TW202219985A

TW202219985A - 用於發電的方法、設備、裝置及系統

Info

Publication number: TW202219985A
Application number: TW110121191A
Authority: TW
Inventors: 桑尼歐納夫尼德斯帕雷克; 納夫尼德斯瑞哈基尚帕雷克; 普雷提那桑尼歐帕雷克
Original assignee: 桑尼歐納夫尼德斯帕雷克; 加拿大商ＳｕＮ能源控股有限公司
Priority date: 2020-06-24
Filing date: 2021-06-10
Publication date: 2022-05-16
Also published as: EP4173008A2; KR20230025767A; BR112022012134A2; CN116325023A; CA3179658A1; CL2022003327A1; WO2021259601A2; US20230085966A1; PE20230341A1; MX2022016084A; IL298880A; UY39258A; DOP2022000294A; CR20220663A; AR122568A1; CO2023000244A2; AU2021294748A1; JP2023536684A; ZA202212957B

Abstract

發電系統藉由使用元素週期表中的任何一或更多元素捕獲從一種或更多化學元素嬗變/轉換為一或更多其他元素所釋放的能量來發電。捕獲的能量在反應器中轉換為電力。該系統較佳地包括嬗變反應器和耦合至反應器的能量捕獲系統，能量捕獲系統將捕獲的能量轉換為電力，並將電力連接到輸電網路或在現場發電。特別地，在嬗變過程中釋放的能量直接轉換為電能。較佳地，嬗變產物以帶電粒子、X射線和熱的形式出現。當融合產物離子螺旋經過逆迴旋加速器轉換器的電極時，釋放的能量從融合產物離子中移除。有利地，嬗變能量轉換系統包括目標元素、順磁性和激發態的汞基化合物作為用於目標元素之嬗變的能量來源，其以帶電粒子、X射線和熱的形式釋放能量。從元素的嬗變和能量的產生中獲得的直接能量，其在腔室形成電弧以產生磁場，以在電弧室周圍的鐵氧體線圈組件產生電力，從嬗變容器收集熱以驅動一個渦輪機、熱引擎或其他適合的熱裝置。特別地，反應器將捕獲的能量轉換為電力、儲存電能並連接到輸電網路或現場發電，用於從千瓦(kW)到吉瓦(GW)的所有電力應用和包括太空飛行器的運輸燃料(圖1)。

Description

用於發電的方法、設備、裝置及系統

本發明係關於用於發電的方法、設備、裝置和系統。

本揭露通常係關於化學、物理學、粒子物理學、工程學、電機工程、核子物理學、核子工程學，特別地，係關於藉由捕獲由使用元素週期表的任何或更多目標元素將一化學元素轉化至另一化學元素的嬗變(transmutation)所釋放的能量來生產電力的方法、設備、裝置和系統。順磁性和激發態的汞基化合物用作元素嬗變和產生能量的能量來源。在嬗變過程中，以帶電粒子、X射線和熱的形式釋放能量。釋放的能量被捕獲並轉換用於產生電力，以滿足電力的供需缺口，並為大眾提供更好的生活品質和其他電力的應用及燃料運輸。

自從世界誕生以來，大自然通過氫元素的嬗變，以太陽的形式給了我們無限的能量。太陽能使地球上的所有生命成為可能。

至2040年，世界人口預計將成長到90億，驅使全球的電力需求成長到45%。以現在可用的技術來滿足這需求，仍需要將化石燃料作為發電的主要手段。為了在克服氣候變化的同時維持經濟成長，我們需要開發無排放、安全、全球可用且經濟可行的能源。

嬗變過程具有在任何需要的地方按需提供公用事業規模能源的獨特能力，使其成為間歇性可再生能源和儲存電池的絕佳補充。結合上述，這些技術成為了一種實用的能源組合，以在推動經濟繁榮的同時緩解氣候變化。

核嬗變處於取代世界各地燃煤、石油和天然氣發電廠的理想位置。元素的嬗變沒有碳足跡，除了在發電廠的構建和製造過程中產生碳。諸如氫、氘、鋰、硼等嬗變燃料在自然界中充足，或者可以用很少的成本製造。同位素氘是天然存在的，並且可以在海水中找到充沛的同位素氘。

核嬗變是一種化學元素或其同位素轉化為另一種化學元素。換言之，一種元素的原子可以藉由嬗變而改變成其他元素的原子。這經由外部粒子與原子核反應的核反應發生，或經由不需要外部粒子的放射性衰退發生。

為此，本發明的目的在於提供一種用於發電的方法、設備、裝置和系統，其將是具有成本效益、取之不竭的潔淨、安全、無碳和零排放能源。在完全考量我們的環境和人口下，這將能夠滿足全球能源的需求。

該目的通過按照本文所述的方法、設備、裝置和系統發電來滿足。

本發明的方法、設備、裝置和系統包括以下步驟和設備：

-真空室，以高達10^-3巴(bar)的真空度熔煉

-加熱配置和用於目標元素的熔煉的坩堝

-順磁性和激發態的汞基化合物作為元素嬗變和發電的能量來源

-週期表中從氫到鈾和超鈾元素的任何一或更多元素的目標元素

-入口、出口和偏濾器

-由嬗變中捕獲釋放的X射線構成用於X射線/光子/電磁的轉換系統並將其轉換為電能

-由嬗變中捕獲釋放的帶電粒子構成用於帶電粒子能量的轉換系統並將其轉換為電能

-在嬗變中用於釋放熱的轉換系統並將其轉換為電能

-冷卻系統

-電容器

-變壓器

-光電轉換器

-熱交換器

-控制閥和控制系統

-用於測量反應器壓力的壓力閥。

-屏蔽室

-操作遠端機制

-操作發電廠的室。

-將能量轉換為電力的技術

-用於儲存電力並將其饋入輸電網路(power grid)、離網發電(off grid)和現場應用的電容器組

具有壓力控制裝置的不銹鋼的真空反應器室壓力容器。具有入口/出口的真空室具有壓力容量和目標元素的體積，例如1g以氣體、液體、托盤或其組合形式的氫氣，但不限於此。

順磁性、激發態的汞基化合物用作能量來源、加熱系統、溫度控制器、控制氣體入口/出口的閥門、屏蔽室、遠端機制、將a、b、x和熱轉換為電力的轉換、及冷卻系統。

2克氫氣=1莫耳=22.4升STP(STP=標準溫度和壓力)

10克氫氣=5莫耳=112升STP

高溫坩堝內裝有目標元素和汞基化合物，其具有順磁性並以激發態存在。

將目標元素以氣體或固體或液體的形式放置並加入激發態的汞基化合物至密閉容器/坩堝內。

緩慢加熱目標元素至超過其熔點或臨界點，此時激發態的汞基化合物與目標元素的原子核反應，在反應室中嬗變目標元素，溫度超過目標元素的熔煉溫度，測量溫度，嬗變過程中釋放的壓力和能量從室溫到熔煉目標元素所需的溫度高達1700℃，但不限於此。

嬗變過程中以氦、氚等形式釋放的氣體的出口及其對氦、氚的線上分析。

在嬗變過程中，會發出不同能量範圍的X射線輻射，例如100eV-40keV及以上。

X射線以一種電磁輻射的形式構成X輻射。大多數X射線具有範圍在0.01至10奈米的波長，其對應的頻率範圍為30拍赫茲(petahertz)至30艾赫茲(exahertz)(3×1016Hz至3×1019Hz)，其能量範圍為100eV至100keV。

目標元素將為氫氣、氘氣、氫化鋰、鋰金屬、十硼氣體、硼聚合物、硼金屬、二氧化碳氣體、二氧化氮氣體或週期表中固態、液態、氣態和熔融態的任何一或更多元素。

光電轉換器由X射線吸收器和同心嵌套的電子收集器片組成。的確，由於X射線相較於電子可以穿過厚得多的材料，因此需要許多層來吸收大部分的X射線，光電轉換方案的總效率超過80%。

將嬗變產物直接轉換為電力將大大降低成本，且成為取之不盡、用之不竭、安全、潔淨、無碳的電力來源。

使用汞基化合物作為能量來源，其中，汞基化合物是順磁性的並且以激發態存在。

目標元素將為元素週期表中從氫到鈾和超鈾元素的任何一或更多元素。

汞基化合物將目標元素嬗變為1%至100%範圍內的許多新元素，其取決於目標材料(吸熱和放熱反應)，並將以帶電粒子、X射線和熱的形式產生能量，這將是兩個氫的多次核融合。嬗變產物的釋放能量將使用電容器、變壓器、光電轉換器和熱交換器捕獲並轉換為電力。

該技術將例如氫、氘、鋰、硼、鋁等較輕的目標元素和例如裂變錒系、非裂變錒系和超鈾元素等較重的元素嬗變為許多新元素，並通過多次融合反應釋放能量。嬗變產物的釋放能量將使用電容器、變壓器、光電轉換器和熱交換器捕獲並轉換為電力。

在兩個氫核融合形成氦氣的過程中，0.7%的質量以動能的形式或其他能量的形式(如電磁輻射)從系統中帶走。而在本發明中，將以動能的形式或其他能量的形式(如電磁輻射)釋放能量，其為氫融合能量的0.7倍。

任何包括長壽命的放射性目標元素的較重元素可以嬗變為短壽命或穩定的元素，且在嬗變過程中會以帶電粒子、X射線和熱的形式釋放能量，其將用於電力生產。

使用汞基化合物作為能量來源，其中，製造的汞基化合物是順磁性的且以激發態存在(基於PCT公開號：WO 2016/181204 A1)，它將與目標元素發生反應並將目標元素嬗變為許多新元素。在嬗變過程中，質量以動能的形式或其他能量的形式(如電磁輻射)從系統中帶走，這將是兩個氫核融合的許多倍。

嬗變過程將目標元素嬗變為許多新元素，並導致當原子核形成時能量的去除，這種能量具有質量，質量係從原子核去除。這種缺失的質量被稱為質量缺陷，代表當原子核形成時釋放的能量。

製造汞基化合物並將其用作能量來源(基於現有技術PCT公開號：WO 2016/181204 A1)，其中，製造的汞基化合物是順磁性的，以激發態存在且能夠嬗變元素並使用製造的汞基化合物與目標元素反應，例如(元素週期表中的任何一或更多元素/同位素)用於元素的嬗變和能量的產生，以用於電力生產、電力應用、以及燃料的運輸。

最終的嬗變產物將以能量的形式(質量缺陷)失去質量，其直接轉換為電能，而無需蒸汽循環。較佳地，在嬗變過程中，以帶電粒子、X射線和熱的形式釋放能量。從嬗變過程中釋放的能量被捕獲並轉換為電力。有利地，能量轉換系統包括目標元素、順磁性和激發態的汞基化合物作為能量來源，其與目標元素的原子核反應並以帶電粒子、X射線和熱的形式釋放能量。從元素嬗變和發電中直接獲取能量。

與核融合相比，只有將質量直接轉換為能量在單位質量中更具能量。

本發明人理解需要產生帶電粒子、X射線和熱的緊湊且具成本效益的方法、設備、裝置和系統。基於目標元素，嬗變技術以帶電粒子、X射線和熱的形式釋放能量。基於用於嬗變過程的目標元素，在嬗變過程中沒有釋放中子。這極為重要，因為：

中子對材料結構具有破壞性。如果沒有任何中子，那所有與中子輻射相關的問題都將完全消除，例如電離損傷、中子活化、生物性屏蔽、遠端處理和安全。

中子藉由與其他原子核合併產生放射性並產生不穩定或放射性物質。沒有中子，沒有放射性廢料。

本發明用於發電的優點如下，即

潔淨、安全、可持續的無碳和零排放。

無溫室氣體、無燃料洩漏、無放射性廢料、無污染

它不會向大氣中排放二氧化碳或其他溫室氣體等有害毒素。

離網發電(off grid)，就地發電(onsite power generation)，不依賴任何天氣條件，使用現有的輸電網路基礎設施按需求供能。

電能可以提供給沒有輸電網路基礎設施的偏遠地區。

與其他可再生技術相比，它更經濟且需求更少的土地。

此外，一些實施例包括用於將X射線發射直接轉換為電能的X射線能量轉換器。用於將一或更多個X射線爆發的發射直接轉換為電能的X射線能量轉換器與X射線爆發源和能量儲存單元連通。X射線能量轉換器係用於將X射線輻射直接轉換為電能。收集器包括與一或更多個電子收集器層電連通的一或更多個電子發射器層。一或更多電子發射器層吸收一或更多個X射線並發射被一或更多個電子收集器層吸收的電子。

此外，本發明還提供了一種由目標元素的嬗變將釋放的能量轉換為電能的方法。該方法包括使用X射線能量轉換器和帶電粒子轉換器來捕獲X射線和帶電粒子能量，將它們轉換為電能並將電能儲存在儲存裝置中。

下面詳細討論本發明，應當理解的是，本發明提供了許多可應用的發明概念，這些概念可以體現在廣泛的各種特定上下文中。在此使用的術語和具體實施例僅用於示例製造和使用本發明的具體方式，但並不限定本發明的範圍。

為了便於理解本發明，以下定義了多個術語。在此定義的術語具有與本發明相關領域的普通技術人員通常理解的含義。諸如“一”、“一個”和“該”之類的術語並非意圖僅指單一實體，而是包括可以用於示例特定例子的一般類別。在此的術語用於描述本發明的特定實施例，但它們的使用並不限定本發明。

本發明係關於一種系統，該系統促進元素受控嬗變和嬗變產物能量變成電力的直接轉換。該系統，在此稱為發電系統，較佳地包括具有趨向於實質地減少或消除離子和電子的異常傳輸的抑制系統的反應器。此外，發電系統包括真空反應器、熔煉爐、目標元素、順磁性和激發態的汞基化合物作為目標元素嬗變的能量來源，與反應器耦合的能量轉換系統，其係直接將嬗變產物能量以高效率轉換為電力。

例如，氫、氘、鋰、硼等目標元素在世界各地均可得到。

以帶電粒子的形式釋放能量。這種帶電粒子進入高科技變壓器、電容器的形式，以收集能量並將其轉換為電路。

以X射線的形式釋放能量，其被光電接收器捕獲。它們收集能量並再次將其轉換為電力。

能量轉換為電力的效率將超過80%。

本發明產生的電力將比用於產生電力的大型且複雜的蒸汽渦輪便宜得多。

順磁性和激發態的汞基化合物用作能量來源(基於現有技術PCT公開號：WO 2016/181204 A1)並與目標元素(元素週期表中的任何一或更多元素)反應，用於目標元素的嬗變和能量的產生，這些能量將被轉換為電力。

本發明產生電力的裝置可以是千瓦到吉瓦，但不限於此。它將連上輸電網路和離網發電以用於各種電力應用，例如住宅、商業、工業、農業、海水淡化、辦公室、體育中心、娛樂、醫療醫院、工程、交通、大學、通信、戶外、太空飛行器、火箭、燃料等。

直接能量轉換系統係用於通過電磁場減慢帶電粒子的速度，將嬗變產物的動能直接轉換為電能。有利地，本發明的直接能量轉換系統具有效率、粒子能量耐受度、及電子能力以將融合輸出功率的頻率和相位轉換為匹配外部50/60赫茲輸電網路的頻率。

靜電直接轉換利用帶電粒子運動以產生電壓，該電壓驅動電線中的電力，使其成為電能。

直接能量轉換系統將帶電粒子的動能轉換為電壓。

直接轉換技術可以是基於磁場變化的感應技術，也可以是基於使帶電粒子對抗電場作功的靜電技術，或者是光電技術，其中捕獲光能

微波技術可直接將帶電粒子能量轉換為電力。

高科技變壓器將帶電粒子轉換為電力。

靜電馬達動力和推進利用帶電離子的位能轉換為電力。

離子推進器利用帶電離子的位能轉換為電力。

離子推進利用帶電離子的位能轉換為電力。

靜電離子推進器利用帶電離子的位能轉換為電力。

使用離子收集器作為正電位和電子反射器輸電網路作為負電位來發電。

大部分能量以帶電粒子的形式釋放。這種帶電粒子被饋送到感應線圈的類型。帶電粒子產生磁場的變化，進而在線圈中產生電流。這個電流脈衝被饋送到電容器；並饋送到輸電網路。

捕獲光能的光電。具有薄的電子和薄的金屬之X射線膠體導致電子以高能量發射。電子被帶電輸電網路捕獲，以產生電流。該電流被饋入輸電網路。

熱能將被捕獲並通過熱交換器轉換為電力。

X射線脈衝能量通過多層光電轉換器轉換為電能。X射線光子與金屬薄片中的電子碰撞，產生電能，其可以在輸電網路上收集。這會對電容器充電。能量流出到DC-AC轉換器，然後將其饋入到電力網路。

嬗變反應產生的熱被反應器抑制器周圍的熱腔室捕獲，並可用於為渦輪機、熱引擎或其他適合加熱的裝置。

經由參考以下結合附圖對本發明實施例的描述，本發明的上述和其他特徵和優點以及獲得它們的方式將更為明顯並且更能理解本發明。其中：

目標元素可以是元素週期表中從氫到鈾和超鈾元素中的任何元素。例如，較輕的元素如氫、氘、氚、鋰、硼或較重的元素如裂變錒系、非裂變錒系和超鈾元素或其組合。

順磁性和激發態的汞基化合物將用作元素嬗變和產生能量的能量來源。

1:嬗變能量裝置

2:第一開關

3:第二電容器組

4:X射線脈衝/X射線

5:主電容器組

6:第二開關

7:A型膜

8:電極

9:電子

10:B型膜

11a-11e:金屬層

12a-12d:填隙層

14:帶電粒子收集器

15:迴旋管

16:快速開關

17:電容器

32:X射線轉換系統

33:導管

圖1係為用於發電之方法、設備、裝置及系統的整體電路之示意圖；

圖2係為能量捕獲系統之示意圖；

圖3係為X射線能量轉換之示意圖；

圖4係為整個X射線收集器之示意圖；

圖5係為帶電粒子收集器之示意圖；

圖6係為X射線收集器的冷卻系統之示意圖；以及

圖7係顯示IIT Bombay INDIA對汞基化合物進行的ESR分析結果。

圖1係為本發明之發電方法、設備、裝置和系統的整體電路示意圖。整體電路包括真空反應器、真空系統、具有坩堝的熔煉爐，其中，目標元素將與順磁性和激發態的汞化合物反應發生嬗變過程。在嬗變過程中以X射線、帶電粒子和熱的形式釋放的能量將與帶電粒子轉換系統、X射線轉換系統、熱轉換系統連通以產生電力。發電裝置連接到電容器單元，該電容器單元連接到電容器組和輸電網路。發電裝置還連接到控制單元、觀察口、壓力計、溫度計、真空計、煙霧出口和偏濾器(divertor)。本領域技術人員將理解到，本發明有許多不同的配置，並且呈現的圖式僅是發明人所設想的許多配置之一。

圖2係為能量捕獲系統之示意圖。本發明的嬗變能量裝置1連接到第一開關2和第二開關6。第一開關2和第二開關6均連接到主電容器組5。主電容器組5可以包含一或更多個電容器排列成組，或者可以包含一或更多個電容器排列成多組，這些電容器係依次排列在電容器組中。第一開關2還連接到第二電容器組3。兩個電容器皆連接到X射線脈衝4。

圖3係為X射線之能量轉換的示意圖。X射線脈衝4可以通過光電效應高效地轉換為電力。轉換器本質上是一個具有多層金屬薄膜的電容器。一種類型的膜，A型膜7用作一或更多個電子9的射極，將來自X射線4的能量轉換為多KeV電子9的能量。A型膜7還用作電容器的接地電極。第二種類型的薄膜，B型膜10，係用於收集發射的電子9並作為電容器的陰極電極 8。在單層中，X射線7撞擊金屬A型膜7，導致具有一定能量範圍的電子9的發射。這些電子9經由外部電路通過一系列電壓。當電子9接近被充電到比其以電子伏特表示的能量更高的電壓V的電極8時，它們返回並被下一個相鄰的電極8吸收。為了將X射線4的能量高效地轉換為電子9的能量，轉換器的設計必須確保幾乎所有的X射線4都被A型膜7吸收，並且在離開A型膜7之前吸收非常少的電子能量。此外，在薄的B型膜10中的X射線吸收必須藉由合適的材料選擇來最小化。

圖4係為整體X射線收集器之示意圖。X射線收集器8包括由填隙層(interstitial layer)12a-12d隔開的一或更多個金屬層11a-11e。一或更多個金屬層11a-11e的組成可以根據具體實施例而變化。例如，金屬層11a、11b和11e含有鋁金屬，層11c含有銅，而金屬層11d含有鎢。類似地，填隙層12a-12d的組成可根據具體實施例而變化。例如，填隙層12a、12b和12c可以為鋁或鈹，而12d為鎢。但本領域技術人員將理解以上示例旨在用於說明目的，並且可以使用其他金屬在不同的順序和組成。

圖5係為帶電粒子收集器之示意圖。帶電粒子收集器14與迴旋管15連通以將帶電粒子有效地耦合至射頻脈衝。在另一實施例中，帶電粒子收集器14與潘尼管轉換器(peniotron converter)連通。藉由紫外光啟動的一系列快速開關16可用於將射頻脈衝耦合至快速儲存電容器中，當電容器17充電時開關15打開以防止能量回流到共振器中。帶電粒子在飛行中傳播，但當到達迴旋管15時仍具有短的脈衝長度，從而產生快速變化的磁場，從而更容易優化將能量耦合至電路中的有效設計。帶電粒子收集器14的高功率需要仔細設計電路，以將功率的傳遞以合理的電位連接到電容器17。

圖6係為X射線收集器的冷卻系統之示意圖。由於帶電粒子能量轉換系統具有大的表面積，且餘熱分佈在其中，使冷卻相對簡單。然而，在X射線轉換系統32的情況下，必須注意避免通過使不導電的冷卻劑(例如，矽酮)穿過幾十對非常窄的導管33而被冷卻劑本身阻擋X射線或電子，所有導管33都徑向朝向嬗變裝置。X射線收集器8係由一或更多個金屬層(圖未示)組成，且填隙層(圖未示)係由導管33隔開。如果冷卻劑板具有典型數十微米的間隔，則它們吸收少於大約1%的輻射，但仍然能夠攜帶足夠的冷卻劑流，以從X射線轉換裝置中移除幾百萬瓦的廢熱。每隔幾度徑向穿過裝置的冷卻劑板也可用於為薄膜電極提供機械支撐。

目標元素將為氫、氘、鋰、硼或從氫到鈾和超鈾元素的周期表中的任何一或更多元素。目標元素的嬗變只會產生帶電粒子、X射線和熱量。所有帶電粒子釋放的能量，X射線可以很容易地轉換為電力，效率約為80%。

用於發電的方法、設備、裝置和系統包括以下設備中的一或更多種，即

˙反應器室之真空容器係由不銹鋼製成，具有1000公升的容量，但不限於此。

˙容量取決於目標元素的體積-容納目標元素並使反應器室保持真空。

˙出口系統──嬗變過程中釋放熱、煙霧和氣體的出口。

˙用於排出融合反應的氦氣產物的偏濾器，無害的氦氣將被釋放到大氣中。

˙在嬗變過程中，能量將以帶電粒子、X射線和熱的形式釋放。

˙屏蔽室所有安全裝置和測量設備。

˙真空反應器室圓形錐形1000公升容量、25毫米至50毫米壁厚、壓力閥在側腔室和測量裝置中。

˙目標元素以氣態、固態、液態、熔融或其組合形式輸入1至10公克，但不限於此。

˙順磁性和激發態的汞基化合物作為元素的嬗變和產生能量的能量來源。

˙具有閥門和控制系統的入口管。

˙置於真空反應器中的高溫加熱爐，熔點為1700℃且具有控制系統，其取決於所用目標元素的熔點。

真空反應器室由直徑300厘米、長600厘米的球形部分組成，配有鉸接的、直徑240厘米的端蓋，用作主要入口。氣動夾緊機構用於密封系統，允許快速且無障礙地進入腔室內部。另一個入口係由一個直徑90厘米的端口提供，該端口配有鉸鏈門，位於主插入端口的相對側。直徑範圍從64毫米到500毫米的十個圓形端口可進一步用於診斷和對準目的，但不限於此。真空反應器的大小將基於目標元件的數量和從千瓦(kW)到吉瓦(GW)的發電量。

它將被真空耦合至主腔室或獨立操作。當真空耦合時，使用不同長度的真空波紋管和/或實心管，目標的間距可以調整到60厘米到約500厘米的範圍內。整合在地板中的導軌系統簡化了距離的重新安排，使圓柱形腔室可以在其中移動。除了入口和真空端口外。

在腔室中，所有內部光學器件和目標平台都安裝在一個支撐框架上，該框架直接用螺栓固定在地板上，並通過平衡波紋管系統與腔室壁機械性地分離。

製造汞基化合物並將其用作能量來源，(基於現有技術PCT公開號：WO 2016/181204 A1)，其中，製造的汞基化合物是順磁性的，以激發態存在並且能夠嬗變元素。

使用具有目標元素的人造汞基化合物，例如(元素週期表中的任何一或更多元素/同位素)用於元素嬗變和產生用於發電的能量。

真空反應器的尺寸為長600厘米，直徑300厘米，但不限於此。熔煉爐具有1700℃的溫度以熔煉目標元素，但不限於此。

容納目標元素和高電阻的容量的坩堝可以為石墨、氧化鋁、鎂或任何其他材料，其取決於具有毫克(mg)至公斤(kg)的目標元素之容量，但不限於此。

用於插入目標元素和順磁性和激發態的汞基化合物的遠端機制，使其與目標元素發生反應，以進行元素的嬗變並以帶電粒子、X射線、光子、動能和熱的形式產生能量。

釋放的能量將通過例如電容器和變壓器等轉換系統捕獲並轉換為電力，用於捕獲帶電粒子並將其轉換為電力。用於捕獲X射線/光子/電磁波並將其轉換為電力的光電轉換器。用於捕獲熱並將其轉換為電力和冷卻系統的熱交換器。

電容器將用於儲存電力，其通過變壓器饋入至輸電網路，且可直接用於電力離網發電之應用。

真空容器在多個位置被維修端口穿透，無論是在上層、赤道層還是偏濾器層。端口和關閉它們的塞子的示例如圖所示。偏濾器端口允許進入裝置的偏濾器區域，且其足夠大以允許偏濾器膠片盒(cassette)的移除和替換。赤道層端口位於裝置的赤道層中間平面的周圍。這些端口典型地包含用於加熱和診斷系統的設備。

端口塞必須阻止釋放的能量流通過它們，以使14天後關閉的光子劑量在塞後小於100微西弗(μSv hr-1)，使得端口間隙區域不會被過度啟用。14天限制後的100微西弗(μSv hr-1)係為國際熱核融合實驗反應爐(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)的要求事項，並且係由安全係數目標產生的主動目標。在大多數情況下，端口塞的前表面與毯蓋層模組(blanket module)的周圍幾何形狀相匹配。端口可以包含加熱和診斷系統。

第一主要部分係為真空室。真空室是所有其他系統相遇的地方，也是發生嬗變的地方。腔室是金屬的，不銹鋼係為最佳的選擇，因為它具有很高的耐熱性並且不會腐蝕。

真空端口係為最大的端口，且位於腔室底部上。這是為了方便起見，因為這種設計將允許腔室放置在擴散泵的頂部。

高真空計端口可以放置在任何方便的地方。它係用於測量腔室的壓力。

加熱系統具有1700℃的高溫熔煉爐溫度，用於熔煉目標元素。

目標元素端口將放置在不直接於真空端口旁邊的任何位置，因為這會導致目標元素的浪費。

觀察口應面向厚壁或與地面成一定角度，因為錐形X射線束將穿過玻璃，不應將其面向薄壁或窗戶。

在規劃真空室的佈局時，仔細的設計會發揮作用，高加熱系統、觀察口和真空端口是最需要注意的端口。腔室必須具有一個穩定而堅固的底座，以將腔室固定到位。腔室應具有保護性的無線電屏蔽以阻止輻射。這必須特別適用於觀察口，因為這是發射最多輻射的地方。

真空系統的目的是將腔室的壓力至少從1托(Torr)降低到10^-3托(Torr)。真空系統包括：

1.閘門或波紋管閥，係將真空系統與腔室分開。

2.前級/粗抽(roughing)機械泵(一級泵)將開始真空過程。

3.擴散泵或渦輪泵(二級泵)，係為一種將真空降至最低水平的科學泵。

4.節流閥，係控制二級泵和一級泵之間的連接

5.高真空管或前級泵連接，其係將二級泵的輸出凸緣連接到前級閥和一級泵入口。

一級/前級泵或粗抽泵是雙階段機械泵，其最小泵送功率必須為每分鐘5立方英尺(CFM)。一級泵將真空壓力降至40毫巴(mbar)/30托(Torr)左右，在此階段，二級泵(其必須是功能齊全的擴散泵或渦輪泵)開啟，且腔室壓力低於1毫巴(mbar)。此時針閥打開，且目標元素氣體開始填充腔室，導致壓力上升至5-15毫巴(mbar)/3-11托(Torr)。熟練的操作在這裡發生，因為操作員必須確保不會將過多的目標元素放入腔室，同時還要確保他/她不會浪費它。如果將過多的目標元素放入真空室，則必須打開閘閥，以重新建立動態平衡。這就是閘閥在真空系統中如此重要的原因。

加熱系統能夠達到超過目標元素熔點的溫度，例如1700℃，但不限於此。

入口係所有系統中最簡單的，入口係將目標元素提供給腔室。入口線由以下組件組成

1.壓力調節器調節和測量高壓氣體

2.不銹鋼毛細管限制氣體流量

3.針閥，用於精確調節氣體流量的主控制閥

4.氣體管接頭和適配器，係將氣體管毛細管連接到真空室

5.入口可用於固態、液態、氣態或熔融態的金屬目標元素。

儘管入口系統很簡單，但密封和流動速率都必須精確滿足。這樣做的原因是腔室內所需的壓力必須是1*10^-2托(Torr)，這是一個非常精確的壓力。為了滿足這一點，必須使用非常低的流動速率，以免過快地用目標材料填充腔室，1標準立方厘米/分鐘(SCCM)的流動速率是理想的。如果小心謹慎，建立動態平衡會容易得多。

加熱將通過使用高精度溫度計進行監控。加熱是熔煉目標元素的關鍵因素。

真空壓力是通過使用連接到腔室的電離計來測量的。該電離計提供毫巴(mbar)/托(torr)的精確測量值，允許我們能夠在抽真空和嬗變操作期間監控真空操作。壓力很重要，因為它很突出。

使用減壓電子束(RPEB)過程在60毫米厚的316L型奧氏體不銹鋼上產生單面對接焊縫，焊接位置範圍從平面位置到頂部之上。目的是確定材料的最大焊接熔入深度或厚度，這些材料可以在每個焊接位置進行令人滿意的焊接，並用於連接安全殼部分(containment vessel sector)。

安裝真空渦輪泵，將入口連接到閥門，然後連接到腔室，並將毫巴(mbar)/托(Torr)出口連接到能夠達到至少約75毫巴(mbar)/56托(Torr)的機械前級泵。

打開機械泵，等待真空達到至少75毫巴(mbar)。接下來通過打開擴散泵上的鍋爐來實現高度真空。升溫後(可能需要一段時間)，真空將迅速降至單毫巴(mbar)範圍以下。

內加熱熔煉爐，其具有溫度範圍超過目標元素的熔點，且具有坩堝固持處和底座。只要它像一個直徑大約3-30厘米的球形就可以建造，這將是相應的目標元素的量和它的熔點，但不限於此。

氫、氘、鋰、硼：氣體/液體/固體/熔融態或元素週期表中的任何元素用作該反應器的目標元素燃料。

高壓調節器作為目標元素直接連接在儲氣罐上，之後添加極細的計量針閥(或5微米範圍內的雷射鑽孔)，然後將其連接到腔室。由於針閥不是截止閥，因此在調節器和針閥之間還安裝了一個球閥。

加熱系統根據需要熔煉目標元素以進行嬗變過程，氣體出口連接到腔室，偏濾器連接到腔室、壓力閥、溫度控制器。

毯蓋層模組的作用是保護真空容器免受回收熱的影響，並且還使用毯蓋層模組內的鋰成分培育氚。

氚培育毯蓋層將放置在真空容器的內部。

偏濾器放置在真空容器的底部，它是一個專門設計用於處理高熱和顆粒通量的組件。逃脫限制的顆粒被引導到偏濾器以撞擊陶瓷或金屬板，其稱之為撞擊板。由於沉積的大量能量，一些偏濾器需要主動冷卻，其他偏濾器通過在偏濾器的區域中注入中性氣體而具有更高的輻射冷卻分率，導致電子以制動輻射(Bremsstrahlung)的形式發射一些動能。除了為容器提供屏蔽外，模組化膠片盒還支撐偏濾器目標板，這是一組設計用於承受大量熱通量的組件，且由碳纖維複合材料和鎢製成的高導電性防護板構成。

已經考慮了許多選項，但是各個子系統都有其自己的要求和熱沉積率。然而，存在三種標準冷卻劑，即水、碳氫化合物材料。

由嬗變過程釋放的相當大部分的能量不會保留在帶電粒子產物中，而是會以X射線的形式輻射。

其中一些能量將直接轉換為電力。由於光電效應，穿過導電箔陣列的X射線會將其部分能量傳遞給電子，然後電子可以被靜電地捕獲。由於X射線可以穿過比電子更厚的材料，因此需要數百甚至數千層才能吸收大部分的X射線。

靜電直接轉換係利用帶電粒子運動產生電壓，該電壓驅動電線中的電流，成為電能。

直接轉換涉及捕獲帶電粒子以產生電流。在這種情況下，能量永遠不會被有意地以熱的形式捕獲。這些系統旨在直接產生電流。直接轉換將在能量轉換為電能方面實現80%的效率。

為了有效地利用直接轉換系統，我們需要使用一種目標元素，其在嬗變過程中不會產生中子或產生極少量的中子。這是因為沒有電荷的中子不能被導向某些收集板上。

直接轉換技術可以是基於磁場變化的感應技術，也可以是基於使帶電粒子對抗電場作功的靜電技術，或者是捕獲光能的光電技術。

微波技術可直接將帶電粒子能量轉換為電力。

光電發電非常受歡迎，且其使用量有望進一步成長。它具有許多優勢，例如能夠生產可以限制二氧化碳的排放的清潔能源、能夠利用太陽的無限能量、可以靈活輕鬆地擴展到大型發電系統以及接受政府援助。

由於這些優勢，該領域的日益關注導致了更高的發電效率，而由單晶和多晶材料以及非晶矽製成的各種光電電池的製造技術也有了很大的改進。因此，光電發電系統的組件現在變得更加容易獲得。然而，關於利用X射線和伽馬射線發電的報導很少，儘管這些射線產生的能量比太陽光產生的能量大得多。在醫療領域，強化螢幕(intensifying screen)的使用已得到廣泛認可，是一種必不可少的診斷技術，其可減少人體對X射線不必要的暴露。

強化螢幕起到波長轉換器的作用；即，將波長小於1奈米的X射線光子轉換為波長在400-800奈米範圍內的可見光光子。最近，可用於間接數位射線照相術和放射治療的超高速和極厚強化螢幕已經商業化。

X射線能量轉換器可以通過合適材料例如鈹的薄壁與反應室隔開：然而也可以使用其他材料。X射線能量轉換器包括與一或更多個電子發射器層和一或更多個電子收集器層電連通的一或更多個電容器。一或更多個電子發射器層吸收X射線並發射電子，然後這些電子被一或更多個電子收集器層吸收。X射線能量轉換器可以是一系列的一或更多個X射線能量轉換器，其定位為收集不同能級的X射線。例如，一或更多個X射線能量轉換器可以與具有一或更多個電子發射器層和一或更多個電子收集器層的各個X射線能量轉換器同心嵌套。此外，轉換的X射線能量可以具有一或更多個電子發射層或一或更多個電子收集器層，其中一些層可以同心嵌套以收集不同能級的X射線。一或更多個電子層吸收X射線並發射電子，然後被一或更多個電子收集器層吸收。類似地，可以放置一個或多個電子收集器層以吸收不同能量的發射。

通常，一或更多個電子收集器層中的各者以相對於下一個電子收集器層約15%與約25%之間的電壓分隔：然而，電子收集器層可以以相對於下一個電子收集層約10%至約30%之間的電壓分隔，其取決於特定應用。

陽極和陰極可以分別由多種材料構成，例如鈹、銅等，其允許高X射線發射以主要地通過鈹。另一種可用於構建陽極和/或陰極的材料是銅：然而，高X射線發射會迅速腐蝕銅的陽極。此外，陰極和/或陽極可以部分由金屬製成(例如鋁、銅、鋁、鈹、鉻、銅、金、鎳、鉬、鈀、鉑、銀、鉭、鈦、鎢和鋅)和合金(例如銅合金、鈹合金、銅鈹合金、鋁合金和其他金屬合金)，陰極和/或陽極也可以包括多種摻雜物，例如鈹、鎢、鉬、錸等

取決於特定應用，分隔陽極和陰極的絕緣體可由多種材料製成。例如，絕緣體材料可以至少部分地由石英、耐熱玻璃、熔岩、陶瓷、陶瓷氧化物和鋁、鈹、硼、鈣、矽、鈉和鋯的氮化物、碳化硼及其組合製成。此外，絕緣體可以通過常規製程加工、形成或成型為所需的尺寸、形狀、厚度和輪廓。其他絕緣材料，例如由鋁、鈹、硼、鈣、矽和鋯製成的陶瓷、陶瓷氧化物和氮化物，例如氧化鋁(Al2O3)、氮化矽(Si3N4)、氮化鋁、氧化鈹(BeO)、硼、碳化物(B4C)、氧化鋯(ZrO2)及其組合也可用於此。絕緣體材料的選擇取決於裝置的尺寸和電流範圍。

本發明包括用於目標元素氫、氘、鋰、硼或元素週期表中的任何其他元素(例如從氫到鈾和超鈾)或其化合物、或包含元素週期表中一或更多元素的鹽類的嬗變，將帶電粒子、X射線和熱轉換為電力的方法。

目標元素可以是周期表中的一或更多種元素，較佳為氣態、液態或熔融態的氫/氘/鋰/硼。

反應室具有真空容器、一或更多個連接以允許將一或更多種氣體引入和/或移除到反應室中。反應室被定位成使得在釋放能量的反應室和粒子捕獲裝置之間相連通。特定反應室的形狀和尺寸將取決於目標元件的體積大小、腔室的體積等。

將帶電粒子、X射線和熱形式的能量轉換成電力的方法包括產生一或更多種由一或更多種帶電粒子、一或更多種X射線或其組合製成的粒子。粒子捕獲裝置用於回收一或更多種粒子並包括帶電粒子能量回收電路和X射線能量轉換器，它們可根據特定應用的需要併入一裝置或分別的裝置中。

X射線能量轉換器包括與一或更多個電子發射器層和一或更多個電子收集器層電性連通的一或更多個電容器。一或更多個電子發射器層吸收X射線並發射電子，然後被一或更多個電子收集器層吸收。X射線能量轉換器可以是一系列的一或更多個X射線能量轉換器定位成收集不同能級的X射線。例如，一或更多個X射線能量轉換器可以是同心嵌套的一或更多個電子發射器層和一或更多個電子收集器層以收集不同能級的X射線。類似地，定位成吸收不同能量的發射的一或更多個電子收集器層和一或更多個電子發射器層可以是一系列的一或更多個電子發射器層。通常，一或更多個電子收集器層中之各者由相對於下一個電子收集器層約15%和約25%之間的電壓分隔；然而，取決於特定應用，電子收集器層可以通過相對於下一個電子收集器層大約10%和大約30%之間的電壓來分隔。

將來自目標元素嬗變的能量轉換為電能的方法包括嵌套電極設計，該設計具有位於一或更多個陰極位置中間的中空圓柱陽極以賦予角動量。一或更多個螺旋陰極以一螺旋角定位，該角度取決於特定應用，但通常為約0.3度，但可在約0.05度和約10度之間的範圍內。

陽極具有陽極半徑並且陰極具有賦予高磁場的陰極半徑。陽極半徑是在約0.25到1.5厘米之間乘以裝置中以百萬安培為單位測量的峰值電流，而陰極半徑是在約0.5厘米到約3厘米之間乘以裝置中以百萬安培為單位測量的峰值電流。

本發明還包括一種用於元素嬗變以產生能量並將該能量轉換為電能的設備，該設備包括反應室、能量轉換裝置、開關和能量儲存裝置以及冷卻系統。反應室包括加熱設備、坩堝以容納熔融、液體、固體、氣體或其組合形式的目標元素。

本發明還包括帶電粒子、X射線和熱轉換為電能的能量轉換系統。X射線能量轉換器用於將X射線發射直接轉換為電能，其具有一或更多個電容器，該電容器與一或更多個電子發射器層和一或更多個電子收集器層電性連通。一或更多個電子發射器層吸收X射線並發射電子，然後被一或更多個電子收集器層吸收。

X射線能量轉換器可以是一系列的一或更多個X射線能量轉換器，其定位成收集不同能級的X射線。例如，一或更多個X射線能量轉換器可以是同心嵌套的一或更多個電子發射器層和一或更多個電子收集器層以收集不同能級的X射線。類似地，一或更多個電子收集器層可以是一系列的一或更多個電子收集器層，其定位成吸收不同能量的發射和一或更多個電子層。通常，一或更多個電子收集器層中的各者由相對於下一個電子收集器層在約15%和約25%之間的電壓分隔；然而，取決於特定應用，電子收集器層可以通過相對於下一個電子收集器層大約10%和大約30%之間的電壓來分隔。

為了將X射線的能量高效地轉換為電子的能量，轉換器設計必須確保幾乎所有的X射線都被膜A吸收，並且只有很少的電子能量在離開膜A之前被吸收。這意謂著對於給定能量E的電子(以及X射線)，每個膜A的厚度必須小於(例如，從大約1%到大約10%，理想情況下小於大約5%)該能量的電子在材料A中的停止距離。同時，所有層A的總厚度必須是至少在材料A中能量E的X射線衰減距離的3倍。此外，必須通過適當選擇材料使膜B中的X射線吸收最小化。

在實踐上，轉換效率只能針對比嬗變過程實際發射的範圍窄得多的X射線能量範圍進行優化，因此必須設計一系列同心嵌套的收集器，用於較低能量的X射線的收集器最靠近嬗變裝置且用於較高能量的X射線的收集器遠離嬗變裝置。此外，對於每個X射線能量範圍的所有層的總電容必須足以捕獲該範圍內發射的全部能量。

電子能量轉換為儲存電能的效率取決於每層B型膜的數量。如果B型膜的電壓設置為每片比其下一個較低的相鄰片高20%，則最小電壓略高於最大X射線能量，最大值略高於最大X射線能量，最大值略高於給定範圍的最大X射線神經，平均轉換效率約為80%。另一方面，B膜不能設置靠得太近，以致它們之間的場超過隔離並物理支撐每個膜的絕緣體的介電擊穿。

通常，針對較低能量優化的收集器將具有相對較輕的A型材料，例如鋁，以便不需要過薄的薄膜，銅將用於中等能量，而較重的金屬(例如鎢)將用於最高能量。在大多數情況下，B型材料將是輕金屬，以最小化X射線吸收，例如鋁和鈹。

例如，針對10千焦耳(KJ)、3奈秒(ns)長X射線脈衝優化的收集器，能量分佈在大約10千電子伏特(KeV)到80千電子伏特(KeV)，大約一半的能量低於20千電子伏特(KeV)。每個A型膜會有7個B型膜，其中X射線轉換器具有三個優化轉換器，其參數描述在表中。在該示例中，大約95%的電子能量從A型膜中逸出，並且大約90%的逸出電子能量以電能的形式儲存，對於X射線能量到儲存電能的總轉換效率約為80%。

給定電位的B型電極通過與冷卻系統平行的適當間隔且絕緣的導體相互連接，如下所述，而A型電極以類似方式相互連接以接地。

帶電粒子的能量轉換。現有技術可用於從帶電粒子有效地收集能量。潘尼管轉換器(例如Yoshikawa等人)或迴旋管可用於將帶電粒子有效地耦合至射頻脈衝。一系列由紫外光啟動的快速開關(例如菱形開關)可用於將射頻脈衝耦合至快速儲存電容器中，當電容器充電時開關打開，防止能量回流到共振器中。帶電粒子在飛行中傳播，但在到達轉換器時仍具有約30奈秒(ns)的短脈衝長度，從而產生磁場的快速改變，從而更容易優化將能量耦合至電路中的有效設計。然而，高功率(例如，約500吉瓦(GW))需要仔細設計電路，以將功率傳輸到合理電位的電容器中。

反應器的整體操作和電路：反應器為每個脈衝以三相操作。在第一階段，使用現有製程(Suneel N Parekh PCT公開號WO 2016/181204 A1)嬗變一或更多個目標元素，在第二階段，嬗變過程釋放能量，例如以帶電粒子、X射線和熱的形式轉換為電力並儲存在電容器中。隨後的能量儲存在多個電容器組中。在第三階段，電能可以作為穩定的直流電流輸出到輸電網路，或轉換為交流電流。在此示意性地標示電路，並且切換系統的細節對於本領域技術人員來說是清楚的

冷卻系統：一般來說，冷卻系統從反應器、X射線轉換系統和帶電粒子轉換系統中帶走熱量。陽極要求最高，因為它是最小的。例如，一個陽極的半徑約為1.4厘米，長度約為4厘米，陽極具有約為35平方厘米的表面積。對於大約2.8MA和大約0.5微秒的每個脈衝，鈹陽極將通過內部電阻吸收大約100焦耳(J)。由於最大熱移除率通常被視為大約2.5千瓦(KW)/平方公分(cm2)，因此大約1kHz的脈衝率大約是單個電極可以使用的最大值。由於這遠小於主電容器的500千赫茲(kHz)循環時間，因此可以從一組電容器運行多個電極組。例如，每個電極組的淨輸出預計約為5百萬瓦(MW)。

由於帶電粒子能量轉換系統具有較大的表面積且餘熱分佈在其中，因此對其進行冷卻對於本領域技術人員來說是相對常規的。然而，在X射線轉換系統的情況下，必須注意避免通過使電性不導電的冷卻劑(例如矽)穿過數十對非常窄的板，其都徑向朝向嬗變反應器，從而避免冷卻劑本身阻擋X射線或電子。如果冷卻劑板具有數十微米的典型間隔，則它們吸收不到大約1%的輻射，但仍能夠攜帶足夠的冷卻劑流以從X射線轉換裝置中去除大約2百萬瓦(MW)的廢熱。每隔幾度徑向穿過裝置的冷卻劑板也可用於為薄膜電極提供機械支撐。

應當理解，在此描述的特定實施例係通過說明的方式示出的，而不是作為對本發明的限制。本發明的主要特徵可以在不脫離本發明範圍的情況下用於各種實施例中。本領域技術人員將理解或能夠僅使用常規實驗、來確定本文描述的特定程序的許多等效物。這樣的等效物被視為在本發明的範圍內並且被申請專利範圍所覆蓋。

根據本公開內容，在此揭露及要求保護的所有組成和/或方法可以無需過度實驗而完成和執行。雖然本發明的組成、裝置、設備、系統和方法已經根據較佳實施例進行描述，但對本領域技術人員來說顯而易見的是，可以將變體應用於組成、裝置、系統、設備和/或方法，且在不背離本發明的概念、精神和範圍的情況下，應用於本文描述之方法的步驟或步驟順序。所有這些對本領域技術人員顯而易見的類似替代和修改都被視為在由所附申請專利範圍限定的本發明的精神、範圍和概念之內。

如圖所示，本發明的發電系統較佳地包括耦合到直接能量轉換系統的嬗變反應器。如上所述，本發明的嬗變反應器解決了與熱核融合反應器相關的問題。

在本發明的直接能量轉換過程中，可以減慢目標元素嬗變過程中釋放的帶電粒子的速度，將其動能直接轉換為電力。有利地，本發明的直接能量轉換系統具有用以轉換大約為匹配外部50/60赫茲輸電網路的頻率和相位的融合輸出功率的頻率和相位的效率、粒子能量容限和電子能力。

本發明可行的一些示例性反應如下進行。首先，根據愛因斯坦質能等價理論，可以使氫、氘、硼發生嬗變，這個質量對應的靜止能量為9×10¹⁶焦耳(j)/公斤(kg)

質量轉換為能量E=mc²，例如m=1公斤(kg)且c=3×10⁸米(m)/秒

(sec)：

E=(1×(3×10⁸)²=9 x 10¹³焦耳(j)/公克(g)

在用於元素嬗變和產生能量的設備中，順磁性和激發的汞基化合物被用作通過包括現有技術PCT公開號WO 2016/181204 A1的任何方法製造的能源。

本發明的發電裝置可以是千瓦到吉瓦，但不限於此。它將連上輸電網路和離網發電(off grid)以用於各種電力應用，例如住宅、商業、工業、農業、海水淡化、辦公室、體育中心、娛樂、醫療醫院、工程、交通、通信、戶外、太空飛行器、火箭、燃料等。

使用以激發態存在且順磁性的汞基化合物，目標元素可以在1%到100%的範圍內轉換為許多新元素，這取決於目標材料(吸熱和放熱反應)。該技術將氫、氘、鋰、硼、鋁等較輕的目標元素和易裂變的錒系、非裂變的錒系和超鈾元素等較重的元素轉換為許多新元素，並通過多次融合反應釋放能量。

在兩個氫核融合形成氦氣的過程中，0.7%的質量以動能或其他形式的能量(如電磁輻射)從系統中帶走。而使用順磁性並以激發態存在的汞基化合物(PCT公開號：WO 2016/181204 A1)，質量轉換為能量的轉換是兩個氫核融合的許多倍。

嬗變過程將目標元素轉換為許多新元素，並導致原子核形成時能量的移除，這種能量具有質量，質量從原子核中移除。這種缺失的質量被稱為質量缺陷，代表當原子核形成時釋放的能量。

轉換後的產品能量直接轉換為電能，無需蒸汽循環。較佳地，在嬗變過程中，以帶電粒子、X射線和熱的形式釋放能量。從嬗變過程中釋放的能量被捕獲並轉換為電力。

有利地，能量轉換系統包括目標元素、順磁性和激發態的汞基化合物作為能量來源，其與目標元素的原子核反應並以帶電粒子、X射線和熱的形式釋放能量。從元素的嬗變和發電中直接獲得能量。

用於將質量直接轉換為能量的本發明每單位質量比核融合更有能量。

目標元素如較重的元素，包括長壽命的放射性目標元素，可以嬗變為短壽命或穩定的元素，在嬗變過程中會以帶電粒子、X射線和熱的形式釋放能量，這些能量將用於產生電力。

嬗變過程中釋放的能量將用作行星間或星際旅行或火箭或太空飛行器的燃料。由於嬗變過程的能量密度高於傳統燃料，因此嬗變燃料的太空飛行器將具有比傳統太空飛行器更高的推力重量比(thrust-to-weight ratio)。

儘管本發明易於進行各種修改和替代形式，但其特定示例已在附圖中示出並在此詳細描述。然而，應當理解，本發明不限於所公開的特定形式，相反，本發明涵蓋落入所附申請專利範圍的精神和範圍內的所有修改、等效物和替代物。

目前火箭的速度為15公里(km)/秒(sec)，使用本發明和申請專利範圍的主題，火箭速度可以是當前火箭技術的數倍。

本發明將是高能量密度和廉價能源的來源，即，90百萬焦耳(MJ)/微克(ug)。

伽馬射線的能量可以轉換為帶電粒子。磁場非常適合引導帶電粒子產生電力。

本發明將用作低軌道衛星、地球軌道衛星的推進燃料機構。

數以千計的衛星將被部署用於地球能源、寬帶和其他應用。

兩個氫原子核的融合釋放0.7%的動能或電磁輻射，而基於順磁性和激發態的汞化合物的嬗變技術將與目標元素的原子核反應，基於目標材料將10%至100%的質量轉換為能量。

本發明將使太空飛行器達到光速的50%或更高。

一公克物質將產生180太焦耳(Terajoules)。這將使得作為火箭燃料非常具有成本效益，可以將探測器發送到冥王星並在一年後返回，這是傳統燃料完全無法負擔的任務。

1公斤(kg)的順磁性和激發態的汞基化合物將產生9×10¹⁶j或9 x 10¹³j/g(數百太焦耳/公克)的能量(根據質能等價方程式，E=mc²)，

嬗變脈衝推進、發電、火箭、燃料只需要幾公克順磁性和激發態的汞基化合物與目標元素，如氫或可裂變元素，就可以實現30天的單向火星運輸時間。這種反應會釋放出大量的能量，其中一些以伽馬射線的形式釋放，一些以動能的形式傳遞。

火箭效率與使用的工作質量密切相關，在這種情況下是核燃料。給定質量的嬗變燃料釋放的能量比相同質量的裂變或融合燃料釋放的能量大幾倍。

對於需要短期高推力的任務，例如載人的行星間任務，本發明將是優選的，因為它減少了所需燃料元件的數量。

對於效率更高但推力更低的長期的任務，例如外行星探測器，較佳為元素週期表中的一或更多種元素的組合，因為它會減少總燃料質量。

使用本發明，電力的產生可用作行星間或星際旅行的燃料，作為嬗變催化核脈衝推進或其他火箭技術(例如太空飛行器)的一部分。由於嬗變能量的能量密度高於常規燃料，因此，嬗變燃料太空飛行器將具有比傳統太空飛行器更高的推力重量比。

如果有效載荷很重和/或設計用於運載人類，則本發明是用於快速、有效率、火箭太空旅行到火星、外行星和附近恆星的唯一可思及的能量來源。

電力產生裝置可以輕鬆設置為現場發電，適用於各種電力應用的離網發電，從而減少通過輸電網路供電的電力損失，而不依賴於輸電網路基礎設施。

本發明的發電裝置可以是千瓦到吉瓦，但不限於此。它將連上輸電網路和離網發電以用於各種電力應用，例如住宅、商業、工業、農業、海水淡化、辦公室、體育中心、娛樂、醫療醫院、工程、交通、通信、戶外、太空飛行器、火箭、燃料等。

本發明的嬗變技術以帶電粒子、X射線和熱的形式釋放融合能量。在嬗變過程中沒有釋放中子。這非常重要，因為：

中子對材料結構具有破壞性。如果沒有任何中子，那麼所有與中子輻射相關的問題都將完全消除，例如電離損傷、中子活化、生物性屏蔽、遠端處理和安全。

中子藉由與其他原子核合併產生放射性且產生不穩定或放射性物質。沒有中子，沒有放射性廢物。

嬗變技術的優點如下，即

1.潔淨、安全、可持續的無碳、零排放。

2.無溫室氣體、無燃料外溢、無放射性廢物、無污染。

3.不會向大氣排放如二氧化碳或其他溫室氣體等有害毒素。

4.不使用如鈾、鈽等易裂變材料。所以沒有連鎖反應的風險，也沒有崩潰的風險。

5.離網發電，就地發電，不依賴任何天氣條件。

6.使用現有的輸電網路基礎設施依需求供電。

7.與其他可再生技術相比，它更經濟且需要更少的土地。

本發明的嬗變技術具有為國家能源需求及其經濟成長提供可持續解決方案的潛力，同時完全考量環境和我們的人口。

質量轉換為能量E=mc2

單位質量能量(9*10¹⁶焦耳(J)/公斤(kg))

單位質量能量(9*10¹³焦耳(J)/公克(g))

本發明是唯一比核融合每單位質量能量更高的質量到能量的直接轉換。

具有非常大的內部靜止能量的順磁性和激發態的汞基化合物，採用作為能量來源。當化合物與目標元素接觸時，化合物的靜止能量轉換為動能並與目標元素的原子核發生反應，將目標元素轉換為許多新元素並產生能量。

如果物質-反物質碰撞僅導致光子發射，那麼粒子的全部靜止質量將轉換為動能。單位質量的能量(9*10¹⁶焦耳(J)/公斤(kg))係由質能等價方程式E=mc2而得。

殲滅需要並通過碰撞轉換完全相等質量的反物質和物質，以釋放出兩者的全部質量能量，對於1公克來說，其係為=9×10¹³焦耳。

反物質係為能源問題的解決方案，但主要障礙是即使小批量生產反物質的成本。截至2004年，生產百萬分之一公克反物質的成本估計為數十億美元。

然而，實際上，大多數已知的生產反物質的技術都涉及粒子加速器，且它們目前仍然效率低下且成本昂貴。每年的生產速度僅為1至10奈克(nanogram)。在2008年，歐洲核子研究中心(CERN)的反質子減速器設施的反質子年產量為幾皮克，成本為數百萬美元。

因為反物質必須遠離正常物質，直到預期的爆炸時刻。目前(2011年)的反物質儲存記錄在歐洲核子研究中心(CERN)的設施中執行的時間剛剛超過1000秒，與之前可以實現的毫秒時間標度相比，這是一個巨大的飛躍。

反物質催化微裂變(ACMF)引擎作為其主要推進形式。該太空飛行器於1990年代在賓州州立大學設計，作為完成載人火星任務的一種方式。提議的ACMF引擎僅需要140奈克的反質子與傳統的可裂變燃料來源相結合，即可實現30天的單向火星運輸時間。由於核燃料的高推力重量比和比衝 (specific impulse)，因此與可用於行星間任務的許多其他推進形式相比，這是一個相當大的改進。該設計的一些缺點包括核脈衝推進固有的輻射危害以及用於初始化核裂變反應的反質子的有限可用性。

反物質火箭係為使用反物質作為動力來源的火箭之建議類別。有數種設計試圖完成這一目標。這類火箭的優勢在於，物質/反物質混合物的大部分剩餘質量可以轉換為能量，從而允許反物質火箭具有比任何其他的火箭建議類別高得多的能量密度和比衝。

如果物質-反物質碰撞僅導致光子發射，那麼粒子的全部靜止質量將轉換為動能。每單位質量的能量(9×10¹⁶焦耳(J)/公斤(kg))比化學能高約10個數量級，比今天使用核裂變(每次裂變反應約200百萬電子伏特(MeV)或8×10¹³焦耳(J)/公斤(kg))可以釋放的核位能高約3個數量級，比融合預期的最佳可能結果(質子-質子鏈約6.3×10¹⁴焦耳(J)/公斤(kg))高約2個數量級。1公斤(kg)反物質與1公斤(kg)物質反應會產生1.8×10¹⁷J(180拍焦耳(petajoules))的能量(根據質能等價方程式，E=mc²)

有一些極端的天體物理學事件會導致與較重的原子核發生短時間的融合。這是導致核合成的過程，在超新星等事件中產生重元素。

根據愛因斯坦的質能等價理論，這個質量對應的靜止能量為9×10¹⁶焦耳(j)/公斤(kg)。

質量轉換成能量E=mc²，即E=9×10¹⁶焦耳(j)/公斤(kg)

所以一公斤質量的能量當量是

˙90拍焦耳=9 x 10¹⁶焦耳(j)/公斤(kg)

˙250億千瓦時(

25,000吉瓦(GW)-小時(h))

˙21.5萬億千卡(

21Pcal)

˙85.2萬億英熱單位(BTUs)

˙0.0852個夸特(quad)

例如，在兩個氫核融合形成氦氣的過程中，0.7%的質量以動能或其他能量(如電磁輻射)的形式從系統中帶走。

E=(m2-m1)c²，例如m1=0.993×10^-3公斤(kg)和m2=1×10^-3公斤(kg)，c=3×10⁸米(m)/秒(s)，結果E=(1×10^-3-0.993×10³)(3×10⁸)²=6.3×10¹¹焦耳(j)。

因此，當1公克(gm)的氫在熱核反應中轉換為0.993公克(gm)的氦時，會釋放6.3×10¹¹焦耳(j)的能量。

1公克氫將產生能量6.3 * 10¹¹焦耳

1公斤氫氣會產生能量6.3 * 10¹⁴焦耳

單位質量的能量(9*10¹⁶焦耳(J)/公斤(kg))。

四個氫原子核的總質量為6.693 * 10²⁷公斤(kg)。它們融合成一個質量為6.645 * 10²⁷公斤(kg)的氦原子核。損失的質量為0.048 * 10²⁷公斤(kg)。因此，只有原始氫質量的0.048/6.693=0.00717被轉換為能量。換句話說，當你從1公斤氫開始時，在融合過程中，將有0.00717公斤的質量轉換為能量。這給出了能量輸出

E=mc²=0.00717*(3.0 * 10⁸)²=6.45 * 10¹⁴焦耳/公斤

它仍然是一個巨大的能量，即使大部分的公斤之後仍然存在(現在以氦的形式)。

如果1公斤(kg)氫氣的質量轉換為100%的能量，則將釋放E=9 x 10¹⁶焦耳(j)的能量。

同樣，1公斤反物質與1公斤物質反應會產生2*9 * 10¹⁶焦耳(J)的能量(根據質能等價方程式E=mc²)

英制熱量單位(Btu或BTU)是非SI的傳統熱量單位；它被定義為將一磅水的溫度升高一華氏溫度所需的熱。現在已知熱等同於能量，其SI單位係為焦耳；1BTU約為1055焦耳。

當用作加熱和冷卻系統的功率單位時，Btu每小時(Btu/h)是正確的單位，儘管這通常縮寫為“Btu”。

1瓦約為3.412142Btu/h

1000Btu/h約為293.1W

1(HP)馬力約為2,544Btu/h

“質量缺陷”的根本原因在於阿爾伯特愛因斯坦的方程式E=mc2，表達了能量和質量的等效性。根據這個方程式，增加能量也會增加質量(重量和慣性)，而移除能量會減少質量。在系統中，所有類型的能量都被視為質量，因為質量和能量是等效的，並且每個都是另一個的“特性”。

氘氚核融合產生14.1百萬電子伏特(MeV)(1400TJ/kg，即52000公里/秒，光速的17.3%)的中子，其很容易裂變U²³⁸及其他非裂變錒系元素。

存在兩種基本類型的輻射；高能粒子和稱為光子的能量包。粒子輻射包括α粒子、β輻射、中微子、宇宙射線和大量次原子粒子，如μ子。輻射能量光子，也稱為電磁波，包括無線電波、微波、紅外線、可見光波、紫外線、X射線和伽馬射線。

伽馬射線是一種電磁輻射，如同可見光、無線電波、紅外線和X射線。與阿爾法和貝塔粒子不同，伽馬射線沒有質量也沒有電荷。當不穩定的原子發出伽馬輻射時，元素保持不變。伽馬衰變只是改變原子核的能級。

可能的物質在中子星和“黑洞”的核心中幾乎完全轉換為能量，其通過原子核塌陷(nuclei collapse)過程導致：質子→正電子+938百萬電子伏特(MeV)，導致>450百萬電子伏特(MeV)正電子-電子射流。在這種光束中掃過的痕量原子核(trace nuclei)將達到(核質量/電子質量)×450百萬電子伏特(MeV)的近似能量，例如鐵原子可以達到大約45TeV。高達45TeV的原子撞擊星際介質中的質子應當導致上述p+A的過程。

超新星的極端天體物理學事件可以產生足夠的能量將原子核融合成比鐵還重的元素。一個重要的融合過程是為恆星和太陽提供動力的恆星核合成。在20世紀，核融合反應釋放的能量被認知為是恆星熱和光的長壽原因。

D-T融合反應具有2.8×10^-12焦耳的正Q值。H-H融合反應也是放熱的，Q值為6.7×10^-14焦耳。為了理解這些數字，人們可能會認為一公噸(1,000公斤，或近2,205磅)的氘將包含大約3×10³²個原子。如果通過與氚的融合反應消耗1噸的氘，則釋放的能量為8.4×10²⁰焦耳。這可以與一噸煤的能量含量進行比較，即2.9×10¹⁰焦耳。換言之，一噸氘的能量相當於約290億噸的煤。

在化學中，術語質子係指氫離子H+。由於氫的原子序數為1，因此氫離子沒有電子，對應於由質子組成的裸核(對於最豐富的同位素氚1 H1 為0個中子)。質子是一個“裸電荷”，只有氫原子半徑的1/64000，因此具有極強的化學反應性。

質子質量=1.007825a.m.u

中子質量=1.008665a.m.u

嬗變/核反應改變原子核，從而改變核素的特性。它們是通過使用次原子粒子或光子或原子核的轟擊來完成的。次原子粒子用於在核反應中轟擊或發射；

g光子、b電子、p或¹H質子、n中子、d或²D氘核、t或³T氚、a或⁴He α粒子、ⁿE原子核、能量粒子。

核結合能係為將原子核分裂成其組成部分所需的能量。組成部分係為中子和質子，它們統稱為核子。原子核的結合能始終為正數，因為所有原子核都需要淨能量才能將它們分離成單獨的質子和中子。因此，當分離時，原子核的質量總是小於組成質子和中子的個體質量之和。這種顯著的差異是對核結合能的衡量，這是將核結合在一起的力的結果。因為當原子核形成時，這些力導致能量的移除，而這種能量有質量，質量從原始粒子的總質量中移除，而質量缺失的是產生的原子核。這種缺失的質量被稱為質量缺陷，代表原子核形成時釋放的能量。

核能的吸收或釋放發生在核反應或放射性衰變中，吸收能量的稱為吸熱反應，釋放能量的稱為放熱反應。由於核嬗變的傳入和傳出產物之間的核結合能的差異，能量被消耗或釋放。

在任何放熱核過程中，核質量最終都會轉換為熱能，以熱的形式釋放出來，帶走質量。為了量化任何核嬗變中釋放或吸收的能量，必須知道參與嬗變的核成分的核結合能。

“質量缺陷”的根本原因是阿爾伯特愛因斯坦的方程式E=mc2，表達了能量和質量的等效性。根據這個方程式，增加能量也會增加質量(重量和慣性)，然而移除能量也會減少質量。在系統中，所有類型的能量都被視為質量，因為質量和能量是等效的，並且每個都是另一個的“特性”。

由於核嬗變的傳入和傳出產物之間的核結合能的差異，能量被消耗或釋放。

對於吸熱反應，能量可以以入射粒子的動能的形式提供。

能量表現為放熱反應中產物的動能。

示例說明放熱反應，即

¹¹B+⁴He @ n+¹⁴N+Q

11.00931+4.00260=1.0086649+14.00307+Q

Q=11.00931+4.00260-(1.0086649+14.00307)=0.0001751amu

Q=0.163MeV(放熱)

衡量原子質量和核質量的單位稱為原子質量單位(a.m.u.)。因此，1amu的質量變化(稱為質量缺陷)釋放的能量等於931.25百萬電子伏特(MeV)。1a.m.u=931.25百萬電子伏特(MeV)用作為標準轉換。

每個核子的結合能

質子質量/1H=1.007825

中子質量/n=1.008665

例如氫氣(H)

1 * m(¹H)1.007825+0 * n 1.008665=1.007825

總質量1.007825-氫質量1.007825=0百萬電子伏特(MeV)

氫的原子核只有一個質子。因此它的結合能將為零。核結合能是將原子核中的所有核子彼此分開所需的能量。由於只有一個核子，因而已經與任何其他的核子分開。

例如氘(²D)

1 * m(¹H)1.007825+1 * m(n)1.008665=2.025155

總質量2.025155-氘的質量2.014101=0.011054a.m.u

0.011504 * 931.25百萬電子伏特(MeV)=10.2940375/2=5.147018百萬電子伏特(MeV)BE/核子

例如鐵(⁵⁶Fe)

26 * m(¹H)1.007825=26.20345

30 * m(n)1.008665=30.25995

56.4634的總質量-⁵⁶Fe的質量55.9349=0.5285 * 931.25=492.165625

所以每個核子的結合能=492.165625/56=8.78百萬電子伏特(MeV)

鐵原子核是最穩定的原子核(特別是鐵56)，因此最好的能量來源是重量盡可能遠離鐵的原子核。可以將最輕的氫(質子)的原子核結合成氦的原子核，這就是太陽產生能量的方式。否則，可以將最重的鈾的原子核分解成更小的碎片，而這正是核動力反應器所做的。

能量不能被創造也不能被破壞，但它可以從一種形式轉換成另一種形式。原子幾乎所有質量都集中在中心的一個小原子核中。原子核主要由兩種粒子組成：攜帶正電荷的質子和電中性且質量略大於質子的中子。

核能是從原子的原子核釋放的能量。當發生核反應時，會產生大量的能量。原子核的結構會發生變化。這些變化稱為核反應。在核反應中產生的能量稱為核能或原子能。

核能是一種強大的能量來源，在核反應過程中藉由原子的原子核的變化產生。核能的來源是原子核的質量，核反應過程中產生的能量是由於質量轉換為能量(質量缺陷)。

當裂變發生時，不僅產生兩個較輕的元素和大量輻射，而且產生更多的中子。很明顯，這些中子反過來也會引起裂變，產生更多的中子並產生連鎖反應。當融合發生時，碳氫化合物和許多新元素產生，包括低質量、高質量、高密度、稀土和超重元素。

兩個質量低於鐵的原子核的融合(與鎳一起，每個原子核具有最大的結合能)通常會釋放能量，而比鐵重的原子核融合會吸收能量。所有產生較重元素的核融合反應都會導致恆星失去能量或被稱為吸熱反應。

在超新星爆炸中，從鐵到鈾的元素會在幾秒鐘內產生。由於釋放了大量能量，因此達到了比正常恆星溫度高得多的溫度和密度。這些條件允許形成超鈾元素的環境。

原子核由質子和中子組成，而質子和中子又由稱為夸克的基本粒子組成。每個元素都有特定數量的質子，但可以採用多種形式或同位素，每種形式或同位素具有不同數量的中子。如果該過程導致較低的能量狀態，元素可以衰變成其他元素。伽馬輻射係為純能量的衰變發射。

量子物理學定律預測不穩定的原子會因衰變而失去能量，但無法準確預測特定原子何時會經歷這個過程。量子物理學最多可以預測的是一組粒子衰變所需的平均時間。發現的前三種核衰變被稱為放射性衰變，由阿爾法、貝塔和伽馬衰變組成。阿爾法和貝塔衰變將一元素轉換為另一元素，並且通常伴隨著伽馬衰變，從衰變產物中釋放多餘的能量。

伽馬衰變是核粒子發射的典型副產品。在阿爾法衰變中，一個不穩定的原子會發出一個由兩個質子和兩個中子組成的氦核。例如，鈾的一同位素有92個質子和146個中子。它可以經歷阿爾法衰變，成為釷元素，其係由90個質子和144個中子組成。當中子變成質子並在此過程中發射一個電子和反中微子時，就會發生貝塔衰變。例如，貝塔衰變將具有六個質子和八個中子的碳同位素轉變為含有七個質子和七個中子的氮。

伽馬衰變是核粒子發射的典型副產品。粒子發射通常使生成的原子處於激發態。然而，大自然傾向粒子呈現最低能量的狀態，或基態。為此，激發態的原子核可以發射伽馬射線，將多餘的能量以電磁輻射的形式帶走。當鈷經歷貝塔衰變變成鎳時，就會發生伽馬射線發射。被激發的鎳發出兩條伽馬射線，以降低其基態能量。

激發態的原子核發射伽馬射線通常只需要很短的時間。然而，某些激發態的原子核是“亞穩態的”，這意謂著它們延遲伽馬射線的發射。延遲可能只持續一秒鐘，但可能會持續數分鐘、數小時、數年甚至更久的時間。當原子核的自旋阻止伽馬衰變時，就會發生延遲。當軌道電子吸收發射的伽馬射線並從軌道上射出時，會發生另一種特殊效果。這被稱為光電效應。

存在兩種基本類型的輻射；高能粒子和稱為光子的能量包。粒子輻射包括α粒子、β輻射、中微子、宇宙射線和大量次原子粒子，如μ子。輻射能光子，也稱為電磁波，包括無線電波、微波、紅外線、可見光波、紫外線、X射線和伽馬射線。主要由質子組成的初級宇宙射線無法穿透地球大氣層。然而，當初級宇宙射線與大氣粒子相互作用時，它們會產生穿透性的次級宇宙射線，尤其是μ介子。μ介子穿透地球大氣的密集部分，到達地表，甚至穿透海水到相當深的地方。

放射性礦物發出的α粒子變成氦氣袋。發射α輻射的元素包括鈾和釙。由於它們有兩個質子，因此α具有+2電荷。原子核發射氦原子核(稱為α粒子)並轉換為另一個原子序數少2且原子量少4的原子核。

與α粒子一樣，β輻射來自不穩定原子的原子核。β是電子，它們的質量比α粒子的質量小得多──最多為1/8000。β的電荷為-1。β衰變可能有兩種類型；通過發射電子或正電子(電子的反粒子)。電子發射導致原子序數增加1，而正電子發射導致原子序數減少1。在某些情況下，可能會發生雙β衰變，發射兩個β粒子。

伽馬射線是一種電磁輻射，可見光、無線電波、紅外線和X射線也是如此。與α和β粒子不同，伽馬射線沒有質量也沒有電荷。當不穩定的原子發出伽馬輻射時，元素保持不變。伽馬衰變只是改變原子核的能級。

電子捕獲是最罕見的衰變模式之一。在這種現象中，電子被富含質子的原子核捕獲或吸收。這導致質子在原子核中轉換為中子，同時釋放出電子中微子。這導致原子序數降低(在此過程中元素發生嬗變)，而原子質量數保持不變。

半衰期是一半數量的放射性元素衰變所需的時間。例如，¹⁴C的半衰期為5730年。也就是說，如果你取1公克14C，那麼它的一半在5730年裡已經衰變了。

核力(或核子-核子相互作用或殘餘強力)是作用在原子的質子和中子之間的力。中子和質子都是核子，幾乎相同地受到核力的影響。由於質子的電荷為+1，因此它們會受到傾向於將它們分開的電力，但在短距離內，相互吸引之核力足以克服電磁力。核力將核子結合成原子核。

在大約1飛米(fm，或1.0×10^-15米)的距離內，核子之間的核力具有很強的吸引力，但在超過大約2.5飛米的距離時，它會迅速減小到無足輕重。在距離小於0.7飛米時，核力變得排斥。這種排斥力決定了原子核的物理尺寸，因為核子不能靠近力允許的範圍。相比之下，以埃(Å，或1.0×10^-10米)為單位測量的原子大小要大五個數量級。然而，核力並不單純，因為它取決於核子自旋，具有張量分量，並且可能取決於核子的相對動量。

核力量在儲存用於核能和核武器的能量方面起著至關重要的作用。需要作功(能量)來將帶電質子聚集在一起以抵抗它們的電性排斥。當質子和中子通過核力結合在一起形成原子核時，就會儲存這種能量。原子核的質量小於質子和中子各自質量的總和。這種質量差稱為質量缺陷，可以表示為能量當量。當一個重的原子核分裂成兩個或更多個較輕的原子核時，就會釋放能量。這種能量是當核力不再將帶電的核碎片保持在一起時釋放的電磁位能。

核力是更基本的強力或強相互作用的殘餘效應。強相互作用係將稱為夸克的基本粒子結合在一起以形成核子(質子和中子)本身的吸引力。這種更強大的力是自然界的基本力之一，由稱為膠子的粒子介導。膠子通過色荷(color charge)將夸克聚集在一起，色荷類似於電荷，但要強得多。夸克、膠子及其動能大多侷限在核子內，但殘餘影響略微超出核子邊界以產生核力。

核子之間產生的核力類似於化學中稱為倫敦力的中性原子或分子之間的力。原子之間的這種力比將原子本身保持在一起(即，將電子與原子核結合)的吸引力要弱得多，而且它們在原子之間的距離更短，因為它們是由中性原子內部電荷的微小分離引起的。類似地，即使核子由抵消大多數膠子力的夸克組合構成(它們是“顏色中性的”)，但夸克和膠子的某些組合仍然會以短程核力場的形式從核子中洩漏出來，從一個核子到另一個附近的核子。與核子內部的直接膠子力(“顏色力”或強力)相比，這些核力非常微弱，並且核力僅在幾個核直徑範圍內延伸，並隨距離呈指數地下降。儘管如此，它們的強度足以在短距離內結合中子和質子，並克服原子核中質子之間的電性排斥。

核融合是一種反應，其中，兩個或多個原子核結合以形成一或更多個不同的原子核和次原子粒子(中子或質子)。反應物和產物之間的質量差異表現為能量的釋放或吸收。這種質量差異是由於反應前後原子核之間的原子“結合能”不同造成的。融合係為活動的或“主序”恆星或其他高星等之恆星提供動力的過程。

產生比鐵56或鎳62還輕的原子核的融合過程通常會釋放能量。這些元素每個核子的質量相對較小，每個核子的結合能較大。比這些輕的融合原子核釋放能量(放熱過程)，而較重之原子核的融合導致產物核子保留能量，由此產生的反應是吸熱的。對於逆過程，核裂變，情況正好相反。這意謂著氫和氦等較輕的元素通常更易熔；而較重的元素，如鈾、釷和鈽，則更容易裂變。超新星的極端天體物理事件可以產生足夠的能量將原子核融合成比鐵重的元素。

從每公斤燃料中獲得的能量非常高(比化石燃料高一千萬倍)，因此燃料成本僅佔預期成本的很小一部分。使用目前的成本，燃料對電力成本的貢獻將遠低於1%。

元素的嬗變以a、b、y、X射線、EM、n、熱等形式釋放出大量的能量。這種能量被捕獲用於發電。

因此，希望提供一種用來生產電力的方法、設備、裝置和系統，藉由使用元素週期表中的任何一或更多個目標元素捕獲從一化學元素通過嬗變轉換為另一元素所釋放的能量，並將這些釋放的能量轉換為電能，以滿足電力供需缺口，以提高大眾的生活品質。

用於生產電力的方法、設備、裝置和系統趨於顯著降低將嬗變產物的能量高效地轉換為電力的能量成本。

在不限定本發明範圍的情況下，其背景主要結合嬗變過程進行描述。能量耗損的增加和碳氫燃料的缺點導致替代能源的找尋。一個這種來源係為元素的嬗變和能量的產生，其提供幾乎無限的能量來源。

通常，嬗變反應器包括目標元素，例如元素週期表中較輕的元素，例如氫、氘、T鋰、硼等。目標元素以固態、液態、氣態或熔融態存在。這些目標元素可以通過順磁性和激發態的汞基化合物轉換，以帶電粒子、X射線和熱的形式產生能量。嬗變過程中釋放的能量是核能，其比化學反應大得多，因為將核子結合在一起的結合能遠遠大於將電子保持在原子核上的能量。嬗變過程中釋放的核能被捕獲並轉換為電力。

儘管非中子融合具有建議的優點，但絕大多數融合研究已轉向D-T融合，因為氫-硼(p-B11)融合的技術挑戰非常艱鉅。氫-硼融合所需的離子能量或溫度幾乎是D-T融合的10倍。對於任何給定的反應核密度，氫硼的反應速率在600千電子伏特(KeV)(66億攝氏度或6.6 gigakelvins)左右達到其峰值速率，而D-T在66千電子伏特(KeV)(7.65億攝氏度)左右達到峰值。

B11的較高原子電荷Z大大增加了X射線發射率，與Z2成正比，

最後，必須以高效率將能量從嬗變過程以帶電粒子和X射線的形式轉換為電能。

千瓦小時是相當於一千瓦(1kW)功率持續一小時的能量單位。

一瓦秒等於一焦耳。一千瓦小時等於3.6百萬焦耳，這是如果以一小時平均一千瓦的速率作功所轉換的能量。

在物理學中，電磁輻射(EM輻射或EMR)是指電磁場的波(或其量子，光子)，其通過空間傳播(輻射)，攜帶電磁輻射能量。它包括無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線。

傳統上，電磁輻射由電磁波組成，電磁波是電場和磁場的同步振盪。

在真空中，電磁波以光速傳播，通常表示為c。

在均質、等向性的介質中，兩個場的振盪彼此相互垂直，並垂直於能量和波的傳播方向，形成橫波。從點來源(如燈泡)發出的電磁波的波前是一個球體。電磁波在電磁波譜中的位置可以通過其振盪頻率或波長來表徵。不同頻率的電磁波因其對物質的來源和作用不同而有不同的名稱。

電磁波由帶電粒子加速發射，這些波隨後可以與其他帶電粒子相互作用，對它們施加力。

EM波攜帶能量、動量和角動量遠離其來源粒子，並將這些量傳遞給與它們相互作用的物質。

電磁輻射與那些可以自由傳播(“輻射”)的EM波相關聯，而不受產生它們的移動電荷的持續影響，因為它們已與這些電荷保持足夠的距離。因此，EMR有時被稱為遠場。以此說法來說，近場是指靠近直接產生它們的電荷和電流的EM場，特別是電磁感應和靜電感應現象。

在量子力學中，另一種觀察EMR的方式是它由光子、靜止質量為零的不帶電基本粒子組成，它們是電磁力的量子，負責所有電磁相互作用。量子電動力學是關於EMR如何在原子水平上與物質相互作用的理論。量子效應提供了額外的EMR來源，例如，電子躍遷(transition)到原子中的較低能級和黑體輻射。

單個光子的能量被量化，並且對於更高頻率的光子，單個光子的能量更大。這種關係由普朗克方程式E=hν給出，其中E是每個光子的能量，ν是光子的頻率，h是普朗克常數。例如，單個伽馬射線光子攜帶的能量可能是單個可見光光子的能量的100,000倍。

電子自旋共振分析在IIT Mumbai India進行，以了解含有汞基化合物未配對電子的順磁性。ESR分析結果顯示出明顯的波峰，這證明製造的汞基化合物是含有不成對電子的順磁性(見圖7)。

為了進一步驗證本發明及其來自第三方的申請專利範圍，其中，順磁性和激發態的汞基化合物可以將元素週期表中的所有元素從氫轉變為鈾和超鈾元素，我們在捷克共和國的Centrum Vyzukum Rez s r o(CVR)的熱單元設施(hot cell facility)進行了兩項實驗，該設施是歐洲領先的核研究實驗室之一。

CVR安排並採購了進行實驗所需的所有材料，如純液態汞金屬、純目標元素Al、Pb、放射性核素目標元素如Cs-137、無機酸、燒杯、熱板、用於驗證順磁和激發態的汞基化合物能夠轉換為元素週期表的所有元素。

CVR在實驗開始前測量了熱單元設施的背景輻射，發現其範圍為40nSv/hr至50nSv/hr。

在用王水和硝酸製造汞基化合物期間和之後，會以b、y/X射線的形式釋放輻射能量，記錄為10000nSv/hr。與背景輻射相比，這種輻射增量在製造汞基化合物期間和之後證明製造的汞基化合物係以激發態存在。

製造的汞基化合物用於與目標元素鋁和鉛反應。在此過程中，測量到10000nSv/hr的β、伽馬、y/X射線形式的輻射能量，與熱單元設施的背景輻射相比，測量到的這種輻射增量證明根據各請求項的標的發生核反應。

對於第二個實驗，CVR在實驗開始前安排高純鍺檢測器以測量長壽命放射性核素目標元素Cs-137的活性，並記錄其輻射如下，即：

Cs137 2.359MBq/秒

使用製造的汞基化合物並與放射性核素目標元素Cs-137反應。

該過程完成後，再次使用HPGe檢測器測量所有產生的放射性核素目標元素的活性，並記錄其放射性如下，即

Cs137 0.359MBq/秒

HPGe分析結果證明，使用帶有放射性核素目標元素的製造的汞基化合物後，所得目標元素的放射性降低了80%以上。長壽命的放射性目標元素嬗變為穩定或短壽命的元素，證明順磁性和激發態的汞化合物具有很大的內部靜止能量，當它與目標元素(週期表中的任何一或更多種元素)接觸時，化合物的靜止能量轉換為動能並與目標元素的原子核發生反應。將目標元素嬗變為許多新元素並釋放能量。能量是融合能的許多倍。

順磁性和激發態的汞基化合物用作能量來源(基於現有技術PCT公開號：WO 2016/181204 A1)並與目標元素(元素週期表中的任何一或更多種元素)反應，用於目標元素的嬗變和能量的產生，這些能量將被轉換為電力。

以下內容嚴格遵循2020年6月24日優先權申請IN 2020 2102 6656的措辭)。

本發明係關於用於發電的方法、設備、裝置和系統。

本揭露通常係關於化學、物理學、粒子物理學、工程學、電氣工程領域，並且係特別關於通過捕獲一種化學元素嬗變釋放的能量來生產電能的方法、設備、裝置和系統。使用元素週期表中的任何一或更多個目標元素嬗變為另一元素。目標元素與作為能量來源的順磁性和激發態的汞基化合物反應。在嬗變過程中，會以帶電粒子、X射線和熱的形式釋放能量。釋放的能量被捕獲並轉換為電力生產，以滿足電力的供需缺口，並為大眾和其他電力和燃料運輸應用提供更好的生活品質。

在本文中稱為發電系統的方法、設備、裝置和系統較佳地包括具有能量捕獲系統的反應器，該能量捕獲系統連接到將捕獲的能量轉換為電力的反應器。

在一個實施例中，本揭露係關於一種發電系統，其捕獲通過一種化學元素的轉換產生的帶電粒子、電磁波、熱、位能、靜能、動能、高能粒子和能量包的能量係使用元素週期表中的任何一或更多種元素轉換為另一種元素，並將所有捕獲的能量轉換為電能。

在另一個實施例中，在此稱為發電系統的方法、設備、裝置和系統。

在另一個實施例中，本揭露係關於一種發電系統，其使用元素週期表中的任何一或更多種元素捕獲通過將一化學元素轉換為另一元素而釋放的帶電粒子，並將這種帶電粒子轉換為電力。

在另一個實施例中，本揭露係關於利用元素週期表中的任何一或更多種元素捕獲通過將一化學元素轉換為另一元素而釋放的電磁波能量的發電系統，並將這種電磁波能量轉換為電力。

在另一個實施例中，本揭露係關於一種發電系統，其利用元素週期表中的任何一或更多種元素捕獲通過將一化學元素轉換為另一元素而產生的熱，並將這種熱能轉換為電力。

在另一個實施例中，本揭露係關於一種發電系統，其利用元素週期表中的任何一或更多種元素捕獲通過將一化學元素轉換為另一元素而釋放的動能，並將這種動能轉換為電力。

在另一個實施例中，本揭露係關於一種發電系統，其中使用直接能量轉換系統來捕獲所捕獲的帶電粒子，該帶電粒子是通過使用元素週期表中的任何一或更多種元素將一化學元素轉換為另一元素而釋放的，並將其轉換為電能。

在另一個實施例中，本揭露係關於一種發電系統，其捕獲帶電粒子，該帶電粒子通過使用元素週期表中的任何一或更多種元素將一化學元素轉化為另一元素而釋放，並且將這種帶電粒子引導至高科技變壓器，高科技變壓器將帶電粒子的能量轉換至電路作為電力。

在另一個實施例中，本揭露係關於一種具有光電接收器的發電系統，該光電接收器將捕獲X射線的能量並轉換成電力。

在另一個實施例中，本揭露係關於一種發電系統，其捕獲帶電粒子，該帶電粒子通過使用元素週期表中的任何一或更多種元素將一化學元素轉換為另一元素而釋放，並且引導該帶電粒子粒子進入感應系統，感應系統將帶電粒子的能量轉換為電力。

在另一個實施例中，本揭露係關於一種發電系統，其捕獲動能，該動能通過使用元素週期表中的任何一或更多種元素將一化學元素轉換為另一元素而釋放，並且將動能轉換為電力。

在另一個實施例中，本揭露係關於一種發電系統，其捕獲帶電粒子，該帶電粒子通過使用元素週期表中的任何一或更多種元素將一化學元素轉化為另一元素而釋放，並饋送帶電粒子進入靜電直接收集器，靜電直接收集器將能量轉換為電力。

在另一個實施例中，靜電直接轉換是使用帶電粒子運動來產生電壓，該電壓驅動電線中的電力，變成電能。

在另一個實施例中，直接轉換技術可以是基於磁場變化的感應技術，基於使帶電粒子對抗電場作功的靜電技術。

在另一個實施例中，本揭露係關於一種發電系統，其使用元素週期表中的任何一或更多種元素捕獲通過將一化學元素轉換為另一元素而釋放的帶電粒子，並將該帶電粒子饋送粒子進入裝置，將能量轉換為電力。

在另一個實施例中，本揭露係關於一種發電系統，其捕獲動能，該動能通過將一化學元素轉換為另一元素而釋放，使用元素週期表中的任何一元素或更多種元素，並使用蒸汽循環將動能轉換為電能。

在另一個實施例中，本揭露係關於一種發電系統，其捕獲動能，該動能通過使用元素週期表中的任何一或更多種元素將一化學元素轉換為另一元素而釋放，並使用非蒸汽循環將動能轉換為電能。

在另一個實施例中，本揭露係關於一種發電系統，其捕獲光能，該光能通過使用元素週期表中的任何一或更多種元素將一化學元素轉換為另一元素而釋放，這將使用光電接收器轉換成電力。

在另一個實施例中，本揭露係關於一種發電系統，其捕獲帶電粒子，該帶電粒子通過使用元素週期表中的任何一或更多種元素將一化學元素轉換為另一元素而釋放，並饋送帶電粒子進入電容器，將帶電粒子的能量轉換為電力。

在另一個實施例中，本揭露係關於發電系統，其捕獲帶電粒子，該帶電粒子通過使用元素週期表中的任何一或更多種元素將一化學元素轉換為另一元素而釋放，使用微波技術將其轉換為電力。

在另一個實施例中，發電系統包括腔室、真空泵、加熱系統、坩堝以將元件保持在固態、熔融態、液態、氣態及其組合。

在另一個實施例中，發電系統包括具有用於釋放氣體的出口管。

在另一個實施例中，發電系統包括用於將氣體放入設備內的入口管。

在另一個實施例中，發電系統包括具有排出氣體的偏濾器。

在另一個實施例中，發電系統包括冷卻系統。

在另一個實施例中，發電系統包括將捕獲能量並將其轉換為電力的裝置、方法、設備和系統。

在另一個實施例中，發電系統包括高科技變壓器。

在另一個實施例中，發電系統包括靜電直接轉換系統

在另一個實施例中，發電系統包括光電接收器。

在另一個實施例中，發電系統包括感應系統。

在另一個實施例中，發電系統包括電容器。

在另一個實施例中，發電系統包括微波技術。

在另一個實施例中，發電系統包括能量測量裝置。

在另一個實施例中，發電系統包括氣體測量裝置。

在另一個實施例中，發電系統包括偏濾器端口

在另一個實施例中，發電系統包括用於熔煉元素週期表的任何一或更多個元素的加熱系統。

在另一個實施例中，發電系統包括感應加熱系統。

在另一個實施例中，發電系統包括射頻加熱系統。

在另一個實施例中，發電系統包括電加熱線圈。

在另一個實施例中，發電系統包括坩堝以容納元素週期表的多個元素中的任何一個。

在另一個實施例中，發電系統包括以固態存在的元素周期表的多個元素中的任一個。

在另一個實施例中，發電系統包括以氣態存在的元素週期表的多個元素中的任何一個。

在另一個實施例中，發電系統包括以液體形式存在的元素週期表的多個元素中的任何一個。

在另一個實施例中，發電系統包括以熔融狀態存在的元素週期表的多個元素中的任一個。

在另一個實施例中，發電系統包括屏蔽系統。

在另一個實施例中，發電系統包括毯蓋層。

在另一個實施例中，發電系統包括冷卻系統。

在另一個實施例中，發電系統包括加熱系統。

在另一個實施例中，發電系統包括壓力閥以調節壓力。

在另一個實施例中，發電系統包括流量計以調節氣體和材料的流量。

在另一個實施例中，發電系統包括熱交換器。

在另一個實施例中，發電系統包括蒸汽渦輪機。

在另一個實施例中，發電系統包括功率調節單元。

在另一個實施例中，發電系統包括集電線圈。

在另一個實施例中，發電系統包括電容器組。

在另一個實施例中，發電系統包括靜電線圈。

在另一個實施例中，發電系統包括通風系統。

在另一個實施例中，發電系統包括控制系統。

在另一個實施例中，發電系統包括操縱系統。

在另一個實施例中，發電系統包括屏蔽系統。

在另一個實施例中，發電系統包括溫度控制器和測量裝置。

在另一個實施例中，發電系統包括熱測量裝置。

在另一個實施例中，發電系統包括用於元素週期表的任何一或更多個元素的加熱配置。

在另一個實施例中，發電系統包括能量測量裝置。

在另一個實施例中，發電系統包括氣體測量裝置。

在另一個實施例中，發電系統包括安全裝置。

在另一個實施例中，發電系統包括蒸汽循環和蒸汽產生器。

在另一個實施例中，發電系統包括非蒸汽循環。

在另一個實施例中，發電系統包括閉路電視系統。

在另一個實施例中，發電系統包括冷壁系統。

在另一個實施例中，發電系統包括將電磁波轉換為電力的轉換系統。

在另一個實施例中，發電系統包括離子推進器，其可以將位能轉換為動能。

在另一個實施例中，發電系統包括靜電馬達功率和推進力的轉換系統，以將位能轉換為用於產生電力的動能。

順磁性和激發態的汞基化合物用作能量來源(基於現有技術PCT公開號：WO 2016181204)並與目標元素(週期表中的任何一或更多種元素)反應，用於目標元素的嬗變和能量的產生，其轉換為電力。

本發明的發電裝置可以是千瓦到吉瓦，但不限於此。它將連上輸電網路和離網發電以用於各種電力應用，例如娛樂、醫療保健、工程、交通、通信、戶外、住宅、商業、工業、農業、海水淡化、辦公室、太空飛行器、火箭、運輸燃料和很快。

本發明進一步關於以下編號項目：

1.發電的方法、設備、裝置和系統如下組成，即

a).真空度為1毫巴(mbar)至10^-3毫巴(mbar)的真空反應器，

b).熔點高達1700℃的熔煉爐，

c).坩堝，耐高熱、耐高溫，由石墨、氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂或任何其他材料製成，以容納目標材料，

d).通過入口插入目標元素的遠端機制，

e).目標元素從氫到鈾和超鈾元素，元素嬗變和產生能量的能量來源，即順磁性和激發態的汞基化合物作為元素嬗變和產生能量的能量來源，

f).煙氣和氣體排放口，

g).用於測量溫度、真空度、壓力的端口，

h).目標元素在其熔點以上熔煉，並與順磁激發態的汞化合物反應，以實現目標元素的嬗變和產生能量，

i).嬗變過程中產生的X射線或光子或電磁波的捕獲裝置，通過使用光電轉換器將其轉換為電力，(X射線/光子能量為幾電子伏特(eV)至40千電子伏特(Kev))，

j).捕獲裝置，用於嬗變過程中帶電粒子產生的能量(幾電子伏特(eV)到8百萬電子伏特(MeV)的帶電粒子能量)，將使用電容器和高科技變壓器轉換為電力，

k).嬗變過程中產生的熱之轉換系統，其使用熱交換器轉換為電力，

l).冷卻系統，

m).遠端機制，

n).用於存儲電力的電容器組，將其饋入輸電網路或離網發電，並就地

o).偏濾器，

p).控制面板。

2.依據第1項用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，真空反應器具有3mt*1mt*1.2mt的尺寸，但不限於此，並且由不銹鋼或任何其他適合用於高溫的材料製成。

3.依據第1項或第2項用於發電的方法、設備、裝置和系統，真空反應器的真空度為1毫巴至10^-3毫巴。

4.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，使用真空閥/調節器來維持真空水平

5.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，將熔煉爐放置在具有高達1700℃的熔煉溫度的真空反應器內，用於從氫至鈾和超鈾元素(例如元素週期表中的任何一或更多種元素)將目標元素熔煉。

6.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，熔煉爐將是感應熔煉、具有1700℃熔煉溫度的射頻熔煉。

7.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，熔煉爐將固持石墨、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯或任何其他能夠承受高溫和熱衝擊的材料的坩堝。

8.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，基於目標元素的重量和體積，容納目標元素的坩堝容量將為幾毫克到幾公斤。

9.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，目標元素係為氣態、固態、液態、熔融態或其組合的形式。

10.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，目標元素將通過入口機制被放入坩堝中並且目標元素可以是從氫到鈾和超鈾元素的元素週期表中的任何一或更多種元素。

11.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，目標元素的量可以是幾毫克到公斤，但不限於此。

12.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，爐的溫度將由基於目標元素的熔點和目標元素與順磁性/激發態的汞基化合物之間的反應臨界點的溫度控制器來控制，順磁性/激發態的汞基化合物作為元素嬗變和產生能量的能量來源。

13.依據前述項目中的至少一項的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，作為能量來源的順磁性和激發態的汞基化合物將用於元素嬗變和以X射線、帶電粒子和熱的形式產生能量。

14.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，作為能量來源的順磁性和激發態的汞基化合物的量將是基於目標材料的幾毫克到公斤。

15.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，目標元素將被加熱到其熔點以上以將目標元素帶入具有臨界點的熔融態或氣態。

16.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，目標元素將與作為用於元素嬗變和以X射線、帶電粒子和熱的形式產生能量的能量來源的順磁性和激發汞基化合物接觸。

17.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，順磁性和激發態的汞基化合物將與目標元素的原子核反應並將目標元素嬗變成許多新元素。在嬗變過程中，會以帶電粒子、X射線和熱的形式釋放能量。

18.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，順磁性和激發態的汞基化合物將與目標元素的原子核反應並在幾秒鐘至30分鐘內將目標元素嬗變成許多新元素，但不限於此。在嬗變過程中，會以帶電粒子、X射線和熱的形式釋放能量。

19.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，真空反應器將具有用於調節和測量溫度、真空度、壓力的端口。

20.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，真空反應器將作為在嬗變過程中產生的煙氣和氣體的排氣口。

21.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，真空反應器將具有用於操作的偏濾器。

22.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，真空反應器將具有用於操作的入口。

23.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，順磁性和激發的汞基化合物將與目標元素接觸，而目標元素和汞基化合物的量為10000：1或1：1，但不限於此。

24.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，在目標元素嬗變期間和之後，將釋放幾電子伏特(eV)至40千電子伏特(KeV)的X射線能量。

25.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，在目標元素嬗變期間和之後，將釋放幾電子伏特(eV)至8百萬電子伏特(MeV)的帶電粒子能量。

26.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，在目標元素嬗變期間和之後將釋放熱能。

27.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，使用光電轉換器捕獲X射線能量並將其轉換成電力。

28.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，使用電容器和高科技變壓器捕獲帶電粒子能量並將其轉換為電力。

29.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，使用熱交換器捕獲熱能並將其轉換為電力。

30.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，將放置冷卻系統以供操作。

31.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，電容器組將用於儲存電力。

32.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，變壓器將用於製造50/60赫茲(Hz)以將電容器組的儲存電力饋送到輸電網路。

33.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，電容器組的儲存電力將直接供應作為直流以用於離網發電。

34.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，電容器組的儲存電力將直接供應作為直流以用於現場電力應用。

35.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，本發明的發電裝置可以從千瓦到吉瓦，但不限於此。

36.依據前述項目中的至少一項所述的用於發電的方法、設備、裝置和系統，其中，所產生的電力將用於各種電力應用，例如住宅、商業、工業、農業、海水淡化，辦公、運動中心、娛樂、醫療醫院、工程、交通、通訊、戶外、太空飛行器、火箭、燃料等。

Claims

一種發電系統，包括

(i)反應器，用於捕獲藉由元素週期表中一或更多元素的一或更多同位素轉換為一或更多其他元素的一或更多其他同位素所釋放的能量，

(ii)轉換器，與該反應器耦合，適於將該捕獲的能量轉換為電能，以及

(iii)順磁性和激發態的汞基化合物，作為元素的嬗變和發電的能量來源。
如請求項1所述的系統，其中，該反應器包括核嬗變能量設備，其適於提供元素週期表的一或更多元素的一或更多同位素至一或更多元素的一或更多其他同位素的嬗變。
如請求項2所述的系統，其中，該核嬗變能量設備包括作為能量來源的順磁性和激發態的汞基化合物，其具有允許嬗變的目標元素，較佳地選自以下群組中的一者或更多者：氫、氘、鋰、硼。
如請求項1至3中任一項所述的系統，其適於使用元素氫、鈾和超鈾或元素週期表中的任何元素，其合金/化合物/鹽類係以液態、氣態、固態或熔融態存在。
如請求項1至4中任一項所述的系統，包括用於將X射線發射直接轉換為電能的X射線能量轉換器，包括：與一或更多個電子收集器層電性連通的一或更多個電子發射器層，其中，該一或更多個電子發射器層吸收X射線，且發射經由該一或更多個電子收集器層吸收的電子。
如請求項5所述的系統，其中，該一或更多個電子收集器層係同心嵌套，且一或更多個電子收集器層吸收不同能量的電子。
如請求項5或6所述的系統，其中，該一或更多個X射線能量轉換器係同心嵌套以收集不同能量的X射線。
如請求項5至7中任一項所述的系統，其中，該一或更多個電子收集器層中之各者被相對於下一個該電子收集器層在約15%至約25%之間的電壓隔開。
如請求項5至8中任一項所述的系統，包括如請求項19至30中任一項所述的加速器能量轉換器。
如請求項1至9中任一項所述的系統，包括可連接到變壓器的功率輸出電極。
如請求項10所述的系統，其中，該功率輸出電極連接到電弧室，該電弧室係用於限制該功率輸出電極上的電壓。
如請求項11所述的系統，其中，該電弧室連接到電容器以儲存來自該功率輸出電極的能量，該電弧室在電壓處產生電弧以經由該電弧室放電該電容器。
如請求項11或12所述的系統，其中，該電弧室包括圍繞該電弧室的鐵氧體線圈組件以從該電弧室獲得磁場以轉換為電力。
如請求項1至13中任一項所述的系統，其中，該釋放的能量包括以下由能量類型所組成之群組中的一者或更多者：帶電粒子、電磁波，如伽馬射線、X射線、光和/或無線電波、熱、位能、靜能、動能、高能粒子的能量和能量包。
如請求項1至14中任一項所述的系統，其中，該帶電粒子被引導至以下子系統中的一者或更多者以產生電能：(i)高科技變壓器，其將該帶電粒子轉換至電路作為電力，(ii)感應系統，其適用於將帶電粒子能量轉換為電力，(iii)靜電直接收集器，係將該帶電粒子能量轉換為電力，(iv)佈線系統，係用於在該佈線中產生位能差或電壓差用於產生電能，(v)感應直接能量轉換系統，係用於藉由該磁場中移動的該帶電粒子發電，(vi)電容器，係將產生的電荷轉換為電能，(vii)微波系統，(viii)直接能量轉換系統，係適於捕獲經捕獲的該帶電粒子，將捕獲的該帶電粒子的能量直接轉換為電力。
如請求項1至15中任一項所述的系統，其包括光電接收器，該光電接收器捕獲X射線、伽馬射線和/或光的光子的能量並將捕獲的該能量轉換為電力。
如請求項1至16中任一項所述的系統，其適於將動能轉換為電能，並且包括(i)蒸汽循環系統或(ii)非蒸汽循環系統。
如請求項1至17中任一項所述的系統，其包括以下元素中的一者或更多者：腔室、真空泵、加熱系統、用於保持元素於固態、熔融態、液態、氣態及其組合的坩堝；出口管，用於釋放氣體；入口管，用於將氣體饋送至該系統；偏濾器，用於排出該氣體；冷卻系統；發電機；高科技變壓器；靜電直接轉換系統；光電接收器；感應系統；電容器；微波轉換器系統；能量測量裝置；氣體測量裝置；偏濾器端口；加熱系統，用於熔煉元素週期表中任何一或更多元素；感應加熱系統；射頻加熱系統；電加熱線圈；坩堝，用於保持元素週期表中的任何一或更多元素於固態、氣態、液態、熔融態；順磁性和激發態的汞基化合物，作為目標元素的嬗變的能量來源；屏蔽系統；毯蓋層；冷卻系統；一或更多加熱系統；壓力閥，用於調節壓力；流量計，用於調節氣體和材料的流量；熱交換器；蒸汽渦輪機；功率調節單元；集電線圈；電容器組；靜電線圈；通風系統；控制系統；操縱系統；屏蔽系統；溫度控制器和測量裝置；熱測量裝置；元素週期表中任何一或更多元素的加熱配置；能量測量裝置；氣體測量裝置；安全裝置；蒸汽循環系統和蒸汽產生器；非蒸汽循環系統；閉路電視系統；冷壁系統；轉換系統，將電磁波轉換為電力；離子推進器，其可將位能轉換為動能；和/或靜電馬達動力和推進的轉換系統，其將位能轉換為動能以產生電能。
一種適於用在如請求項1至18中任一項所述的發電系統中的逆迴旋加速器能量轉換器，該轉換器包括：形成錐形圓柱空腔的第一和第二電極，該等電極以間隔關係在其之間形成第一和第二細長間隙，在該第一和第二電極周圍延伸的磁場產生器，以及位於該第一和第二電極之一端的帶電粒子收集器。
如請求項19所述的轉換器，進一步包括電子收集器，其位在鄰近該第一和第二電極的另一端。
如請求項20所述的轉換器，其中，該電子收集器的形狀為環形。
如請求項20或21所述的轉換器，其中，該電子收集器和離子收集器係電性耦合。
如請求項19、20或21所述的轉換器，進一步包括儲能電路，其係耦合至該第一和第二電極。
如請求項19至23中任一項所述的轉換器，其中，該磁場產生器包括圍繞該第一和第二電極延伸的複數個場線圈。
如請求項19至24中任一項所述的轉換器，其中，該第一電極和第二電極係對稱的。
一種適於用在如請求項1至18中任一項所述的發電系統中的逆迴旋加速器能量轉換器，包括形成細長空腔的複數個電極，該等電極以間隔關係在其之間形成第一和第二細長間隙，以及圍繞該複數個電極延伸的磁場產生器。
如請求項26所述的轉換器，進一步包括位於該複數個電極的第一端的離子收集器，和位於鄰近該複數個電極的第二端的環形電子收集器，該電子和離子收集器彼此電性耦合。
如請求項26或27所述的轉換器，進一步包括耦合至該複數個電極的儲能電路。
如請求項26、27或28所述的轉換器，其中，該磁場產生器包括圍繞該複數個電極延伸的複數個場線圈。
如請求項26至29中任一項所述的轉換器，其中，該複數個電極是錐形的。
一種將嬗變能量轉換為電能的方法，特別是在如請求項1至18中任一項所述的發電系統中，所述方法包括以下步驟：

(i)捕獲藉由元素週期表中一或更多元素的一或更多同位素轉換或嬗變為一或更多其他元素的一或更多其他同位素而釋放的能量，

(ii)將該捕獲的能量轉換為電能，以及

(iii)順磁性和激發態的汞基化合物，作為元素的嬗變和發電的能量來源。
如請求項31所述的方法，包括將X射線發射直接轉換為電能的步驟。
如請求項31或32所述的方法，進一步包括使帶電粒子減速的步驟。
如請求項31、32或33所述的方法，進一步包括一旦該帶電粒子的大部分動能轉換為電能即收集該帶電粒子的步驟。
如請求項31至34中任一項所述的方法，進一步包括調節從該離子能量轉換而來的該電能以匹配現有輸電網路的步驟。