra are normalized to the measurement time.

На фиг.9 указаны: 62 - амплитудный спектр гамма-квантов от конденсора реактора, измеренный в течение 5000 с при конденсации кристаллической ртутной матрицы; 63 - пик полного поглощения гамма-квантов энергии 5500 кэВ; 64 - пик вылета с энергией 5000 кэВ, вызванный вылетом из детектора одного из аннигиляционных гамма-квантов, связанных с образованием электрон-позитронных пар при взаимодействии гамма-квантов энергии 5500 кэВ с кристаллом Nal(TI); 65 - область спектра, соответствующая комптоновскому рассеянию гамма-квантов энергии 5500 кэВ; 66 - фоновый спектр гамма-квантов, измеренный за 28 часов через сутки после образования ртутной матрицы.Figure 9 shows: 62 is the amplitude spectrum of gamma rays from the reactor condenser, measured over 5000 s during condensation of the crystalline mercury matrix; 63 - peak of the total absorption of gamma rays of energy 5500 keV; 64 - peak emission with an energy of 5000 keV, caused by the emission from the detector of one of the annihilation gamma rays associated with the formation of electron-positron pairs in the interaction of energy gamma rays of 5500 keV with a Nal crystal (TI); 65 is a spectral region corresponding to Compton scattering of gamma rays of energy 5500 keV; 66 is the background spectrum of gamma rays measured over 28 hours a day after the formation of the mercury matrix.

На фиг.10 показан амплитудный спектр гамма-квантов от конденсора реактора, измеренный в течение 7000 с после отжига кристаллической ртутной матрицы. Это время соответствует выделенному интервалу времени ΔТ2 на фиг.8. Горизонтальная шкала нормирована по энергии гамма-квантов, цена каждого энергетического канала спектра равна 200 кэВ. Превышение этого спектра над фоновым спектром гамма-квантов закрашено красным цветом. Фоновый спектр подкрашен снизу серым цветом. По вертикали оба спектра нормированы по времени измерения.Figure 10 shows the amplitude spectrum of gamma rays from the reactor condenser, measured for 7000 s after annealing the crystalline mercury matrix. This time corresponds to the allocated time interval ΔT 2 in Fig. 8. The horizontal scale is normalized by the energy of gamma rays, the price of each energy channel of the spectrum is 200 keV. The excess of this spectrum over the background spectrum of gamma rays is shaded in red. The background spectrum is tinted gray below. Vertically, both spectra are normalized to the measurement time.

На фиг.10 указаны: 63 - пик полного поглощения гамма-квантов энергии 5500 кэВ; 64 - пик вылета с энергией 5000 кэВ, вызванный вылетом из детектора одного из аннигиляционных гамма-квантов, связанных с образованием электрон-позитронных пар при взаимодействии гамма-квантов энергии 5500 кэВ с кристаллом Nal(TI); 65 - область спектра, соответствующая комптоновскому рассеянию гамма-квантов энергии 5500 кэВ; 66 - фоновый спектр гамма-квантов, измеренный за 28 часов через сутки после образования ртутной матрицы; 67 - амплитудный спектр гамма-квантов от конденсора реактора, измеренный в течение 7000 с после отжига кристаллической ртутной матрицы.Figure 10 shows: 63 - peak of the total absorption of gamma rays of energy 5500 keV; 64 - peak emission with an energy of 5000 keV, caused by the emission from the detector of one of the annihilation gamma rays associated with the formation of electron-positron pairs in the interaction of energy gamma rays of 5500 keV with a Nal crystal (TI); 65 is a spectral region corresponding to Compton scattering of gamma rays of energy 5500 keV; 66 is a background spectrum of gamma rays measured over 28 hours a day after the formation of the mercury matrix; 67 is an amplitude spectrum of gamma rays from a reactor condenser, measured during 7000 s after annealing of a crystalline mercury matrix.

ОСУЩЕСТВЕЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Для реализации заявляемого способа в общем случае необходимо:To implement the proposed method in the General case, it is necessary:

- образование металлического кристаллического твердого тела конденсацией из паров металла;- the formation of a metallic crystalline solid by condensation from metal vapor;

- одновременно с образованием металлического кристаллического твердого тела внедрение в него изотопов водорода так, чтобы при образовании твердого тела хотя бы часть атомов с ядрами, участвующими в реакции ядерного синтеза, в твердом теле оказывалась по соседству друг с другом, то есть на наименьшем возможном расстоянии друг от друга;- simultaneously with the formation of a metallic crystalline solid, the introduction of hydrogen isotopes into it so that during the formation of a solid, at least some of the atoms with nuclei participating in the nuclear fusion reaction appear in a solid next to each other, that is, at the smallest possible distance from friend;

- увеличение размеров микрокристаллов сконденсированного из паров металла кристаллического тела с внедренными в него изотопами водорода путем отжига металлического кристаллического тела;- an increase in the size of microcrystals of a crystalline body condensed from metal vapor with hydrogen isotopes embedded in it by annealing a metal crystalline body;

- наблюдение реакций ядерного синтеза с участием изотопов водорода в металлическом кристаллическом теле путем регистрации продуктов реакций ядерного синтеза.- observation of nuclear fusion reactions involving hydrogen isotopes in a metallic crystalline body by recording the products of nuclear fusion reactions.

Для реализации способа производят следующие операции:To implement the method, the following operations are performed:

- подготавливают установку, позволяющую на некоторой поверхности конденсировать металлическое кристаллическое твердое тело из паров металла в среде газообразных изотопов водорода, позволяющую увеличивать размеры микрокристаллов сконденсированного из паров металла кристаллического тела с внедренными в него изотопами водорода путем отжига металлического кристаллического тела и позволяющую наблюдать реакции ядерного синтеза с участием изотопов водорода в твердом теле путем регистрации продуктов реакций ядерного синтеза;- prepare a setup that allows condensing a metal crystalline solid body from metal vapors in a medium of gaseous hydrogen isotopes on a certain surface, which allows increasing the size of microcrystals of a crystalline body condensed from metal vapors with hydrogen isotopes embedded in it by annealing a metal crystalline body, and allowing observing nuclear fusion reactions with the participation of hydrogen isotopes in a solid by recording the products of nuclear fusion reactions;

- от источника газообразных изотопов водорода 1 заполняют часть установки для конденсации твердого тела газом изотопов водорода;- from a source of gaseous hydrogen isotopes 1 fill part of the installation for condensation of a solid body with a gas of hydrogen isotopes;

- образуют пары металла в части установки для конденсации твердого тела;- form metal vapors in the part of the installation for condensation of a solid;

- в среде газообразных изотопов водорода на некоторой поверхности конденсируют пары металла в твердую кристаллическую матрицу так, чтобы при образовании матрицы хотя бы часть атомов с ядрами, участвующими в реакции ядерного синтеза, в матрице оказывалась по соседству друг с другом, то есть на наименьшем возможном расстоянии друг от друга;- in a medium of gaseous hydrogen isotopes, metal vapors are condensed on a certain surface in a solid crystalline matrix so that, when the matrix is formed, at least some of the atoms with nuclei participating in the nuclear fusion reaction appear in the matrix adjacent to each other, that is, at the shortest possible distance apart

- увеличивают размеры микрокристаллов сконденсированного из паров металла кристаллического тела путем его отжига;- increase the size of the microcrystals of the crystalline solid condensed from the metal vapor by annealing it;

- наблюдают реакции ядерного синтеза с участием изотопов водорода в матрице путем регистрации продуктов реакций ядерного синтеза.- observe nuclear fusion reactions involving hydrogen isotopes in the matrix by recording the products of nuclear fusion reactions.

Для реализации заявляемого способа в частном случае образования в водородно-дейтериевой газовой среде, содержащей молекулы дейтероводорода HD, металлического кристаллического твердого тела, не разлагающего молекулы дейтероводорода на атомы, достаточно:To implement the proposed method in the particular case of the formation in a hydrogen-deuterium gas medium containing HD deuterium molecules, a crystalline crystalline solid that does not decompose deuterium hydrogen molecules into atoms, it is enough:

- образование металлического кристаллического тела конденсацией из паров металла;- the formation of a metallic crystalline body by condensation from metal vapor;

- одновременно с образованием металлического кристаллического тела внедрение в него молекул дейтероводорода HD;- simultaneously with the formation of a metallic crystalline body, the introduction of HD deuterium molecules into it;

- увеличение размеров микрокристаллов сконденсированного из паров металла кристаллического тела с внедренными в него молекулами дейтероводорода HD путем отжига металлического кристаллического тела;- an increase in the size of microcrystals of a crystalline solid condensed from metal vapor with HD deuterium molecules embedded in it by annealing a metallic crystalline body;

- наблюдение реакций ядерного pd-синтеза по формуле (4) с участием протона и дейтрона в металлическом кристаллическом теле путем регистрации гамма-квантов энергии 5500 кэВ, излучаемых при реакциях ядерного синтеза.- observation of nuclear pd fusion reactions according to formula (4) with the participation of a proton and deuteron in a metal crystalline body by detecting gamma rays of 5500 keV energy emitted during nuclear fusion reactions.

Для реализации способа в этом частном случае производят следующие операции:To implement the method in this particular case, the following operations are performed:

- подготавливают установку, позволяющую на некоторой поверхности конденсировать металлическое кристаллическое твердое тело из паров металла в среде газообразного дейтероводорода HD, позволяющую увеличивать размеры микрокристаллов сконденсированного из паров металла кристаллического тела с внедренными в него молекулами дейтероводорода HD путем отжига металлического кристаллического тела и позволяющую наблюдать реакции ядерного pd-синтеза по формуле (4) путем регистрации гамма-квантов энергии 5500 кэВ, излучаемых при реакциях ядерного синтеза;- prepare a setup that allows condensing a metal crystalline solid body from metal vapors in a medium of gaseous hydrogen deuterium HD on a certain surface, which allows increasing the size of microcrystals of a crystalline body condensed from metal vapors with HD deuterium molecules embedded in it by annealing a metal crystalline body and allowing observing nuclear pd reactions synthesis according to formula (4) by detecting gamma rays of energy 5500 keV emitted during nuclear reactions interest;

- от источника газообразных изотопов водорода 1 заполняют часть установки для конденсации твердого тела водородно-дейтериевой газовой средой при давлении от 3,3·104 до 4,0·104 Па и парциальном давлении дейтероводорода HD не менее 1,7·104 Па;- from the source of gaseous isotopes of hydrogen 1 fill part of the installation for condensation of a solid body with a hydrogen-deuterium gas medium at a pressure of from 3.3 · 10 4 to 4.0 · 10 4 Pa and a partial pressure of deuterium hydrogen HD of at least 1.7 · 10 4 Pa ;

- образуют в части установки для конденсации твердого тела пары металла, не разлагающего молекулы дейтероводорода HD на атомы;- form in the part of the installation for condensation of a solid body a pair of metal that does not decompose HD deuterium molecules into atoms;

- в указанной водородно-дейтериевой газовой среде на некоторой поверхности пары металла конденсируют в твердую кристаллическую матрицу так, чтобы в нем находились молекулы дейтероводорода HD;- in said hydrogen-deuterium gas medium, on a certain surface, metal vapors are condensed into a solid crystalline matrix so that HD deuterium molecules are contained therein;

- увеличивают размеры микрокристаллов сконденсированного из паров металла кристаллического тела путем его отжига;- increase the size of the microcrystals of the crystalline solid condensed from the metal vapor by annealing it;

- наблюдают реакции ядерного синтеза в матрице путем регистрации гамма-квантов 5500 кэВ, сопутствующих реакциям ядерного pd-синтеза по формуле (4).- observe nuclear fusion reactions in the matrix by registering 5500 keV gamma rays associated with nuclear pd fusion reactions according to formula (4).

ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯINDUSTRIAL IMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Возможность реализации заявляемых изобретений следует из теоретических представлений о увеличении вероятности туннельного прохождения через кулоновский барьер атомных ядер - реагентов реакции ядерного синтеза, вызванного уменьшением кулоновского отталкивания между этими атомными ядрами на расстояниях между ними, определяемых формулой (3), при внедрении этих атомных ядер в образующуюся металлическую кристаллическую матрицу.The feasibility of the claimed inventions follows from theoretical ideas about an increase in the probability of tunnel passage through the Coulomb barrier of atomic nuclei - nuclear fusion reagents, caused by a decrease in Coulomb repulsion between these atomic nuclei at distances between them, defined by formula (3), when these atomic nuclei are introduced into the nucleus metal crystalline matrix.

Возможность реализации заявляемого изобретения была подтверждена экспериментально. В эксперименте искали реакции слияния ядер водорода и дейтерия (протона и дейтрона) и реакции слияния двух ядер дейтерия (двух дейтронов) при образовании кристаллической металлической ртути, содержащей молекулы водорода Н2, дейтероводорода HD и дейтерия D2.The feasibility of the claimed invention has been experimentally confirmed. In the experiment, they searched for the fusion reaction of hydrogen and deuterium nuclei (proton and deuteron) and the fusion reaction of two deuterium nuclei (two deuterons) during the formation of crystalline metallic mercury containing hydrogen molecules H 2 , HD deuterium and deuterium D 2 .

Экспериментальная установка была рассчитана на обнаружение в такой ртутной матрице реакций ядерного синтеза [6]The experimental setup was designed to detect nuclear fusion reactions in such a mercury matrix [6]

ρ + d H 3 e + γ ( 5500  кэВ ) , ( 4 )

Figure 00000006
ρ + d H 3 e + γ ( 5500 keV ) , ( four )
Figure 00000006

d + d H 3 e ( 0 ,82  МэВ ) + n ( 2 ,45 МэВ ) , ( 5 )

Figure 00000007
d + d H 3 e ( 0 82 MeV ) + n ( 2 , 45 MeV ) , ( 5 )
Figure 00000007

где символы "ρ", "d" , "γ" и "n" соответственно обозначают протон, дейтрон, гамма-квант и нейтрон; в скобках приведены энергия образующегося в реакции (4) гамма-кванта и энергия образующихся в реакции (5) частиц. Реакции ядерного синтеза искали по излучению гамма-квантов с энергией 5500 кэВ при pd-реакции и по излучению нейтронов энергии 2,45 МэВ при dd-реакции. Поиск других продуктов ядерных реакций pd и dd-синтеза не проводили.where the symbols "ρ", "d", "γ" and "n" respectively denote a proton, deuteron, gamma ray and neutron; in parentheses are the energy of the gamma ray generated in the reaction (4) and the energy of the particles formed in the reaction (5). Nuclear fusion reactions were searched for by the emission of gamma rays with an energy of 5500 keV during the pd reaction and by the emission of neutrons of 2.45 MeV energy during the dd reaction. The search for other products of nuclear reactions of pd and dd synthesis was not carried out.

Ртутную матрицу получали конденсацией пара металлической ртути в газовой среде, содержащей молекулы водорода Н2, молекулы дейтероводорода HD и молекулы дейтерия D2. Выбор именно ртути в качестве материала матрицы был обусловлен тем, что на металлической ртути не происходит диссоциации молекул изотопов водорода, а также тем, что ртуть не образует устойчивых гидридов [33]. Поэтому в металлической ртути изотопы водорода могут находиться в молекулярном виде. Внедрение в объем кристаллической ртутной матрицы молекул изотопов водорода было возможно за счет их физической адсорбции на поверхности образующейся матрицы или за счет увлечения молекул изотопов водорода парами ртути при ее конденсации. Кроме того, выбор ртути в качестве материала матрицы упрощал конструкцию экспериментальной установки ввиду ее низких относительно других металлов температур испарения и плавления.The mercury matrix was obtained by condensation of metallic mercury vapor in a gaseous medium containing H 2 hydrogen molecules, HD deuterium molecules and deuterium D 2 molecules. The choice of mercury as the matrix material was due to the fact that dissociation of hydrogen isotope molecules does not occur on metallic mercury, and also because mercury does not form stable hydrides [33]. Therefore, hydrogen isotopes in metallic mercury can be in molecular form. The introduction of hydrogen isotope molecules into the volume of the crystalline mercury matrix was possible due to their physical adsorption on the surface of the resulting matrix or due to entrainment of hydrogen isotope molecules by mercury vapor during its condensation. In addition, the choice of mercury as the matrix material simplified the design of the experimental setup because of its low evaporation and melting temperatures relative to other metals.

Экспериментальная установка включала в себя следующие основные элементы:The experimental setup included the following main elements:

- источник водородно-дейтериевой газовой смеси молекул водорода Н2, молекул дейтероводорода HD и молекул дейтерия D2;- a source of a hydrogen-deuterium gas mixture of hydrogen molecules H 2 , HD deuterium molecules and deuterium D 2 molecules;

- реактор, наполненный водородно-дейтериевой газовой смесью, в одной части которого - в испарителе, металлическую ртуть путем ее нагревания испаряли, а в другой части реактора - в охлаждаемом конденсоре, пары ртути конденсировали в кристаллическую металлическую ртуть;- a reactor filled with a hydrogen-deuterium gas mixture, in one part of which is in an evaporator, metal mercury was evaporated by heating it, and in the other part of the reactor in a cooled condenser, mercury vapor was condensed into crystalline metal mercury;

- газовакуумная система для дозированного напуска водородно-дейтериевой газовой смеси из источника водородно-дейтериевой газовой смеси в реактор, для контроля давления газа в газонаполняемых элементах экспериментальной установки и их вакуумирования;- gas-vacuum system for the metered inlet of the hydrogen-deuterium gas mixture from the source of the hydrogen-deuterium gas mixture into the reactor, for monitoring the gas pressure in the gas-filled elements of the experimental setup and their evacuation;

- сцинтилляционный спектрометр гамма-квантов и нейтронный интенсиметр для измерения интенсивности излучения гамма-квантов и нейтронов от реактора.- a gamma-ray scintillation spectrometer and a neutron intensimeter for measuring the radiation intensity of gamma-quanta and neutrons from the reactor.

Основной частью реактора 4 (фиг.2) являлся п-образный трубчатый корпус 7 из кварцевого стекла толщиной 2 мм, внутренний диаметр труб равнялся 46 мм. Габаритный размер корпуса реактора по вертикали был равен 180 мм, по горизонтали 220 мм. Одна из нижних частей п-образного корпуса реактора являлась испарителем металлической ртути, другая нижняя часть корпуса реактора являлась кондесором, в котором кристаллизовали пары ртути. Со стороны испарителя к корпусу реактора была приварена трубчатая опора 14 из кварцевого стекла. Корпус реактора имел патрубок 15 для его соединения с газовакуумной системой, который проходил через водяной холодильник 16 для предотвращения попадания паров ртути в газовакуумную систему. Соединительный патрубок 15 и водяной холодильник 16 были выполнены из кварцевого стекла. Объем корпуса реактора вместе с соединительным патрубком 15 был равен 750 см3.The main part of the reactor 4 (figure 2) was a U-shaped tubular body 7 made of quartz glass with a thickness of 2 mm, the inner diameter of the pipes was 46 mm. The overall dimensions of the reactor vessel vertically were 180 mm, and horizontally 220 mm. One of the lower parts of the p-shaped reactor vessel was an evaporator of metallic mercury, the other lower part of the reactor vessel was a condenser in which mercury vapor was crystallized. From the evaporator side, a tubular support 14 made of quartz glass was welded to the reactor vessel. The reactor vessel had a pipe 15 for its connection with the gas-vacuum system, which passed through a water cooler 16 to prevent mercury vapor from entering the gas-vacuum system. The connecting pipe 15 and the water cooler 16 were made of quartz glass. The volume of the reactor vessel together with the connecting pipe 15 was equal to 750 cm 3 .

На одном конце корпуса реактора - испарителе был помещен нагреватель №1, выполненный из нихромовой проволоки, обмотанной вокруг испарителя реактора. Нагреватель №1 позволял нагревать испаритель реактора до температуры 600°С. Другой конец корпуса реактора - конденсор был помещен в холодильник. Холодильник состоял из медного хладовода 13, который мог охлаждаться жидким азотом. Температура конденсора могла опускаться до минус 110°С, при этом из паров ртути в конденсоре образовывалась кристаллическая металлическая ртуть.At one end of the reactor vessel — the evaporator, heater No. 1 was placed, made of nichrome wire wrapped around the reactor evaporator. Heater No. 1 allowed the reactor evaporator to be heated to a temperature of 600 ° C. The other end of the reactor vessel — a condenser — was placed in the refrigerator. The refrigerator consisted of a copper refrigerant 13, which could be cooled with liquid nitrogen. The condenser temperature could drop to minus 110 ° С, while crystalline metallic mercury was formed from mercury vapor in the condenser.

В эксперименте жидкая металлическая ртуть массой 405 г вначале находилась в испарителе, в конденсоре ртути не было. При включении нагревателя №1 ртуть испаряли из испарителя и ее пары конденсировали в конденсоре, при конденсации всей ртути в конденсоре высота столба ртути равнялась 18 мм. Для транспортировки паров ртути от испарителя к конденсору стенки реактора нагревали нагревателем №2 (позиция 10). Для предотвращения стекания по стенкам реактора жидкой ртути в конденсор перед конденсором находился кольцевой ртутоприемник 12, соединенный с испарителем возвратным патрубком 11 из кварцевого стекла. По этому возвратному патрубку ртуть, осажденная на стенках реактора, возвращалась в испаритель. Для уменьшения теплопередачи с воздухом весь реактор и холодильник реактора были обмотаны слоем асбеста за исключением небольшой части корпуса реактора около возвратного патрубка 11. Через эту прозрачную часть реактора проводили визуальный контроль процесса конденсации ртути.In the experiment, liquid metal mercury weighing 405 g was initially in the evaporator; there was no mercury in the condenser. When heater No. 1 was turned on, mercury was evaporated from the evaporator and its vapors were condensed in a condenser; during condensation of all mercury in the condenser, the height of the mercury column was 18 mm. To transport mercury vapor from the evaporator to the condenser, the walls of the reactor were heated by heater No. 2 (position 10). To prevent liquid mercury from draining along the walls of the reactor into the condenser, an annular mercury receiver 12 was connected in front of the condenser, connected to the evaporator by a quartz glass return pipe 11. Through this return pipe, the mercury deposited on the walls of the reactor returned to the evaporator. To reduce heat transfer with air, the entire reactor and the reactor refrigerator were wrapped with asbestos, with the exception of a small part of the reactor vessel near the return pipe 11. Through this transparent part of the reactor, a visual control of the mercury condensation process was carried out.

Для контроля испарения и конденсации ртути использовали три термопарные датчика температуры 8, закрепленные на наружной поверхности корпуса реактора. Одним из этих датчиков температуры измеряли температуру испарителя, другим датчиком измеряли температуру стенок реактора, вдоль которых пары ртути транспортировались к конденсору, третьим датчиком измеряли температуру конденсора.Three thermocouple temperature sensors 8, mounted on the outer surface of the reactor vessel, were used to control the evaporation and condensation of mercury. One of these temperature sensors measured the temperature of the evaporator, the other sensor measured the temperature of the walls of the reactor along which mercury vapor was transported to the condenser, and the third sensor measured the temperature of the condenser.

Источник водородно-дейтериевой газовой смеси включал в себя:The source of the hydrogen-deuterium gas mixture included:

- камеру изотопного обмена 32 (фиг.4) для приготовления из газообразных водорода и дейтерия газовой смеси, содержащей молекулы дейтероводорода HD;- an isotope exchange chamber 32 (FIG. 4) for preparing a gas mixture containing HD deuterium molecules from gaseous hydrogen and deuterium;

- два газовых баллона давлением до 100 атм, снабженных газовыми вентилями высокого давления для дозированной подачи газа в камеру изотопного смешивания - один баллон 33 (фиг.4) с газообразными водородом, другой баллон 34 (фиг.4) с газообразным дейтерием.- two gas cylinders with a pressure of up to 100 atm, equipped with high-pressure gas valves for dosed supply of gas into the isotope mixing chamber - one cylinder 33 (Fig. 4) with gaseous hydrogen, the other cylinder 34 (Fig. 4) with gaseous deuterium.

Корпус 17 камеры изотопного обмена (фиг.3) представлял из себя цилиндрический стакан из нержавеющей стали диаметром 160 мм и высотой стенок 90 мм. Толщины днища и стенок корпуса камеры были равны 10 мм и 5 мм соответственно. Корпус камеры вакуумно-плотно закрывался крышкой 19 из нержавеющей стали толщиной 10 мм. В корпус камеры был вварен штуцер 18 из нержавеющей стали для соединения камеры с газовакуумной системой.The housing 17 of the isotope exchange chamber (Fig. 3) was a cylindrical stainless steel cup with a diameter of 160 mm and a wall height of 90 mm. The thicknesses of the bottom and walls of the chamber body were 10 mm and 5 mm, respectively. The camera body was vacuum tightly closed with a lid 19 made of stainless steel 10 mm thick. A stainless steel fitting 18 was welded into the chamber body to connect the chamber to the gas-vacuum system.

В качестве катализатора реакции изотопного обменаAs a catalyst for the isotope exchange reaction

H 2 + D 2 2HD ( 6 )

Figure 00000008
H 2 + D 2 2HD ( 6 )
Figure 00000008

в камере размещалась никелевая фольга, которая могла нагреваться до 1000°С, поэтому наружная поверхность стенок корпуса камеры находилась в тепловом контакте с водяным холодильником 22, наружная поверхность днища корпуса находилась в тепловом контакте с водяным холодильником 20 с двумя штуцерами 21. При нагреве никелевой фольги в камере через водяные холодильники пропускали воду для охлаждения корпуса камеры.nickel foil was placed in the chamber, which could be heated up to 1000 ° C; therefore, the outer surface of the walls of the chamber body was in thermal contact with the water cooler 22, the outer surface of the bottom of the body was in thermal contact with the water cooler 20 with two fittings 21. When heating the nickel foil in the chamber, water was passed through water coolers to cool the chamber body.

Нагреватель никелевой фольги представлял из себя полую керамическую трубку 23 с наружным диаметром 50 мм, на которую была намотана спираль из нихромовой проволоки 24. Два конца нихромовой проволоки 24 через вакуумный электропереходник 28 в корпусе камеры подключались к источнику переменного электрического напряжения амплитудой до 240 В. Керамическая трубка 23 с нихромовой проволокой 24 была вставлена в керамический стакан 25 с керамической опорой 26, вокруг которого была обмотана никелевая фольга. Температура никелевой фольги измерялась платино-родиевой термопарой 27. Для более эффективного изотопного обмена внутри керамической трубки 23 помещался силикагель 29, покрытый металлом, катализирующим реакцию изотопного обмена по формуле (6).The nickel foil heater was a hollow ceramic tube 23 with an outer diameter of 50 mm, on which a spiral of nichrome wire 24 was wound. The two ends of the nichrome wire 24 were connected to an alternating voltage source with an amplitude of up to 240 V through a vacuum electric adapter 28 in the camera body. Ceramic a tube 23 with nichrome wire 24 was inserted into a ceramic cup 25 with a ceramic support 26 around which nickel foil was wrapped. The temperature of the nickel foil was measured with a platinum-rhodium thermocouple 27. For a more efficient isotopic exchange, silica gel 29 was placed inside the ceramic tube 23, coated with a metal catalyzing the isotope exchange reaction according to formula (6).

Для приготовления газовой смеси, содержащей HD-молекулы, камеру сначала вакуумировали, затем в нее напускали газообразный дейтерий до давления 2,6·104 Па (200 мм рт.ст.), после чего в камеру напускали газообразный водород так, что давление газа в камере становилось равным 5,2·104 Па (400 мм рт.ст.). После этого перекрывали вакуумный вентиль, соединяющий камеру с газовакуумной системой, и через нагреватель никелевой фольги пропускали ток так, что температура никелевой фольги становилась равной 1000°С. Такую температуру никелевой фольги поддерживали в течение 30 минут, после чего нагреватель выключали. Согласно работе [34], в результате описанной процедуры в камере образовывалась газовая смесь, содержащая 25 % молекул водорода Н2, 25 % молекул дейтерия D2 и 50% молекул дейтероводорода HD, что соответствовало парциальному давлению 2,6·104 Па (200 мм рт.ст.) газообразного дейтероводорода HD и парциальным давлениям 1,3·104 Па (100 мм рт.ст.) газообразных водорода и дейтерия.To prepare a gas mixture containing HD molecules, the chamber was first evacuated, then deuterium gas was injected into it to a pressure of 2.6 · 10 4 Pa (200 mmHg), after which hydrogen gas was injected into the chamber so that the gas pressure in the chamber became equal to 5.2 · 10 4 Pa (400 mm Hg). After that, the vacuum valve connecting the chamber to the gas-vacuum system was closed, and a current was passed through the nickel foil heater so that the temperature of the nickel foil became 1000 ° C. This temperature of the nickel foil was maintained for 30 minutes, after which the heater was turned off. According to [34], as a result of the described procedure, a gas mixture was formed in the chamber containing 25% hydrogen molecules H 2 , 25% deuterium molecules D 2, and 50% HD deuterium molecules, which corresponded to a partial pressure of 2.6 · 10 4 Pa (200 mmHg) of gaseous deuterium hydrogen HD and a partial pressure of 1.3 · 10 4 Pa (100 mmHg) of gaseous hydrogen and deuterium.

Газовакуумная система (фиг.4) включала в себя следующие основные элементы:The gas-vacuum system (figure 4) included the following main elements:

- масляный роторный вакуумный пластинчато-роторный насос 30 марки 2НВР-5ДМ;- oil rotary vacuum vane rotary vane pump 30 brand 2NVR-5DM;

- азотную ловушку 31, предотвращающая попадание масла из вакуумного насоса в остальную часть газовакуумной системы;- a nitrogen trap 31, preventing the ingress of oil from the vacuum pump into the rest of the gas-vacuum system;

- механический вакуумметр 35 (образцовый вакуумметр ГОСТ 6521-60) для измерения давления газовой смеси в диапазоне от 1·101 до 1·105 Па (от 10 мм рт.ст. до 760 мм рт.ст.);- a mechanical vacuum gauge 35 (standard GOST 6521-60 vacuum gauge) for measuring the pressure of the gas mixture in the range from 1 · 10 1 to 1 · 10 5 Pa (from 10 mm Hg to 760 mm Hg);

- вакуумметр теплоэлектрический 36 марки 13ВТ3-003 для измерения давления воздуха или давления водорода в реакторе в диапазоне от 1·10-1 до 1·105 Па (от 7.5·10-2 до 750 мм рт.ст.);- thermoelectric vacuum gauge 36, grade 13ВТ3-003, for measuring air pressure or hydrogen pressure in the reactor in the range from 1 · 10 -1 to 1 · 10 5 Pa (from 7.5 · 10 -2 to 750 mm Hg);

- вакуумметр термопарный 37 марки ВИТ-2, позволяющий измерять давление воздуха в диапазоне от 1·10-1 до 20 Па (от 1·10-3 до 2·10-1 мм рт.ст.);- 37 VIT-2 thermocouple vacuum gauge, which allows measuring air pressure in the range from 1 · 10 -1 to 20 Pa (from 1 · 10 -3 to 2 · 10 -1 mm Hg);

- вакуумные вентили 3, позволяющие перекрывать отдельные части газо-вакуумной системы.- vacuum valves 3, allowing to block individual parts of the gas-vacuum system.

Элементы газовакуумной системы, а также реактор 4 и камера изотопного обмена 32 были соединены между собой по схеме фиг.4 газопроводящими трубопроводами 6 из нержавеющей стали с внутренним диаметром 6 мм.The elements of the gas-vacuum system, as well as the reactor 4 and the isotope exchange chamber 32 were interconnected according to the scheme of Fig. 4 by gas pipelines 6 made of stainless steel with an inner diameter of 6 mm.

Спектрометр гамма-квантов и нейтронный интенсиметр предназначались для измерений в импульсном режиме интенсивности нейтронного и гамма-излучения от конденсора реактора. Схема измерений поясняется фиг.5.The gamma-ray spectrometer and neutron intensimeter were designed for pulsed measurements of the intensity of neutron and gamma radiation from a reactor condenser. The measurement scheme is illustrated in Fig.5.

Спектрометр гамма-квантов содержал следующие основные элементы:The gamma-ray spectrometer contained the following basic elements:

- спектрометрический детектор гамма-квантов 39 (сцинтиблок типа 6931-20 производства ОАО "Кристалл", РФ, г. Усолье-Сибирское), состоящий из цилиндрического кристалла Nal(TI) диаметром 150 мм и высотой 100 мм, фотоумножителя световых импульсов, вызванных гамма-квантами в кристалле Nal(TI), и предусилителя импульсов фотоумножителя;- 39 gamma-ray spectrometric detector (scintiblock type 6931-20 manufactured by Crystal, Russian Federation, Usolye-Sibirskoye), consisting of a cylindrical Nal (TI) crystal with a diameter of 150 mm and a height of 100 mm, a photomultiplier of light pulses caused by gamma - quanta in the Nal crystal (TI), and the pulse preamplifier of the photomultiplier;

- высоковольтный блок 40 электропитания детектора гамма-квантов, позволяющий получать постоянное напряжение до 2000 В током до 50 мкА;- high-voltage power supply unit 40 of the gamma-ray detector, which allows to obtain a constant voltage of up to 2000 V with a current of up to 50 μA;

- усилитель-формирователь 41 импульсов гамма-квантов;- amplifier-driver 41 pulses of gamma rays;

- амплитудно-цифровой преобразователь (АЦП) 42 на 4000 каналов, преобразующий амплитуду импульсов гамма-квантов в цифровой сигнал;- amplitude-to-digital converter (ADC) 42 for 4000 channels, converting the amplitude of the gamma-ray pulses into a digital signal;

Нейтронный интенсиметр содержал следующие основные элементы:The neutron intensimeter contained the following main elements:

- детектор нейтронов 43, состоящий из восьми параллельно соединенных гелиевых счетчиков 44 типа СНМ-17, распределенных равномерно в один слой в замедлителе нейтронов - прямоугольном листе полиэтилена 45 размером 80×400×1000 мм;- a neutron detector 43, consisting of eight parallel-connected helium counters 44 of the SNM-17 type, distributed uniformly in one layer in a neutron moderator — a rectangular sheet of polyethylene 45 of 80 × 400 × 1000 mm in size;

- высоковольтный блок 46 электропитания детектора нейтронов, позволяющий получать постоянное напряжение до 5000 В током до 50 мкА;- high-voltage block 46 power supply of the neutron detector, which allows to obtain a constant voltage of up to 5000 V with a current of up to 50 μA;

- предусилитель 47 импульсов нейтронов;- preamplifier 47 neutron pulses;

- усилитель-формирователь 48 импульсов нейтронов;- amplifier-driver of 48 neutron pulses;

- амплитудный дискриминатор 49 импульсов нейтронов;- amplitude discriminator of 49 neutron pulses;

- счетчик 50 импульсов нейтронов;- counter 50 pulses of neutrons;

- амплитудно-цифровой преобразователь (АЦП) 51 на 1000 каналов, преобразующий амплитуду импульсов нейтронов в цифровой сигнал;- amplitude-to-digital converter (ADC) 51 per 1000 channels, converting the amplitude of the neutron pulses into a digital signal;

В спектрометре гамма-квантов и нейтронном интенсиметре использовали усилители-формирователи импульсов, амплитудно-цифровые преобразователи, счетчик импульсов, выполненные в электронном стандарте КАМАК [35]. Амплитудные спектры импульсов гамма-квантов (далее - гамма-спектры) и нейтронов от амплитудно-цифровых преобразователей 42 и 51, а также показания счетчика 50 импульсов нейтронов по магистрали крейта КАМАК 52 через контроллер КАМАК 53 передавали в компьютер для отображения и обработки информации о интенсивности нейтронного и гамма-излучения. Гамма-спектрометр и нейтронный интенсиметр позволяли детектировать не менее 104 импульсов в секунду.The gamma-ray spectrometer and neutron intensimeter used pulse-forming amplifiers, amplitude-to-digital converters, and a pulse counter made in the KAMAK electronic standard [35]. The amplitude spectra of gamma-ray pulses (hereinafter referred to as gamma-ray spectra) and neutrons from amplitude-digital converters 42 and 51, as well as the readings of the counter 50 of neutron pulses along the KAMAK 52 crate, through the KAMAK 53 controller, were transmitted to a computer to display and process the intensity information neutron and gamma radiation. A gamma spectrometer and a neutron intensimeter made it possible to detect at least 10 4 pulses per second.

Усиление импульсов гамма-квантов в спектрометре выбирали так, чтобы охватить диапазон энергий гамма-квантов от 100 до 8000 кэВ. Градуировку амплитудного спектра гамма-квантов по энергии проводили методом наименьших квадратов по центроидам пиков полного поглощения гамма-квантов энергии 1460,9 кэВ фонового радионуклида 40К, гамма-квантов энергии 2614,6 кэВ фонового радионуклида 208TI, гамма-квантов энергии 4438,9 кэВ от источника из радионклидов 239Pu-Be и гамма-квантов энергии 6130 кэВ от источника из радионуклидов 238Pu-13С. Интегральная нелинейность гамма-спектрометра в области энергии гамма-квантов 1460-6130 кэВ не превышала 0,7%, энергетическое разрешение в пике полного поглощения гамма-квантов энергии 4438,9 кэВ равнялось 5,2%.The amplification of gamma-ray pulses in the spectrometer was chosen so as to cover the gamma-ray energy range from 100 to 8000 keV. The energy spectrum of gamma quanta was calibrated using the least squares method on centroids of the peaks of total absorption of gamma quanta of energy 1460.9 keV of background radionuclide 40 K, gamma quanta of energy 2614.6 keV of background radionuclide 208 TI, gamma quanta of energy 4438.9 keV from a source from 239 Pu-Be radionclides and 6130 keV gamma quanta from a source from 238 Pu- 13 C radionuclides. The integral nonlinearity of the gamma-ray spectrometer in the region of 1460-6130 keV gamma-quanta energy did not exceed 0.7%, the energy resolution at the peak of total absorption gamma-ray energy of 4438.9 keV was 5.2%.

Для измерения интенсивности гамма-квантов энергии 5500 кэВ реакции ядерного pd-синтеза по формуле (4) в гамма-спектре анализировали интенсивность счета импульсов в области энергий 4800÷5800 кэВ. Эта область энергии гамма-спектра наиболее чувствительна к гамма-квантам энергии 5500 кэВ, поскольку охватывает пик их полного поглощения и пик вылета с энергией около 4990 кэВ, вызванный вылетом из детектора одного из аннигиляционных гамма-квантов, связанных с образованием электрон-позитронных пар в результате взаимодействия гамма-квантов энергии 5500 кэВ с кристаллом Nal(TI).To measure the intensity of gamma quanta energy 5500 keV of the reaction of nuclear pd synthesis according to formula (4) in the gamma spectrum, the pulse counting intensity was analyzed in the energy range 4800 ÷ 5800 keV. This region of the gamma-ray energy is most sensitive to 5500 keV gamma-quanta, since it covers the peak of their total absorption and the peak of emission with an energy of about 4990 keV, caused by the emission from the detector of one of the annihilation gamma rays associated with the formation of electron-positron pairs in as a result of the interaction of 5500 keV gamma quanta with a Nal crystal (TI).

Усиление импульсов нейтронного детектора выбирали так, чтобы в амплитудном спектре импульсов нейтронного интенсиметра интенсивность импульсов электронного шума приблизительно равнялась 100 с-1. Пример такого спектра представлен на фиг.6. Порог амплитудного дискриминатора импульсов нейтронов выбирали в провале нейтронного спектра так, чтобы небольшое изменение усиления импульсов в нейтронном канале наименьшим образом влияло на измерение интенсивности счета нейтронов. На фиг.6 положение порога дискриминации отмечено стрелкой.The amplification of the pulses of the neutron detector was chosen so that in the amplitude spectrum of the pulses of the neutron intensimeter, the intensity of the pulses of electronic noise was approximately equal to 100 s -1 . An example of such a spectrum is presented in Fig.6. The threshold of the amplitude discriminator of neutron pulses was chosen in the dip of the neutron spectrum so that a small change in the gain of the pulses in the neutron channel had the least effect on the measurement of the neutron count intensity. 6, the position of the discrimination threshold is indicated by an arrow.

Детекторы гамма-квантов и нейтронов располагали на наименьшем возможном расстоянии от конденсора реактора. Расстояние от центральной части конденсора реактора 4 до центра входного окна детектора гамма-квантов 39 было равно 120 мм, до центра поверхности детектора нейтронов 43 было равно 250 мм. При проведении экспериментов температура детекторов оставалась неизменной с точностью до 1°С, что контролировали термопарными датчиками термпературы, закрепленными на корпусах детекторов.Gamma-ray and neutron detectors were located at the smallest possible distance from the reactor condenser. The distance from the central part of the reactor condenser 4 to the center of the input window of the gamma-ray detector 39 was 120 mm, to the center of the surface of the neutron detector 43 was 250 mm. During the experiments, the temperature of the detectors remained unchanged to an accuracy of 1 ° C, which was controlled by thermocouple temperature sensors mounted on the detector bodies.

Эффективность регистрации гамма-квантов и нейтронов определяли с помощью источника из радионуклидов 239Pu-Ве, который помещали на место конденсора реактора в медный хладовод 13 холодильника реактора 4. Такой источник излучает гамма-кванты - энергия основной группы гамма-квантов равна 4438,9 кэВ, и нейтроны с энергией до 13 МэВ, максимальная интенсивность излучения приходится на нейтроны с энергией 3,3 и 5,1 МэВ, средняя энергия нейтронов 7,7 МэВ [36]. Вероятность излучения нейтронов и гамма-квантов энергии 4438,9 кэВ источником 239Pu-Ве одинакова с точностью до 10% [37]. Паспортное значение интенсивности излучения нейтронов использованным источником 239Pu-Ве было равно (1,0±0,1)·105 с-1, погрешность интенсивности указана на уровне доверительной вероятности 0,68.The detection efficiency of gamma rays and neutrons was determined using a source of radionuclides 239 Pu-Be, which was placed in place of the reactor condenser in a copper coolant 13 of the reactor refrigerator 4. Such a source emits gamma rays - the energy of the main group of gamma rays is 4438.9 keV and neutrons with energies up to 13 MeV, the maximum radiation intensity is observed for neutrons with energies of 3.3 and 5.1 MeV, and the average neutron energy is 7.7 MeV [36]. The probability of emission of neutrons and gamma rays of energy of 4438.9 keV by a source of 239 Pu-Be is the same with an accuracy of 10% [37]. The passport value of the neutron emission intensity used by the 239 Pu-Be source was (1.0 ± 0.1) · 10 5 s -1 , the intensity error is indicated at the confidence level of 0.68.

Эффективность εγ,4433 регистрации гамма-спектрометром гамма-квантов энергии 4438,9 кэВ от источника 239Pu-Ве определяли по интенсивности счета импульсов в диапазоне ΔК каналов гамма-спектра (фиг.7) источника 239Pu-Ве, соответствующей диапазону энергий гамма-квантов 3700÷4800 кэВ. Эта область энергий охватывает пик полного поглощения гамма-квантов 57 энергии 4438,9 кэВ и пик вылета 56 с энергией 3927 кэВ, вызванный вылетом из детектора одного из аннигиляционных гамма-квантов, связанных с образованием электрон-позитронных пар в результате взаимодействия гамма-квантов энергии 4438,9 кэВ с кристаллом Nal(TI). При вычислении эффективности εγ,4433 не учитывали пик вылета 55 с энергией 3416 кэВ, вызванный вылетом из детектора двух аннигиляционных гамма-квантов. Эффективность εγ,4433 вычисляли как отношение числа зарегистрированных за некоторое время надфоновых импульсов в области энергий 3700÷4800 кэВ гамма-спектра источника 239Pu-Ве, к числу гамма-квантов, излученных источником за то же время. Полученное значение эффективности εγ,4433 было равным 2,9%. Погрешность определения величины εγ,4433 на уровне доверительной вероятности 0,68 была не более 15% и в основном определялась погрешностью паспортного значения интенсивности излучения нейтронов источником 239Pu-Ве.The efficiency ε γ, 4433 of registering gamma-ray spectrometer with energy of 4438.9 keV from a 239 Pu-Be source was determined by the pulse count intensity in the range ΔK of the gamma spectrum channels (Fig. 7) of a 239 Pu-Be source corresponding to the gamma energy range quanta 3700 ÷ 4800 keV. This energy region covers the peak of total absorption of gamma rays 57 of energy 4438.9 keV and the peak of emission 56 with energy of 3927 keV, caused by the emission from the detector of one of the annihilation gamma rays associated with the formation of electron-positron pairs as a result of the interaction of energy gamma rays 4438.9 keV with a Nal crystal (TI). When calculating the efficiency ε γ, 4433, the peak of emission 55 with an energy of 3416 keV, caused by the emission of two annihilation gamma rays from the detector , was not taken into account. The efficiency ε γ, 4433 was calculated as the ratio of the number of over-the-pulse pulses recorded over time in the energy range 3700–4800 keV of the gamma spectrum of the 239 Pu-Be source to the number of gamma rays emitted by the source over the same time. The obtained efficiency value ε γ, 4433 was equal to 2.9%. The error in determining the value of ε γ, 4433 at a confidence level of 0.68 was no more than 15% and was mainly determined by the error in the nameplate value of the neutron emission intensity from a 239 Pu-Be source.

Согласно работе [38] эффективности регистрации кристаллом Nal(TI) размером ⌀150×100 мм гамма-квантов энергии 4438,9 кэВ и 5500 кэВ, излучаемых точечным источником на расстоянии 120 мм от поверхности кристалла, различаются не более чем на 10%. Поэтому в дальнейших оценках эффективность εγ,5500 регистрации гамма-квантов энергии 5500 кэВ, излучаемых при реакции pd-синтеза по формуле (4), принимали равной эффективности εγ,4433 регистрации гамма-квантов энергии 4438,9 кэВ от 239Pu-Ве источника.According to [38], the efficiency of detecting by a Nal (TI) crystal with a size of ⌀150 × 100 mm gamma rays of energy 4438.9 keV and 5500 keV emitted by a point source at a distance of 120 mm from the crystal surface, differ by no more than 10%. Therefore, in further evaluations, the efficiency ε γ, 5500 of detecting gamma quanta of energy 5500 keV emitted during the pd synthesis reaction according to formula (4) was taken to be equal to the efficiency ε γ, 4433 of registering gamma quanta of energy 4438.9 keV from 239 Pu-Be source.

В эксперименте искали гамма-кванты энергии 5500 кэВ от реакций ядерного pd-синтеза по формуле (4) в ртутной матрице. Поэтому для определения эффективности регистрации гамма-квантов от реакции pd-синтеза, было необходимо учитывать взаимодействие этих гамма-квантов с ртутной матрицей. Согласно [39], линейный коэффициент ослабления твердой металлической ртутью потока гамма-квантов энергии 5500 кэВ равен 0,57 см-1.In the experiment, gamma quanta of energy of 5500 keV from nuclear pd fusion reactions were searched for by formula (4) in a mercury matrix. Therefore, to determine the efficiency of registration of gamma quanta from the pd synthesis reaction, it was necessary to take into account the interaction of these gamma quanta with the mercury matrix. According to [39], the linear attenuation coefficient of solid metal mercury flux of gamma rays of energy 5500 keV is 0.57 cm -1 .

Учет взаимодействия гамма-квантов с ртутной матрицей осложнялся тем, что в эксперименте не контролировали, в какой именно пространственной области матрицы проходила реакция pd-синтеза.Taking into account the interaction of gamma quanta with the mercury matrix was complicated by the fact that the experiment did not control in which particular spatial region of the matrix the pd synthesis reaction took place.

Для реакции, происходящей на поверхности ртутной матрицы, гамма-кванты реакции матрицей не поглощаются и эффективность их регистрации можно было принять равной εγ,5500 ~2,9 %.For the reaction occurring on the surface of the mercury matrix, the gamma quanta of the reaction are not absorbed by the matrix, and their detection efficiency could be taken equal to ε γ, 5500 ~ 2.9%.

Напротив, эффективность регистрации гамма-квантов реакции pd-синтеза резко уменьшается за счет их поглощения ртутью для реакции, проходящей равномерно по всему объему ртутной матрицы диаметром 46 мм и высотой 18 мм, которая получалась при полной конденсации ртути в конденсоре реактора. В этом случае при средней длине пробега гамма-квантов в ртути около 20 мм поглощение гамма-квантов ртутью уменьшало эффективность регистрации гамма-квантов реакции pd-синтеза приблизительно в 30 раз до значения εγ,5500 ~0,1%.On the contrary, the efficiency of detecting gamma quanta of the pd synthesis reaction sharply decreases due to their absorption by mercury for a reaction that runs uniformly throughout the entire volume of the mercury matrix with a diameter of 46 mm and a height of 18 mm, which was obtained by complete condensation of mercury in the reactor condenser. In this case, with an average path length of gamma rays in mercury of about 20 mm, absorption of gamma rays by mercury reduced the detection efficiency of gamma rays of the pd synthesis reaction by approximately 30 times to ε γ, 5500 ~ 0.1%.

Таким образом, измерение интенсивности счета надфоновых импульсов в области энергий гамма-спектра 4800÷5800 кэВ обеспечивало эффективность регистрации гамма-квантов энергии 5500 кэВ, излучаемых при реакции pd-синтеза по формуле (4) в ртутной матрице, в диапазоне от 0,1% до 2,9%.Thus, the measurement of the intensity of counting of over-the-pulse pulses in the energy range of the gamma spectrum from 4800 to 5800 keV ensured the efficiency of recording gamma quanta of energy 5500 keV emitted during the pd synthesis reaction according to formula (4) in the mercury matrix, in the range from 0.1% up to 2.9%.

Эффективность εn регистрации нейтронным интенсиметром нейтронов от 239Pu-Ве источника, определяемая как отношение числа зарегистрированных за некоторое время надфоновых импульсов нейтронов, к числу нейтронов, излученных источником за то же время, была равна 2,1%.The efficiency ε n of registration of a neutron neutron intensimeter from a 239 Pu-Be source, defined as the ratio of the number of over-the-counter neutron pulses recorded over time, to the number of neutrons emitted by the source over the same time was 2.1%.

Погрешность определения величины εn на уровне доверительной вероятности 0,68 была не более 15% и в основном определялась погрешностью паспортного значения интенсивности излучения нейтронов 239Pu-Ве источником.The error in determining the value of ε n at a confidence level of 0.68 was no more than 15% and was mainly determined by the error in the certified value of the neutron emission intensity of the 239 Pu-Be source.

Энергия нейтронов, излучаемых 239Pu-Ве источником, близка к энергии нейтронов, образуемых в реакции dd-синтеза по формуле (5). Поэтому в дальнейших оценках эффективность регистрации нейтронным интенсиметром нейтронов, излучаемых при реакции dd-синтеза, принимали равной эффективности регистрации нейтронов от 239Pu-Ве источника.The energy of neutrons emitted from a 239 Pu-Be source is close to the energy of neutrons produced in the dd synthesis reaction by formula (5). Therefore, in further evaluations, the detection efficiency of neutrons emitted by the dd synthesis reaction by the neutron intensimeter was taken to be equal to the detection efficiency of neutrons from 239 Pu-Be sources.

При реакции dd-синтеза внутри ртутной матрицы, образуемой в конденсоре реактора, взаимодействие нейтронов с матрицей мало меняет эффективность регистрации нейтронов.In the dd synthesis reaction inside the mercury matrix formed in the reactor condenser, the interaction of neutrons with the matrix changes little the efficiency of neutron detection.

Согласно [40], полное сечение взаимодействия с атомными ядрами ртути нейтронов энергии 2,45 МэВ, излучаемых при реакции ядерного dd-синтеза, приблизительно равно 7 барн. Соответствующий этой величине сечения линейный коэффициент ослабления потока нейтронов твердой металлической ртутью равен 25 см-1. Тогда, даже если бы реакция dd-синтеза происходила равномерно по всему объему ртутной матрицы диаметром 46 мм и максимально возможной высотой 18 мм, то при средней длине пробега нейтронов в ртути около 20 мм взаимодействие нейтронов с ртутью приблизительно лишь на 10% уменьшало бы эффективность регистрации нейтронов реакции dd-синтеза. Поэтому влияние ртутной матрицы на эффективность £n регистрации нейтронным интенсиметром нейтронов, излучаемых при реакции dd-синтеза по формуле (5) в матрице, не учитывали и принимали величину эффективности εn ≈2%.According to [40], the total cross section for interaction with atomic nuclei of mercury neutrons of 2.45 MeV energy emitted during the nuclear dd fusion reaction is approximately 7 bar. Corresponding to this value of the cross section, the linear attenuation coefficient of the neutron flux of solid metal mercury is 25 cm -1 . Then, even if the dd synthesis reaction occurred uniformly over the entire volume of the mercury matrix with a diameter of 46 mm and a maximum possible height of 18 mm, then with an average neutron path in mercury of about 20 mm, the interaction of neutrons with mercury would reduce the detection efficiency by only about 10% neutron reaction dd synthesis. Therefore, the influence of the mercury matrix on the efficiency £ n of registration by the neutron intensimeter of neutrons emitted during the dd synthesis reaction according to formula (5) in the matrix was not taken into account and the efficiency value ε n ≈2% was taken.

В проведенных экспериментах фон нейтронного интенсиметра варьировал около значения 1 с-1 , фон гамма-спектрометра в области энергий 4800-5800 кэВ варьировал около значения 0.1 с-1.In our experiments, the background of the neutron intensimeter varied around 1 s -1 , the background of the gamma-ray spectrometer in the energy range 4800-5800 keV varied around 0.1 s -1 .

Экспозиция при периодическом измерении интенсивности гамма-квантов и нейтронов обуславливалась динамикой конденсации ртутной матрицы и составляла 1000 с. При этом минимальная статистически значимая интенсивность регистрируемых гамма-квантов и нейтронов за счет реакций ядерного синтеза в ртутной матрице была порядка 10% от фонового значения интенсивности.The exposure during periodic measurement of the intensity of gamma rays and neutrons was determined by the dynamics of condensation of the mercury matrix and amounted to 1000 s. In this case, the minimum statistically significant intensity of detected gamma rays and neutrons due to nuclear fusion reactions in the mercury matrix was about 10% of the background intensity value.

Таким образом, экспериментальная установка позволяла обнаружить в ртутной матрице реакции синтеза по формуле (4) для молекулы дейтероводорода HD с минимальной интенсивностью 1÷10 с-1 и для молекулы дейтерия D2 реакции синтеза по формуле (5) с минимальной интенсивностью порядка 10 с-1.Thus, the experimental setup made it possible to detect synthesis reactions in the mercury matrix according to formula (4) for an HD deuterium molecule with a minimum intensity of 1 ÷ 10 s -1 and for a deuterium molecule D 2 synthesis reactions according to formula (5) with a minimum intensity of about 10 s - 1 .

Согласно [6], при ускорительном механизме реакций ядерного синтеза сечение pd-реакции по формуле (4) приблизительно в 105 раз меньше сечения dd-реакции по формуле (5). При ядерном синтезе за счет туннельного эффекта наоборот, вероятность синтеза в молекуле дейтероводорода HD по формуле (4) приблизительно в 109 раз выше, чем вероятность синтеза в молекуле дейтерия D2 по формуле (5). Поэтому при ускорительном механизме этих двух реакций в ртутной матрице чувствительность установки к обнаружению pd-синтеза была на четыре порядка меньше ее чувствительности к обнаружению dd-синтеза. При туннельном механизме этих реакций ядерного синтеза, наоборот, чувствительность установки к обнаружению pd-синтеза была на десять порядков выше ее чувствительности к обнаружению dd-синтеза.According to [6], with the accelerator mechanism of nuclear fusion reactions, the cross section of the pd reaction according to formula (4) is approximately 10 5 times smaller than the cross section of the dd reaction according to formula (5). In nuclear fusion due to the tunneling effect, on the contrary, the probability of synthesis in the HD deuterium hydrogen molecule according to formula (4) is approximately 10 9 times higher than the probability of synthesis in the deuterium molecule D 2 according to formula (5). Therefore, with the accelerator mechanism of these two reactions in the mercury matrix, the sensitivity of the setup to detect pd synthesis was four orders of magnitude less than its sensitivity to detection of dd synthesis. In the tunneling mechanism of these nuclear fusion reactions, on the contrary, the sensitivity of the facility to the detection of pd synthesis was ten orders of magnitude higher than its sensitivity to the detection of dd synthesis.

С использованием описанной выше экспериментальной установки всего было проведено несколько десятков однотипных экспериментов по поиску реакций ядерного синтеза по формулам (4) и (5) при образовании кристаллической матрицы из металлической ртути, содержащей молекулы водорода Н2, молекулы дейтероводорода HD и молекулы дейтерия D2.Using the experimental setup described above, several dozen experiments of the same type were carried out to search for nuclear fusion reactions according to formulas (4) and (5) during the formation of a crystalline matrix of metallic mercury containing hydrogen molecules H 2 , HD deuterium molecules and deuterium D 2 molecules.

Также были проведены контрольные эксперименты, в которых ртутная матрица образовывалась в среде только газообразного водорода или только газообразного дейтерия. В этих контрольных экспериментах ртутная матрица не содержала молекул дейтероводорода HD.Control experiments were also carried out in which the mercury matrix was formed in a medium of only gaseous hydrogen or only gaseous deuterium. In these control experiments, the mercury matrix did not contain HD deuterium molecules.

Вначале каждого эксперимента в камере изотопного обмена приготавливали газовую смесь, содержащую молекулы водорода Н2, дейтероводорода HD и дейтерия D2. В испаритель реактора заливали металлическую ртуть так, чтобы в конденсоре реактора ртути не было. После этого начинали непрерывные периодические измерения интенсивности нейтронного и гамма-излучения от реактора, период измерений равнялся 1020 с (17 минутам), экспозиция каждого измерения была равна 1000 с. Кроме этого, интенсивность нейтронного излучения измеряли с периодом 100 с и экспозицией 99 с. Такой режим измерений выдерживали в течение всего эксперимента.At the beginning of each experiment, a gas mixture was prepared in the isotope exchange chamber containing hydrogen molecules H 2 , HD deuterium hydrogen, and deuterium D 2 . Metallic mercury was poured into the reactor evaporator so that there was no mercury in the reactor condenser. After that, continuous periodic measurements of the intensity of neutron and gamma radiation from the reactor began, the measurement period was 1020 s (17 minutes), the exposure of each measurement was 1000 s. In addition, the neutron radiation intensity was measured with a period of 100 s and an exposure of 99 s. This measurement mode was maintained throughout the experiment.

Через несколько часов после начала измерения интенсивности нейтронного и гамма-излучения реактор вакуумировали до давления 1,3 Па (10-2 мм рт.ст.) и заполняли газовой смесью из камеры изотопного обмена. В различных экспериментах давление газовой смеси в реакторе варьировали в диапазоне от 3,3·104 до 4,0·104 Па (от 250 до 300 мм рт.ст.). Затем температуру конденсора реактора доводили до минус 100°С, охлаждая холодильник конденсора жидким азотом, после чего начинали испарение ртути из испарителя реактора и ее конденсацию в конденсоре.A few hours after the start of measuring the intensity of neutron and gamma radiation, the reactor was evacuated to a pressure of 1.3 Pa (10 -2 mm Hg) and filled with a gas mixture from the isotope exchange chamber. In various experiments, the pressure of the gas mixture in the reactor ranged from 3.3 · 10 4 to 4.0 · 10 4 Pa (from 250 to 300 mm Hg). Then, the reactor condenser temperature was brought to minus 100 ° С, cooling the condenser cooler with liquid nitrogen, after which the evaporation of mercury from the reactor evaporator and its condensation in the condenser were started.

В различных экспериментах время испарения ртути составляло от 30 до 100 минут и зависело от температуры нагрева испарителя. Во время конденсации ртути температуру конденсора в различных экспериментах варьировали от температуры минус 40°С (близкой к температуре плавления ртути минус 38,9°С) до температуры минус 110°С, регулируя подачу жидкого азота в холодильник конденсора. После испарения из испарителя реактора всей ртути и конденсации ее паров в конденсоре, кристаллическую металлическую ртуть, содержащую молекулы водорода Н2, дейтероводорода HD и дейтерия D2, выдерживали в конденсоре несколько часов при температуре около минус 100°С, затем проводили отжиг кристаллической ртутной матрицы ее нагревом при прекращении охлаждения холодильника конденсора до температуры около минус 40°С на время около одной минуты и снова выдерживали в конденсоре несколько часов при температуре около минус 100°С.In various experiments, the time of evaporation of mercury ranged from 30 to 100 minutes and depended on the heating temperature of the evaporator. During mercury condensation, the temperature of the condenser in various experiments varied from a temperature of minus 40 ° C (close to the melting point of mercury minus 38.9 ° C) to a temperature of minus 110 ° C, regulating the supply of liquid nitrogen to the condenser refrigerator. After all mercury was evaporated from the reactor evaporator and its vapors condensed in a condenser, crystalline metallic mercury containing hydrogen molecules H 2 , HD deuterium hydrogen and deuterium D 2 was kept in the condenser for several hours at a temperature of about minus 100 ° С, then the crystalline mercury matrix was annealed heating it upon termination of cooling of the condenser refrigerator to a temperature of about minus 40 ° C for a time of about one minute and again kept in the condenser for several hours at a temperature of about minus 100 ° C.

В конце эксперимента определяли содержание изотопов водорода в кристаллической ртути. Для этого реактор вакуумировали до давления 1,3 Па (10-2 мм рт.ст.) - откачивали из реактора водородно-дейтериевую газовую смесь, закрывали вакуумный вентиль на реакторе и начинали нагрев конденсора реактора до расплавления в нем металлической ртути. При плавлении ртути из нее высвобождался водород и наблюдался скачок давления газа в объеме реактора. Парциальное давление выходившего при плавлении ртути водорода было порядка 10 Па (10-1 мм рт.ст.), что соответствовало содержанию в кристаллической ртути порядка 1018 молекул водорода Н2, молекул дейтероводорода HD и молекул дейтерия D2.At the end of the experiment, the content of hydrogen isotopes in crystalline mercury was determined. For this, the reactor was evacuated to a pressure of 1.3 Pa (10 -2 mm Hg) - the hydrogen-deuterium gas mixture was pumped out of the reactor, the vacuum valve in the reactor was closed, and the reactor condenser was heated until the metal mercury melted in it. During the melting of mercury, hydrogen was released from it and a jump in gas pressure in the reactor volume was observed. The partial pressure of the hydrogen released during the mercury melting was of the order of 10 Pa (10 -1 mmHg), which corresponded to the content in the crystalline mercury of the order of 10 18 hydrogen molecules H 2 , HD deuterium molecules, and deuterium D 2 molecules.

Экспериментальные результаты были получены следующие. В нескольких из проведенных экспериментов наблюдали превышение над фоном интенсивности регистрации гамма-квантов с характерной для реакции pd-синтеза энергией 5500 кэВ при конденсации паров ртути в кристаллическую ртуть в водородно-дейтериевой газовой среде, а также при отжиге ртутной матрицы. На фиг. 8 представлена полученная в одном из таких удачных экспериментов временная зависимость интенсивности счета импульсов в области энергий 4800-5800 кэВ гамма-спектра, наиболее чувствительной к гамма-квантам энергии 5500 кэВ. В этом эксперименте испарение ртути из испарителя реактора проводили при температуре 550÷600°С за время ΔT1=5000 с, исходное давление водородно-дейтериевой газовой смеси в реакторе было равно 3,6·104 Па (270 мм рт.ст.). Через четыре часа после окончания кристаллизации ртутной матрицы в течение одной минуты проводили ее отжиг. На фиг.8 указаны интервал времени ΔT1=5000 с (позиция 60), в течение которого конденсировали ртутную матрицу, и момент ее отжига. Из временной зависимости интенсивности счета импульсов гамма-квантов видно (фиг.8), что именно при образовании кристаллической ртутной матрицы в водородно-дейтериевой газовой среде и в течение приблизительно 7000 с (интервал времени ΔТ2 на фиг.8, позиция 61) после ее минутного отжига повышается интенсивность излучения конденсором реактора гамма-квантов энергий 4800-5800 кэВ.The experimental results were obtained as follows. In several of the experiments, an excess of the gamma-ray registration intensity was observed over the background with a characteristic energy of 5500 keV for the pd synthesis reaction during the condensation of mercury vapor in crystalline mercury in a hydrogen-deuterium gas medium, as well as during annealing of the mercury matrix. In FIG. Figure 8 shows the time dependence of the pulse counting intensity obtained in one of such successful experiments in the energy region of 4800-5800 keV gamma spectrum, which is most sensitive to gamma quanta of energy 5500 keV. In this experiment, the evaporation of mercury from the evaporator of the reactor was carried out at a temperature of 550 ÷ 600 ° C for a time ΔT 1 = 5000 s, the initial pressure of the hydrogen-deuterium gas mixture in the reactor was 3.6 · 10 4 Pa (270 mmHg) . Four hours after the crystallization of the mercury matrix was completed, it was annealed for one minute. On Fig indicated the time interval ΔT 1 = 5000 s (position 60), during which the mercury matrix was condensed, and the moment of its annealing. It can be seen from the time dependence of the counting intensity of gamma-ray pulses (Fig. 8) that it is precisely during the formation of a crystalline mercury matrix in a hydrogen-deuterium gas medium and for approximately 7000 s (time interval ΔТ 2 in Fig. 8, position 61) after it minute annealing increases the intensity of radiation by the condenser of the reactor gamma rays of energies 4800-5800 keV.

Вид гамма-спектра 62 (фиг.9), измеренного за время ΔT1=5000 с при кристаллизации ртутной матрицы, и вид гамма-спектра 67 (фиг.10), измеренного за время ΔТ2=7000 с после минутного отжига полученной при конденсации кристаллической ртутной матрицы и ее обратного быстрого охлаждения, позволяет связать увеличение интенсивности излучения гамма-квантов в диапазоне энергии 4800-5800 кэВ при этих процессах с излучением из матрицы гамма-квантов энергии 5500 кэВ.View of gamma spectrum 62 (Fig. 9), measured over time ΔT 1 = 5000 s during crystallization of the mercury matrix, and view of gamma spectrum 67 (Fig. 10), measured over time ΔT 2 = 7000 s after minute annealing obtained by condensation crystalline mercury matrix and its reverse rapid cooling, allows you to associate the increase in the intensity of radiation of gamma rays in the energy range of 4800-5800 keV in these processes with radiation from the matrix of gamma rays of energy 5500 keV.

В этих гамма-спектрах (фиг.9 и фиг.10) виден пик полного поглощения 63 гамма-квантов энергии 5500 кэВ и пик вылета 64 с энергией около 5000 кэВ, вызванный вылетом из детектора одного из аннигиляционных гамма-квантов, связанных с образованием электрон-позитронных пар при взаимодействии гамма-квантов энергии 5500 кэВ с кристаллом Nal(TI).In these gamma spectra (Fig. 9 and Fig. 10), the peak of total absorption of 63 gamma rays of energy 5500 keV and the peak of emission 64 with an energy of about 5000 keV caused by the emission from the detector of one of the annihilation gamma rays associated with the formation of electron -positron pairs in the interaction of gamma rays of energy 5500 keV with a Nal crystal (TI).

В этих спектрах также видно превышение над фоном в области энергий гамма-квантов 3000÷4500 кэВ (позиция 65 фиг.9 и фиг.10), которое соответствует комптоновскому рассеянию в детекторе гамма-квантов энергии 5500 кэВ, в области энергий больших 5800 кэВ гамма-спектры совпадают с фоновым гамма-спектром (позиция 66 фиг. 9 и фиг.10).These spectra also show an excess over the background in the gamma-ray energy region of 3000 ÷ 4500 keV (position 65 of Fig. 9 and Fig. 10), which corresponds to Compton scattering in the gamma-ray detector of energy of 5500 keV, in the energy region of large 5800 keV gamma -spectra coincide with the background gamma-ray spectrum (position 66 of Fig. 9 and Fig. 10).

Вид гамма-спектров (фиг.9 и фиг.10), измеренных при кристаллизации ртутной матрицы и после ее отжига, а также вид аналогичных гамма-спектров, полученных в нескольких других экспериментах, позволяет утверждать, что при конденсации кристаллической ртутной матрицы в водородно-дейтериевой газовой среде и при ее отжиге ртутная матрица излучала гамма-кванты энергии 5500 кэВ. Излучение этих гамма-квантов было связано именно с образованием кристаллической ртутной матрицы или с ее отжигом, поскольку гамма-спектры, измеренные в промежутки времени, когда не конденсировали кристаллическую ртутную матрицу или не проводили ее отжиг, не отличались от фоновых гамма-спектров.The type of gamma spectra (Fig. 9 and Fig. 10) measured during crystallization of the mercury matrix and after its annealing, as well as the type of similar gamma spectra obtained in several other experiments, allow us to state that, upon condensation of the crystalline mercury matrix in hydrogen a deuterium gas medium and during its annealing, the mercury matrix emitted 5500 keV gamma rays. The emission of these gamma rays was associated precisely with the formation of a crystalline mercury matrix or with its annealing, since the gamma spectra measured at intervals when the crystalline mercury matrix was not condensed or annealed did not differ from the background gamma spectra.

Также можно утверждать, что излучение гамма-квантов энергии 5500 кэВ было связано именно с pd-синтезом по формуле (4), поскольку этот эффект наблюдался только при образовании ртутной матрицы в водородно-дейтериевой газовой среде, в то время как во всех контрольных экспериментах, когда ртутная матрица образовывалась в среде только газообразного водорода или только газообразного дейтерия, эффект отсутствовал.It can also be argued that gamma-ray emission of 5500 keV energy was associated precisely with pd synthesis according to formula (4), since this effect was observed only during the formation of a mercury matrix in a hydrogen-deuterium gas medium, while in all control experiments, when the mercury matrix was formed in a medium of only gaseous hydrogen or only gaseous deuterium, the effect was absent.

Таким образом, действительно конденсация кристаллической ртутной матрицы в водородно-дейтериевой газовой среде и ее отжиг приводят к интенсификации реакции ядерного синтеза для молекул дейтероводорода HD, находящихся в матрице.Thus, indeed, the condensation of the crystalline mercury matrix in a hydrogen-deuterium gas medium and its annealing lead to an intensification of the nuclear fusion reaction for HD deuterium molecules in the matrix.

Для описанного выше эксперимента обработка гамма-спектров (фиг.9 и фиг.10), измеренных при кристаллизации ртутной матрицы и после ее отжига, в области 4800-5800 кэВ дала сверх фона 116±25 импульсов, зарегистрированных за 5000 с при конденсации кристаллической ртутной матрицы и 111±29 импульсов, зарегистрированных за 7000 с после отжига матрицы (указаны статистические погрешности на уровне одного среднеквадратичного отклонения). Измеренное в этом эксперименте газовыделение из кристаллической ртутной матрицы показало, что в матрице находилось приблизительно 1·1018 молекул дейтероводорода HD.For the experiment described above, the processing of gamma spectra (Fig. 9 and Fig. 10), measured during crystallization of the mercury matrix and after its annealing, in the region of 4800-5800 keV gave 116 ± 25 pulses recorded over 5000 s during the condensation of crystalline mercury over the background matrices and 111 ± 29 pulses recorded for 7000 s after annealing of the matrix (statistical errors are indicated at the level of one standard deviation). The gas evolution measured in this experiment from a crystalline mercury matrix showed that approximately 1 × 10 18 HD deuterium molecules were in the matrix.

Конечно, нельзя считать, что все молекулы дейтероводорода HD в кристаллической ртутной матрице находились в одинаково благоприятных условиях для прохождения реакции pd-синтеза по формуле (4).Of course, it cannot be considered that all HD deuterium hydrogen molecules in the crystalline mercury matrix were under equally favorable conditions for the pd synthesis reaction to take place according to formula (4).

Результаты эксперимента позволяют только оценить усредненную по всем молекулам дейтероводорода HD в ртутной матрице вероятность PHD реакции pd-синтеза для одной молекулы дейтероводорода HD за 1 с по формулеThe experimental results only allow us to estimate the probability P HD of the pd synthesis reaction averaged over all HD deuterium hydrogen molecules in a mercury matrix for one HD deuterium molecule for 1 s using the formula

P H D = H γ ,5500 T   N H D ε γ ,5500 ,   c 1 , ( 7 )

Figure 00000009
P H D = H γ , 5500 T N H D ε γ , 5500 , c - one , ( 7 )
Figure 00000009

где Nγ,5500 - число гамма-квантов, зарегистрированных в области энергий 4800-5800 кэВ гамма-спектра;where N γ , 5500 is the number of gamma rays recorded in the energy region of 4800-5800 keV gamma spectrum;

Т - время измерения гамма-спектра, с;T is the time of measurement of the gamma spectrum, s;

NHD ~1018 - число молекул дейтероводорода HD в кристаллической ртутной матрице;N HD ~ 10 18 - the number of HD deuterium molecules in a crystalline mercury matrix;

εγ,5500 ~0,01 - эффективность регистрации гамма-квантов 5500 кэВ от ртутной матрицы в области энергий 4800-5800 кэВ гамма-спектра.ε γ, 5500 ~ 0.01 - the detection efficiency of gamma rays of 5500 keV from the mercury matrix in the energy range of 4800-5800 keV gamma spectrum.

Оценка по формуле (7) показывает, что при образовании кристаллической ртутной матрицы, содержащей молекулы дейтероводорода HD, и при ее отжиге была достигнута вероятность реакции ядерного синтеза по формуле (4) для одной молекулы дейтероводорода HD не меньше 1,5·1018 с-1.Evaluation by formula (7) shows that, upon the formation of a crystalline mercury matrix containing HD deuterium molecules, and upon its annealing, the probability of a nuclear fusion reaction by formula (4) for one HD deuterium molecule was not less than 1.5 × 10 18 s - 1 .

Необходимо отметить, что не во всех случаях, когда кристаллическую ртутную матрицу конденсировали в водородно-дейтериевой газовой среде и проводили ее отжиг, наблюдали излучение из матрицы гамма-квантов ядерного pd-синтеза. Это обстоятельство возможно объясняется тем, что как и при конденсации матриц других металлов [41], микроструктура кристаллической ртутной матрицы сильно зависела от параметров конденсации матрицы - от скорости конденсации ртути, давления газа в реакторе и температуры подложки, на которую конденсировалась ртуть. В проведенных экспериментах параметры конденсации ртути варьировались. С одной стороны, точное воспроизведение этих параметров требовало усовершенствования всей экспериментальной установки, в частности, введения дополнительного контроля микроструктуры ртутной матрицы при ее конденсации. С другой стороны, в эксперименте параметры конденсации ртути варьировали с целью получения наибольшей интенсивности реакции pd-синтеза.It should be noted that not in all cases when the crystalline mercury matrix was condensed in a hydrogen-deuterium gas medium and annealed, the radiation from the matrix of gamma quanta of nuclear pd synthesis was observed. This circumstance may be explained by the fact that, as in the case of the condensation of matrices of other metals [41], the microstructure of the crystalline mercury matrix depended strongly on the condensation parameters of the matrix — the rate of mercury condensation, the gas pressure in the reactor, and the temperature of the substrate on which mercury was condensed. In the experiments performed, the mercury condensation parameters varied. On the one hand, the exact reproduction of these parameters required the improvement of the entire experimental setup, in particular, the introduction of additional control of the microstructure of the mercury matrix during its condensation. On the other hand, in the experiment, the parameters of mercury condensation were varied in order to obtain the highest intensity of the pd synthesis reaction.

В то же время, ни в одном из проведенных экспериментов не обнаружили излучения нейтронов от реактора с интенсивностью, статистически значимо отличной от нейтронного фона. Поскольку экспериментальная установка обеспечивала обнаружение по нейтронному излучению не менее 10 с-1 реакций dd-синтеза по формуле (5) в ртутной матрице, и в матрице содержалось порядка 1018 D2-молекул, то отсутствие наблюдаемого нейтронного излучения от реактора означает, что вероятность реакции dd-синтеза для молекулы дейтерия D2 в ртутной матрице была менее 10-17 с-1.At the same time, in none of the experiments were they detected neutron radiation from the reactor with an intensity statistically significantly different from the neutron background. Since the experimental setup provided detection by neutron radiation of at least 10 s −1 dd synthesis reactions according to formula (5) in the mercury matrix and the matrix contained about 10 18 D 2 molecules, the absence of the observed neutron radiation from the reactor means that the probability the dd synthesis reaction for the deuterium molecule D 2 in the mercury matrix was less than 10 −17 s −1 .

В проведенных экспериментах вероятность реакции dd-синтеза не оказалась существенно выше вероятности реакции pd-синтеза, в то время как по ускорительному механизму реакции ядерного синтеза вероятность dd-синтеза должна быть на пять порядков больше вероятности pd-синтеза. Это означает, что наблюдавшиеся для молекул дейтероводорода HD в кристаллической ртутной матрице реакции pd-синтеза идут не по ускорительному механизму, а путем туннельного прохождения через кулоновский барьер, препятствующий слиянию ядер при ядерном синтезе.In the experiments performed, the probability of the dd synthesis reaction did not turn out to be significantly higher than the probability of the pd synthesis reaction, while, according to the accelerator mechanism of the nuclear fusion reaction, the probability of dd synthesis should be five orders of magnitude higher than the probability of pd synthesis. This means that the pd synthesis reactions observed for HD deuterium hydrogen molecules in the crystalline mercury matrix do not proceed by the accelerator mechanism, but by tunneling through the Coulomb barrier, which prevents nuclear fusion from fusion.

Таким образом, в проведенных экспериментах и при конденсации кристаллической ртутной матрицы, содержащей молекулы дейтероводорода HD, и при ее отжиге для молекул дейтероводорода HD в матрице были созданы условия для увеличения вероятности туннельного прохождения через кулоновский барьер, препятствующий слиянию ядер при ядерном синтезе, что позволило наблюдать реакции pd-синтеза в матрице. При этом достигнутая для молекулы дейтероводорода HD в матрице вероятность реакции ядерного синтеза порядка 10-18 с-1 на много порядков превышает вероятность реакции ядерного синтеза в изолированной молекуле дейтероводорода HD.Thus, in the experiments carried out both during the condensation of a crystalline mercury matrix containing HD deuterium molecules and its annealing for HD deuterium molecules in the matrix, conditions were created to increase the probability of tunnel passage through the Coulomb barrier, which prevents nuclear fusion from fusion, which made it possible to observe pd synthesis reactions in a matrix. Moreover, the probability of a nuclear fusion reaction of about 10 −18 s −1 achieved for an HD deuterium hydrogen molecule in a matrix is many orders of magnitude greater than the probability of a nuclear fusion reaction in an isolated HD deuterium hydrogen molecule.

Этот экспериментальный результат доказывает возможность использования предлагаемого способа и увеличение интенсивности экзотермической реакции ядерного синтеза.This experimental result proves the possibility of using the proposed method and increasing the intensity of the exothermic reaction of nuclear fusion.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Е.П.Велихов, В.П.Смирнов. Состояние исследований и перспективы термоядерной энергетики. Вестник Российской академии наук. 2006, т. 76, №5, с.419.1. E.P. Velikhov, V.P. Smirnov. State of research and prospects of thermonuclear energy. Bulletin of the Russian Academy of Sciences. 2006, v. 76, No. 5, p. 419.

2. Дж.Блат, В.Вайскопф. Теоретическая ядерная физика. М.: Инлит., 1954, 658 с.2. J. Blat, V. Weisskopf. Theoretical Nuclear Physics. M .: Inlit., 1954, 658 p.

3. М.Fleischmann, S.Pons. Electroanal. Chem., 1989, v. 261, p. 301; Erratum. 1989, v. 263, p. 187.3. M. Fleischmann, S. Pons. Electroanal Chem., 1989, v. 261, p. 301; Erratum. 1989, v. 263, p. 187.

4. S.E.Jones, E.P.Palmer, J.B.Czir et.al. Nature, London, 1989, v.338, p.737.4. S.E. Jones, E.P. Palmer, J.B. Czir et.al. Nature, London, 1989, v. 338, p. 737.

5. Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. Квантовая механика. Нерелятивистская теория. М.: Наука, 1974, 752 с.5. L.D. Landau, E.M. Lifshits. Quantum mechanics. Nonrelativistic theory. M .: Nauka, 1974, 752 p.

6. В.А.Царев. УФН, 1990, т. 160, с.1.6. V.A. Tsarev. UFN, 1990, v. 160, p. 1.

7. С.С.Гернштейн, Ю.В.Петров, Л.И.Понамарев. Мюонный катализ и ядерный бридинг. УФН, 1990, т. 160, Вып. 8, с.3.7.S. S. Gernshtein, Yu.V. Petrov, L.I. Ponamarev. Muon catalysis and nuclear breeding. UFN, 1990, v. 160, Vol. 8, p. 3.

8. В.В.Кольцов, А.А.Римский-Корсаков. Изв. АН СССР, Сер. физ., 1989, т.53, с.2085.8. V.V. Koltsov, A.A. Rimsky-Korsakov. Izv. USSR Academy of Sciences, Ser. Fiz., 1989, vol. 53, p. 2085.

9. М.А.Листенгартен. Внутренняя конверсия гамма-лучей. В кн. Гамма-лучи. М.: - Л. Изд. АН СССР, 1961, с.271.9. M.A. Listengarten. Internal conversion of gamma rays. In the book. Gamma rays. M .: - L. Ed. USSR Academy of Sciences, 1961, p.271.

10. Neve de Mevergnier, Phys. Rev. Lett., 1972, v. 29, p. 1188.10. Neve de Mevergnier, Phys. Rev. Lett., 1972, v. 29, p. 1188.

11. Д.П.Гречухин, А.А.Солдатов. Исследование конверсионного процесса в связи с эффектами химического окружения атома. М.: ИАЭ, 1982, с. 23.11. D.P. Grechukhin, A.A. Soldatov. Study of the conversion process in connection with the effects of the chemical environment of the atom. M .: IAE, 1982, p. 23.

12. О.В.Ворыхалов, Е.А.Зайцев, В.В.Кольцов, А.А.Римский-Корсаков. Изв. РАН, Сер. физ., 1992, т. 56, с.30.12. O.V. Vorykhalov, E. A. Zaitsev, V. V. Koltsov, A. A. Rimsky-Korsakov. Izv. RAS, Ser. Fiz., 1992, v. 56, p. 30.

13. В.В.Кольцов, Л.Г.Машеров, Д.Н.Суглобов. Изв. РАН, Сер. физ., 1998, т. 62, с.975.13.V.V. Koltsov, L.G. Masherov, D.N. Suglobov. Izv. RAS, Ser. Fiz., 1998, v. 62, p. 975.

14. В.В.Кольцов, Л.Г.Машеров, Д.Н.Суглобов., Ю.В.Мортиков. Изв. РАН, Сер. физ., 2000, т. 64, с.562.14.V.V. Koltsov, L.G. Masherov, D.N. Suglobov., Yu.V. Mortikov. Izv. RAS, Ser. Fiz., 2000, v. 64, p. 562.

15. М.М.Всеволодов, В.Ю.Добрецов, Д.П.Гречухин. ЯФ, 1992, т. 55, с.304.15.M.M. Vsevolodov, V.Yu. Dobretsov, D.P. Grechukhin. YaF, 1992, v. 55, p. 304.

16. В.Ю.Добрецов. ЖЭТФ, 1992, т. 102, с.774,16. V.Yu. Dobretsov. ZHETF, 1992, v. 102, p. 774,

17. А.И.Ахиезер, В.Б.Берестецкий. Квантовая электродинамика. М.: Наука, 1969, 623 с.17. A.I. Akhiezer, V. B. Berestetskiy. Quantum electrodynamics. M .: Nauka, 1969, 623 p.

18. H.B.G. Casimir and D. Polder. Phys. Rev., 1948, v. 73, p. 360. A.A.Гриб, С.Г.Мамаев, В.М.Мостепаненко. Вакуумные квантовые эффекты в сильных полях. М.: Энергоатомиздат, 1988, 288 с.18. H.B.G. Casimir and D. Polder. Phys. Rev. 1948, v. 73, p. 360. A.A. Mushroom, S.G. Mamaev, V.M. Mostepanenko. Vacuum quantum effects in strong fields. M .: Energoatomizdat, 1988, 288 p.

19. Hulet R.H., Hilfer E.S., Klepner D. Phys. Rev. Lett., 1985, v. 55, p. 2137.19. Hulet R. H., Hilfer E. S., Klepner D. Phys. Rev. Lett., 1985, v. 55, p. 2137.

20. R.Matloob, R.Loudon. Phys.Rev. 1996, v. A53, p. 4567; R. Matloob. Ibid., 1999,v.A60, p.50.20. R. Matloob, R. Loudon. Phys. Rev. 1996, v. A53, p. 4567; R. Matloob. Ibid., 1999, v. A60, p.50.

21. B.B.Кольцов. Изв. РАН, Сер. физ., 2000, т. 64, с.557.21. B.B. Koltsov. Izv. RAS, Ser. Fiz., 2000, v. 64, p. 557.

22. B.B.Кольцов. Изв. РАН, Сер. физ., 1993, т. 57. с.100.22. B.B. Koltsov. Izv. RAS, Ser. Fiz., 1993, v. 57.p.100.

23. B.B.Кольцов. Тезисы 51-го Совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. Саров, 3-8 сентября 2001 г., с. 193.23. B.B. Koltsov. Abstracts of the 51st Meeting on Nuclear Spectroscopy and the Structure of the Atomic Nucleus. Sarov, September 3-8, 2001, p. 193.

24. Th. Welton. Phys. Rev., 1948, v. 74, p. 1157. Т.Вельтон. Некоторые наблюдаемые эффекты, обусловленные квантово-механическими флуктуациями электромагнитного поля. В кн. Вопросы причинности квантовой механики. М.: Инлит., 1955, с.269. В.Вайскопф. Физика в двадцатом столетии. М.: Атомиздат, 1977,с.92.24. Th. Welton. Phys. Rev. 1948, v. 74, p. 1157. T. Welton. Some observable effects due to quantum-mechanical fluctuations of the electromagnetic field. In the book. Questions of causality of quantum mechanics. M .: Inlit., 1955, p. 269. V. Weisskopf. Physics in the twentieth century. M .: Atomizdat, 1977, p. 92.

25. X.Л.Фоке. Холодный ядерный синтез. М.: Свитекс, 1993, 183 с.25. X.L. Fock. Cold fusion. M.: Sweiteks, 1993, 183 p.

26. JP 91160397, з. 18.11.89 г., опубл. 10.07.91 г., см. Х.Л.Фоке. Холодный ядерный синтез: сущность, проблемы, влияние на мир, взгляд из США. М.: СВИТЭК, 1993, с.173.26. JP 91160397, z. 11/18/89, publ. 07/10/91, see H.L. Foke. Cold fusion: essence, problems, impact on the world, a view from the USA. M .: SVITEK, 1993, p. 173.

27. «Лазерно-индуцированная реакция холодного ядерного синтеза в системе металл-газ для Ti-D2-H2-T2», И.Л.Бельтюков и др. Физика металлов и металловедение, 1992, №6, с.138.27. "Laser-induced reaction of cold nuclear fusion in a metal-gas system for Ti-D 2 -H 2 -T 2 ", IL Beltyukov et al. Physics of metals and metal science, 1992, No. 6, p.138.

28. ЕР 394204, з. 18.04.89 г., опубл.24.10.90 г., см. Х.Л.Фоке. Холодный ядерный синтез: сущность, проблемы, влияние на мир, взгляд из США. М.: СВИТЭК, 1993, с.169.28. EP 394204, s. 04/18/89, published on 10/24/90, see H.L. Foke. Cold fusion: essence, problems, impact on the world, a view from the USA. M .: SVITEK, 1993, p. 169.

29. Д.Р.О. Моррисон. Обзор по холодному синтезу. УФН, 1991, т. 161, №12, с.129.29. D.R.O. Morrison Overview of cold fusion. UFN, 1991, v. 161, No. 12, p. 129.

30. WO 2009/125444 A1, опубл. 15.10.2009.30. WO 2009/125444 A1, publ. 10/15/2009.

31. RU 2056656 С1, МПК-6 G21G 4/02, G21B 1/00, опубл. 20.03.96.31. RU 2056656 C1, MPK-6 G21G 4/02, G21B 1/00, publ. 03/20/96.

32. RU 2145123 G21B 1/00, опубл. 27.01.2000 (прототип).32. RU 2145123 G21B 1/00, publ. 01/27/2000 (prototype).

33. Н.А.Галактионова. Водород в металлах. М.: Гос. Научно-техническое изд. по черной и цветной металлургии, 1959, 256 с.33. N.A. Galaktionova. Hydrogen in metals. M .: State. Scientific and technical ed. in ferrous and non-ferrous metallurgy, 1959, 256 pp.

34. А.И.Бродский. Химия изотопов. Из-во АН СССР, М., 1952, 352 с.34. A.I. Brodsky. Chemistry of isotopes. Because of the Academy of Sciences of the USSR, M., 1952, 352 p.

35. С.С.Курочкин. Системы КАМАК-ВЕКТОР. М.: Энергоиздат, 1981. 232 с.35. S.S. Kurochkin. CAMAC-VECTOR systems. M .: Energoizdat, 1981. 232 p.

36. З.В.Ершова, А.Г.Волгин. Полоний и его применение. М., Атомиздат, 1974, 232с.36. Z.V. Ershova, A.G. Volgin. Polonium and its application. M., Atomizdat, 1974, 232s.

37. J.B.Seaborn, G.E. Mitchell, N.R. Fletcher, R.H. Davis. Gamma Rays from the Be9(α, n)C12 Reaction. Phys. Rev., 1963, v. 129, p. 2217.37. JBSeaborn, GE Mitchell, NR Fletcher, RH Davis. Gamma Rays from the Be 9 (α, n) C 12 Reaction. Phys. Rev., 1963, v. 129, p. 2217.

38. Н.А.Вартанов, П.С.Самойлов. Прикладная сцинтилляционная гамма-спектрометрия. - М.: Атомиздат, 1969, 463 с.38. N.A. Vartanov, P.S. Samoilov. Applied scintillation gamma spectrometry. - M .: Atomizdat, 1969, 463 p.

39. О.Ф.Немец, Ю.В.Гофман. Справочник по ядерной физике. - Киев: Наук. Думка, 1975, 415 с.39. O.F. Nemets, Yu.V. Hoffman. Handbook of Nuclear Physics. - Kiev: Science. Dumka, 1975, 415 p.

40. И.В.Гордеев, Д.А.Кардашев, А.В.Малышев. Ядерно-физические константы. Справочник. М., 1963, 507 с.40. I.V. Gordeev, D.A. Kardashev, A.V. Malyshev. Nuclear physics constants. Directory. M., 1963, 507 p.

41. Л.С.Палатник, М.Я,Фукс, В.М.Косевич. Механизм образования и субструктура конденсированных пленок. М.: Наука, 1972, 320 с.41. L.S. Palatnik, M.Ya., Fuchs, V.M. Kosevich. The mechanism of formation and substructure of condensed films. M .: Nauka, 1972, 320 p.

Claims (15)

1. Способ увеличения интенсивности экзотермической реакции ядерного синтеза с участием ядер изотопов водорода в металлическом кристаллическом теле, включающий образование металлического кристаллического тела его конденсацией из паров металла, внедрение в металлическое кристаллическое тело атомов изотопов водорода так, чтобы хотя бы часть атомов с ядрами - реагентами реакции синтеза оказывалась в металлическом кристаллическом теле по соседству друг с другом, на наименьшем возможном расстоянии друг от друга, отличающийся тем, что реакцию ядерного синтеза проводят внедрением атомов изотопов водорода в металлическое кристаллическое тело одновременно с образованием самого металлического кристаллического тела конденсацией паров металла в среде газообразных изотопов водорода.1. A method of increasing the intensity of an exothermic nuclear fusion reaction involving hydrogen isotope nuclei in a metal crystalline body, including the formation of a metal crystalline body by its condensation from metal vapor, the introduction of hydrogen isotopes atoms in a metal crystalline body so that at least some of the atoms with the reaction reagents synthesis appeared in a metallic crystalline body adjacent to each other, at the smallest possible distance from each other, characterized in that the reaction Nuclear fusion is carried out by introducing atoms of hydrogen isotopes into a metal crystalline body simultaneously with the formation of the metal crystalline body itself by condensation of metal vapor in the atmosphere of gaseous hydrogen isotopes. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакцию ядерного синтеза проводят слиянием металлических микрокристаллов, получаемых при конденсации паров металла в среде газообразных изотопов водорода, при их отжиге в среде газообразных изотопов водорода.2. The method according to claim 1, characterized in that the nuclear fusion reaction is carried out by the fusion of metal microcrystals obtained by condensation of metal vapor in a medium of gaseous hydrogen isotopes, when they are annealed in a medium of gaseous hydrogen isotopes. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют регистрацию продуктов реакций ядерного синтеза в металлическом кристаллическом теле.3. The method according to claim 1, characterized in that they carry out the registration of the products of nuclear fusion reactions in a metal crystalline body. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакцию ядерного синтеза проводят внедрением молекул изотопов водорода в металлическое кристаллическое тело одновременно с образованием самого металлического кристаллического тела конденсацией в среде газообразных изотопов водорода паров металла, не разлагающего молекулы изотопов водорода на атомы.4. The method according to claim 1, characterized in that the nuclear fusion reaction is carried out by introducing hydrogen isotope molecules into a metal crystalline body simultaneously with the formation of the metal crystalline body itself by condensation of metal vapor in a medium of gaseous hydrogen isotopes that does not decompose hydrogen isotope molecules into atoms. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакцию ядерного синтеза проводят внедрением молекул изотопов водорода в металлическую кристаллическую ртуть одновременно с образованием самой металлической кристаллической ртути конденсацией в среде газообразных изотопов водорода паров ртути.5. The method according to claim 1, characterized in that the nuclear fusion reaction is carried out by introducing hydrogen isotope molecules into the metallic crystalline mercury simultaneously with the formation of the metallic crystalline mercury itself by condensation of gaseous hydrogen isotopes of mercury vapor. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что внедрение атомов изотопов водорода в металлическое кристаллическое тело осуществляют конденсацией паров металла в водородно-дейтериевой газовой среде, содержащей молекулы водорода Н2, молекулы дейтероводорода HD и молекулы дейтерия D2.6. The method according to claim 1, characterized in that the introduction of hydrogen isotope atoms into a metal crystalline body is carried out by condensation of metal vapor in a hydrogen-deuterium gas medium containing hydrogen molecules H 2 , HD deuterium molecules and deuterium D 2 molecules. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что внедрение атомов изотопов водорода в металлическое кристаллическое тело осуществляют конденсацией паров металла в водородно-дейтериевой газовой среде при давлении от 3,3·104 до 4,0·104 Па и парциальном давлении дейтероводорода HD не менее 1,7·104 Па.7. The method according to claim 1, characterized in that the introduction of hydrogen isotopes atoms in a metal crystalline body is carried out by condensation of metal vapor in a hydrogen-deuterium gas medium at a pressure of from 3.3 · 10 4 to 4.0 · 10 4 Pa and partial pressure HD deuterium hydrogen not less than 1.7 · 10 4 Pa. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что при проведении реакций ядерного синтеза в водородно-дейтериевой газовой среде, содержащей молекулы водорода Н2, молекулы дейтероводорода HD и молекулы дейтерия D2, осуществляют регистрацию гамма-квантов энергии 5500 кэВ, свидетельствующих о реакции ядерного синтеза с участием протона и дейтрона в металлическом кристаллическом теле по формуле
p+d→3Hе+γ(5500 кэВ).
8. The method according to claim 7, characterized in that when carrying out nuclear fusion reactions in a hydrogen-deuterium gas medium containing hydrogen molecules H 2 , HD deuterium molecules and deuterium D 2 molecules, gamma quanta of energy of 5500 keV are recorded, indicating nuclear fusion reactions involving proton and deuteron in a metal crystalline body according to the formula
p + d → 3 He + γ (5500 keV).
9. Устройство для ядерного синтеза с участием ядер изотопов водорода в металлическом кристаллическом теле, отличающееся тем, что содержит следующие узлы, соединенные газопроводящим трубопроводом с вентилями:
источник газообразных изотопов водорода;
реактор с возможностью испарения металла и конденсации паров металла в кристаллическое металлическое тело в среде газообразных изотопов водорода так, чтобы хотя бы часть атомов с ядрами - реагентами реакции синтеза оказывалась в металлическом кристаллическом теле по соседству друг с другом, то есть на наименьшем возможном расстоянии друг от друга;
средство регулирования давления газовой среды в источнике газообразных изотопов водорода и в реакторе;
средства контроля давления газовой среды в источнике газообразных изотопов водорода и в реакторе;
а также средства измерения и контроля технологических параметров, средства регистрации продуктов реакций ядерного синтеза.
9. A device for nuclear fusion with the participation of nuclei of isotopes of hydrogen in a metal crystalline body, characterized in that it contains the following nodes connected by a gas pipeline with valves:
source of gaseous hydrogen isotopes;
a reactor with the possibility of evaporation of metal and condensation of metal vapors into a crystalline metal body in the atmosphere of gaseous hydrogen isotopes so that at least a part of the atoms with nuclei - synthesis reaction reagents appear in the metal crystalline body adjacent to each other, that is, at the smallest possible distance from friend
means for regulating the pressure of the gaseous medium in the source of gaseous hydrogen isotopes and in the reactor;
means for controlling the pressure of the gaseous medium in the source of gaseous hydrogen isotopes and in the reactor;
as well as means for measuring and controlling technological parameters, means for recording reaction products of nuclear fusion.
10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что источник газообразных изотопов водорода содержит соединенные между собой газопровододящим трубопроводом с вентилями газовый баллон с водородом, газовый баллон с дейтерием и камеру изотопного смешивания с возможностью дозированной подачи газообразных водорода и дейтерия в камеру изотопного обмена, в которой с помощью катализатора возможно получать газообразный дейтероводород HD путем изотопного обмена между молекулами водорода и дейтерия и с возможностью дозированной подачи газовой смеси из камеры изотопного обмена в реактор.10. The device according to claim 9, characterized in that the source of gaseous isotopes of hydrogen comprises a gas cylinder with hydrogen, a gas cylinder with deuterium and an isotope mixing chamber interconnected by a gas supply pipeline with valves, with the possibility of dosed supply of hydrogen gas and deuterium to the isotope exchange chamber, in which, using a catalyst, it is possible to obtain gaseous HD deuterium by isotopic exchange between hydrogen and deuterium molecules and with the possibility of a metered supply of a gas mixture from isotope exchange chambers in the reactor. 11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что реактор с возможностью испарения металла и конденсации металла в металлическое кристаллическое тело в среде газообразных изотопов водорода выполнен в виде герметичной камеры и содержит патрубок для вакуумирования камеры и подачи газа в камеру, испаритель, металл в испарителе и конденсор с возможностью нагрева металла в испарителе до температуры, достаточной для испарения металла, с возможностью конденсации в конденсоре паров металла в металлическое кристаллическое тело в среде газообразных изотопов водорода, с возможностью проведения слияния металлических микрокристаллов, полученных при конденсации паров металла, при их отжиге в среде газообразных изотопов водорода.11. The device according to claim 9, characterized in that the reactor with the possibility of evaporation of the metal and condensation of the metal in a metal crystalline body in the atmosphere of gaseous hydrogen isotopes is made in the form of a sealed chamber and contains a pipe for evacuating the chamber and supplying gas to the chamber, the evaporator, the metal in an evaporator and a condenser with the possibility of heating the metal in the evaporator to a temperature sufficient to evaporate the metal, with the possibility of condensation in the condenser of metal vapor in a metal crystalline body in a gaseous and HEAT hydrogen, with the possibility of merging metal microcrystals, obtained by condensation of metal vapors when annealing in a medium of gaseous hydrogen isotopes. 12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что средство регулирования давления газовой среды содержит вакуумный насос с возможностью получения в реакторе, в камере изотопного обмена и в газопроводящем трубопроводе с вентилями давления газа не более 0,1 Па.12. The device according to claim 9, characterized in that the means for regulating the pressure of the gas medium contains a vacuum pump with the possibility of receiving in the reactor, in the isotope exchange chamber and in the gas pipeline with gas pressure valves not more than 0.1 Pa. 13. Устройство по п.9, отличающееся тем, что средства контроля давления газовой среды содержат датчики давления газа в реакторе, в камере изотопного обмена и в газопроводящем трубопроводе с вентилями с возможностью измерения давления газа в диапазоне от 0,1 до 105 Па.13. The device according to claim 9, characterized in that the means of monitoring the pressure of the gas medium contain gas pressure sensors in the reactor, in the isotope exchange chamber and in the gas pipeline with valves with the possibility of measuring gas pressure in the range from 0.1 to 10 5 Pa. 14. Устройство по п.9, отличающееся тем, что средства измерения и контроля технологических параметров содержат датчики температуры катализатора в камере изотопного обмена, температуры испарителя и конденсора реактора с возможностью измерения температуры в диапазоне от минус 100°С до 1000°С.14. The device according to claim 9, characterized in that the means of measuring and monitoring the technological parameters contain sensors for the temperature of the catalyst in the isotope exchange chamber, the temperature of the evaporator and the condenser of the reactor with the possibility of measuring temperature in the range from minus 100 ° C to 1000 ° C. 15. Устройство по п.9, отличающееся тем, что средства регистрации продуктов реакций ядерного синтеза содержат детектор гамма-квантов и детектор нейтронов с возможностью измерения интенсивности излучения гамма-квантов и нейтронов, образующихся в реакциях ядерного синтеза, происходящих в реакторе. 15. The device according to claim 9, characterized in that the means for recording the products of nuclear fusion reactions contain a gamma-ray detector and a neutron detector with the ability to measure the radiation intensity of gamma-quanta and neutrons generated in nuclear fusion reactions occurring in the reactor.
RU2011153894/07A 2011-12-29 2011-12-29 Method of increasing intensity of exothermic nuclear fusion reaction with nuclei of hydrogen isotopes in metal body and apparatus for realising said method RU2521621C9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011153894/07A RU2521621C9 (en) 2011-12-29 2011-12-29 Method of increasing intensity of exothermic nuclear fusion reaction with nuclei of hydrogen isotopes in metal body and apparatus for realising said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011153894/07A RU2521621C9 (en) 2011-12-29 2011-12-29 Method of increasing intensity of exothermic nuclear fusion reaction with nuclei of hydrogen isotopes in metal body and apparatus for realising said method

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2011153894A RU2011153894A (en) 2013-07-10
RU2521621C2 true RU2521621C2 (en) 2014-07-10
RU2521621C9 RU2521621C9 (en) 2015-01-10

Family

ID=48787342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011153894/07A RU2521621C9 (en) 2011-12-29 2011-12-29 Method of increasing intensity of exothermic nuclear fusion reaction with nuclei of hydrogen isotopes in metal body and apparatus for realising said method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2521621C9 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0394204A1 (en) * 1989-04-18 1990-10-24 Ente per le nuove tecnologie, l'energia e l'ambiente ( ENEA) A system for producing neutrons and heat by nuclear fusion in a gas absorbed on a metal
FR2734638A1 (en) * 1995-05-23 1996-11-29 Sodern Thermal neutron source for neutronography
RU2222064C1 (en) * 2002-06-10 2004-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Комбинат "Электрохимприбор" Method for manufacturing neutron tube target
RU64811U1 (en) * 2006-12-12 2007-07-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" TARGET TARGET NEUTRON TUBE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0394204A1 (en) * 1989-04-18 1990-10-24 Ente per le nuove tecnologie, l'energia e l'ambiente ( ENEA) A system for producing neutrons and heat by nuclear fusion in a gas absorbed on a metal
FR2734638A1 (en) * 1995-05-23 1996-11-29 Sodern Thermal neutron source for neutronography
RU2222064C1 (en) * 2002-06-10 2004-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Комбинат "Электрохимприбор" Method for manufacturing neutron tube target
RU64811U1 (en) * 2006-12-12 2007-07-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" TARGET TARGET NEUTRON TUBE

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
D1 *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2521621C9 (en) 2015-01-10
RU2011153894A (en) 2013-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Haddock et al. Search for deviations from the inverse square law of gravity at nm range using a pulsed neutron beam
Steyerl Very low energy neutrons
Huang et al. Thermolysis and solid state NMR studies of NaB 3 H 8, NH 3 B 3 H 7, and NH 4 B 3 H 8
Holmlid Laser-induced fusion in ultra-dense deuterium D (− 1): Optimizing MeV particle emission by carrier material selection
Knecht et al. A high-intensity source of 6He atoms for fundamental research
Van Reeth et al. Annihilation in low-energy positron-helium scattering
Hautojärvi et al. Introduction to positron annihilation
Byrne et al. The neutron lifetime anomaly and charge exchange collisions of trapped protons
Zamith et al. Attachment cross sections of protonated water clusters
RU2521621C2 (en) Method of increasing intensity of exothermic nuclear fusion reaction with nuclei of hydrogen isotopes in metal body and apparatus for realising said method
Atchison et al. First storage of ultracold neutrons using foils coated with diamond-like carbon
Gäggeler Gas chemical properties of heaviest elements
Szydagis et al. Demonstration of neutron radiation-induced nucleation of supercooled water
Lychagin et al. Coherent scattering of slow neutrons at nanoparticles in particle physics experiments
Zhu et al. Structural and component characterization of the B4C neutron conversion layer deposited by magnetron sputtering
Porcelli et al. Measurement of the Resonant d μ t Molecular Formation Rate in Solid HD
Serebrov Neutron lifetime measurements using gravitationally trapped ultracold neutrons
Zhang et al. Measurement of cross-sections for 14 MeV neutron interaction with 175Lu
Regan et al. Diagnosing implosions at the National Ignition Facility with x-ray spectroscopy
Gruen Chemical effects of thermonuclear plasma interactions with insulator and metal surfaces
Achenbach et al. Hypernuclear physics at anda: Experimental challenges
Kwong et al. Liquefied noble gas detectors for detection of nuclear materials
Davydov The gamma resonance problem of long-lived nuclear isomers
Rasulbaev et al. Production of 83Rb for the KATRIN experiment
Alexandrov Nuclear fusion in solids–experiments and theory

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20141031

TH4A Reissue of patent specification