專利名稱:脈沖式電解池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及用于產(chǎn)生核聚變的電解池的應(yīng)用，具體涉及包括電解池的低能量核反應(yīng)功率產(chǎn)生裝置，經(jīng)過電解池的陽極和陰極以預(yù)定的導(dǎo)電圖形施加電脈沖以聚變。
背景技術(shù)：
為了使核聚變以提供一種用之不竭、無污然的能量源，人們探索利用核物理的現(xiàn)象。眾所周知，當(dāng)兩個原子核如氘(重氫)聚合在一起時，聚變產(chǎn)物的組合體比原始粒子的微體低了很小的量。這種微體向聚變產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化釋放出難以置信量的能量。正如在經(jīng)典愛因斯坦等式中表示的那樣，能量等于質(zhì)量乘以光速的平方；因此微體產(chǎn)生巨大量的能量。
愛德華·特勒，原子物理學(xué)家，他在1942年還沒有制造出原子彈的時候，預(yù)先提出了核聚變的基礎(chǔ)。特勒建立了如下理論如果將氘核投入火爐中，所述火爐具有由原子裂變反應(yīng)產(chǎn)生的幾百萬華氏度的溫度，那么碰撞的原子核在此環(huán)境中聚變，由此釋放出難以置信量的能量。利用氫彈，特勒的理論變?yōu)楝F(xiàn)實。
氘核是正電荷的粒子，因此相互排斥。氘核彼此越接近，它們的排斥越強，它會采用更大的能量來克服這種排斥。當(dāng)排斥力達到其最大值時，就會產(chǎn)生所謂的庫侖勢壘。僅當(dāng)穿過這種勢壘、氘核相互間隔十萬億分之一厘米時，強大的核力才占居優(yōu)勢，于是粒子聚合。這是防止包括荷正電的質(zhì)子的原子核飛散的相同核力。利用氚核也發(fā)生聚變，氚是氫的重同位素，但其原子核具有質(zhì)子和兩個中子，而氘核具有質(zhì)子和單個中子。
當(dāng)氘核在足以有效聚變的時間段內(nèi)以足夠高的密度和足夠高的溫度進行結(jié)合時，發(fā)生了熱核聚變。太陽的中心創(chuàng)造了實施熱核聚變的條件，此火焰中心受到巨大的重力并且其溫度在一千萬華氏度。在地球上，重力變得非常弱，因此獲得了高得多的溫度，在一億華氏度的數(shù)量級，以發(fā)生氘-氚(D-T)聚變反應(yīng)。D-T熱聚變反應(yīng)是目前正在探索中的一種反應(yīng)，它比D-D聚變產(chǎn)生更高的能量。
在特勒發(fā)明了氫彈之后，在最后40年來，已經(jīng)花費了十億美元來設(shè)計一種裝置，該裝置能夠在受控條件下使重氫核聚合在一起，由此釋放出比限制和加熱原子核所花費能量更高的能量。人們已知的一種具有巨大尺寸的這種裝置是Tokomak，在該裝置內(nèi)，其環(huán)狀的內(nèi)部強磁場控制并擠壓了熱等離子，使氘和氚離子聚合在一起。
通過以極高的溫度從兩個重形式的氫中剝離原子以形成離子或等離子的云狀物，熱聚變克服了庫侖勢壘。巨大的磁鐵產(chǎn)生磁場以在足以使某些原子核彼此碰撞和聚合的時間內(nèi)使等離子保持在一起。這種熱核聚變反應(yīng)產(chǎn)生了氚和氦核和以及中子和伽馬射線的射線流。
在超大激光聚變發(fā)生器中，激光束轟擊氘-氚燃料芯塊，使其外層蒸發(fā)并從芯塊向外耗散。得到的反應(yīng)力使燃料爆聚以有效聚變。然而盡管數(shù)十億美元投資在研究熱核聚變反應(yīng)器以產(chǎn)生能量上，但目前沒有這種發(fā)生器能用于實踐，盡管將來可以，但也無法預(yù)見。其它技術(shù)簡單、價格低廉的核聚變技術(shù)是理想的。
在大約過去十年里，作為聚合發(fā)電用聚合原子核的可行技術(shù)，人們已經(jīng)投資在電化學(xué)技術(shù)。投資者典型地利用電解池，電解池的電解質(zhì)是重水，重水是其中采用氘來取代普通氫的水。通過在重水中溶解鹽使其表現(xiàn)出導(dǎo)電性；即，氘氧化鋰。將陽極-陰極對浸入在此電解質(zhì)中，陽極-陰極對由被相同或不同金屬線圈(例如鉑線)圍繞的金屬條(例如鈀)構(gòu)成。
當(dāng)直流電壓施加在這些電極上時，在重水中流動的電流使其分解為其構(gòu)成元素。結(jié)果，在鉑電極上釋放出氣體氧，同時氘離子向鈀電極遷移。認為在鈀金屬中這些離子的高濃度的形成引發(fā)了低能量核反應(yīng)。有這種低能量反應(yīng)釋放的能量由電極的原子晶格俘獲并表現(xiàn)為熱量。
在1989年，Martin Fleischmann和Stanley Pons觀察到電化學(xué)電池中過多熱量的產(chǎn)生，聲稱他們已經(jīng)觀察到氘離子室溫聚變的事實?，F(xiàn)在人們一般認為，他們所看到的不是氘-氘聚合，而是其它某些現(xiàn)象。此外，E.Storm、G.h.Miley等人進行了電化學(xué)研究并提出，所包含的現(xiàn)象是在固體電極中的反常核過程。過多熱量的產(chǎn)生可有助于氫或同位素與固體電極材料的原子核的聚合，而不是它們自身的氫核聚變。所產(chǎn)生的過多熱量的多少看上去取決于施加于電極上的電壓種類、以及流過電解質(zhì)的最終電流是否是穩(wěn)定的或脈沖的。
在任何情況下，如今的電化學(xué)電池沒有產(chǎn)生足夠的額外熱量以成為可商用的能源。需要進一步改進電化學(xué)電池的設(shè)計和工作方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種低能量核反應(yīng)功率產(chǎn)生裝置，該發(fā)生器包括具有一對電極的電解池，所述電極浸入在導(dǎo)電的重或輕水電解質(zhì)中，向該電解池的電極施加以預(yù)定圖形的電脈沖。
本發(fā)明與其中通過電解質(zhì)的電流是脈沖電流的原有電解池相區(qū)別的明顯特點在于，在根據(jù)本發(fā)明的電解池中，以高度誘導(dǎo)聚合的脈沖圖形產(chǎn)生脈沖。
具體而言，本發(fā)明的目的是提供一種低能量核反應(yīng)功率產(chǎn)生裝置，該功率產(chǎn)生裝置產(chǎn)生了以熱量形式的能量，該能量比以電能的形式提供給電解池的能量高得多。
簡言之，這些目的在低能量核反應(yīng)功率產(chǎn)生裝置中獲得，該裝置設(shè)置有電解池，電解池包含導(dǎo)電的電解質(zhì)，在所述電解質(zhì)中浸入了金屬電極對，金屬電極對的陽極和陰極由鉑、鈀、鈦、鎳或任何其它合適的金屬形成。電解質(zhì)可以是任何合適的流體，例如輕水、重水、液體金屬等，或者也可以是合適的固體材料，例如半導(dǎo)體。施加于這些電極的是一連串的電壓脈沖群，各脈沖群由脈沖簇構(gòu)成。
在該脈沖群中各脈沖的幅度和持續(xù)時間、脈沖之間間隔的持續(xù)時間、在該串中連續(xù)脈沖群之間間隔的持續(xù)時間符合按照超級環(huán)狀波(superlooping waves)的預(yù)定圖形，在超級環(huán)狀波中通過不同頻率的波來調(diào)制各個波。各群電壓脈沖升高到電解質(zhì)中的電流的浪涌，所述電流在電極間流動并使電解質(zhì)(例如，重或輕水)分解，例如在鉑電極上釋放出氧，同時氫(或同位素氫，例如氘)離子遷移至例如鈀電極。由該串脈沖群產(chǎn)生的連續(xù)浪涌的離子轟擊金屬電極以致使密集的離子填充。密集的離子填充優(yōu)選導(dǎo)致聚合，該聚合以熱量的形式產(chǎn)生熱量。在熱量中產(chǎn)生的能量大于施加給電極的電壓脈沖的能量。
應(yīng)注意，密集的離子填充可以通過向金屬結(jié)構(gòu)引入氫或其它離子而充分地增加金屬電極的電阻率(即，對材料對抗電流流動的能力的測量)?？蓛?yōu)選通過下述方式在實時中測量電阻率使電流經(jīng)過金屬電極并測量在整個時間內(nèi)電流的變化。在整個時間內(nèi)測得的電流表示出電阻率和在整個時間內(nèi)金屬電極的離子填充量的變化。因此，通過使電流持續(xù)地經(jīng)過金屬電極并測量電流，就可以實現(xiàn)離子填充的實時監(jiān)測。



為了更好的理解本發(fā)明和其它目的和特點，結(jié)合附圖進行以下詳細描述，其中圖1示意性地表示超級環(huán)狀波現(xiàn)象。
圖2示意性地表示根據(jù)本發(fā)明的低能量核反應(yīng)電解池；圖3表示提供給電解池電極的電脈沖的圖形；以及圖4表示利用在休息過程中關(guān)閉脈沖群提供給電解池電極的電脈沖圖形。
具體實施方式
具體實施方式
超級環(huán)狀波本發(fā)明表示根據(jù)在Los Alamos國家實驗室的發(fā)現(xiàn)的顯著優(yōu)點，此優(yōu)點在于通過使流過電解池的電流產(chǎn)生浪涌，在電化學(xué)電池中獲得更大產(chǎn)量的過多熱量。在本發(fā)明中，提供給電解池電極的是電壓脈沖，以便在電解池中產(chǎn)生脈沖電流。但這些脈沖不是恒定的幅度和持續(xù)時間，而是以圖形的方式，按照此圖形調(diào)整脈沖的幅度和持續(xù)時間以及脈沖之間的間隔，從而引起在有助于聚變反應(yīng)的如鈀電極中氘離子的密集填充。
這種脈沖圖形是根據(jù)超級環(huán)(superlooping)的行為(activity)，這根據(jù)Irving I.Dardik的文章“The Great Law of the Universe”中提出的理論，這篇文章出現(xiàn)在“Cycles”雜志的1994年三月/四月期中。在此結(jié)合這篇文章作為參考。
正如在Dardik文章中指出的那樣，科學(xué)界通常接受的觀點是，自然界中所有物質(zhì)是由原子構(gòu)成，這些原子永不停息地到處運動，當(dāng)原子離開一點距離時它們相互吸引，當(dāng)原子間擠壓時它們相互排斥。相比之下，Dardik假設(shè)宇宙中的所有物質(zhì)由波構(gòu)成，將這種行為稱作“超級環(huán)狀”。超級環(huán)引起運動并且是運動的原因；也就是說，同時進行兩種改變以確定物質(zhì)-空間-時間。
因此自然界中，波的頻率和振幅的變化不是相互獨立和不同的，而是同時發(fā)生完全一樣的，同時表示兩種不同的分級值。在波頻率增加的同時形成了新的波圖形，對于在此結(jié)合的所有波，更小的波和變化的頻率，一個不能脫離另一個而單獨存在。
各個波必須結(jié)合更小的波，并被更大的波包含。因此由許多更高頻率、低振幅的次波調(diào)制各高振幅、低頻率的主波。超級環(huán)是彼此間正在進行的波的波動。
圖1(改編自Dardik文章中的說明)示意性地表示超級環(huán)狀波現(xiàn)象。圖1描述了由例如次波120和130調(diào)制的低頻主波110。次波120和130具有逐漸增高的頻率(和主波110相比)。甚至可以用其它頻率更高的次波來調(diào)節(jié)主波110，但為了簡潔沒有示出。
這種波波動的新原理說明，波的頻率和波的強度(振幅的平方)是同時和連續(xù)的。兩種不同種類的能量即，由與它們的頻率成比例的波承載的能量、和與它們的強度成比例的能量也是同時和連續(xù)的。因此能量是波動的波，或“波/能量”。在根據(jù)本發(fā)明的低能量核反應(yīng)功率產(chǎn)生裝置中，提供給電解池電極的脈沖圖形源自超級環(huán)狀波的行為。
低能量核反應(yīng)功率產(chǎn)生裝置現(xiàn)在參見圖2，示出了根據(jù)本發(fā)明的低能量核反應(yīng)功率產(chǎn)生裝置的一個優(yōu)選實施例，此功率產(chǎn)生裝置設(shè)置有具有容器10的電解池。容器10包含電解質(zhì)11。電解質(zhì)11可以是任何合適的液體電解質(zhì)，例如重水、輕水、熔融金屬等。為了說明，電解質(zhì)11例如可以是通過在其中溶解合適的鹽而表現(xiàn)出導(dǎo)電性的重水。
在電解質(zhì)中浸入陽極一陰極電極對，該陽極-陰極電極對由陰極12和陽極13形成。陰極12和陽極13可由任何合適的金屬制成，例如鈀、鉑、鈦、鎳等。為了說明，陰極12例如是鈀條，陽極13例如是鉑線圈。陽極線圈13圍繞鈀金屬條，以便通過導(dǎo)電電解質(zhì)11橋連這兩個電極，施加給電極的電壓使電流在它們之間流動。
連接電化學(xué)電池電極的是低壓電池，使得穩(wěn)定的電流流過重或輕水電解質(zhì)，導(dǎo)致電解質(zhì)分解，從而在鉑陽極上釋放出氧氣，同時氫離子向鈀陰極遷移并在陰極上聚集。
在根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)生裝置中，設(shè)置直流電壓源14，直流電壓源14的輸出通過電子調(diào)制器14提供給電解池的電極12和13，調(diào)制器14的工作受程序化計算機16的控制，從而調(diào)制器產(chǎn)生電壓脈沖，電壓脈沖的振幅、持續(xù)時間以及脈沖之間間隔的持續(xù)時間由程序確定。脈沖的最大振幅對應(yīng)于直流源14的滿輸出。因此如果直流源提供45VDC輸出，脈沖的最大振幅將是45VDC，具有次要振幅的脈沖的振幅將高于或低于45VDC，這取決于程序。
對計算機16進行編程以起動電子調(diào)制器15，從而產(chǎn)生一連串的脈沖群，各脈沖群由一簇脈沖形成，假設(shè)該脈沖為圖3所示的圖形。因此，在該脈沖群串中的第一脈沖群(脈沖群I)是由五個脈沖P1至P5構(gòu)成，它們在振幅上逐漸變化，脈沖P1是最低的振幅，脈沖P5是最高的振幅。脈沖P1至P5的各持續(xù)時間逐步地變化，脈沖P1持續(xù)時間最短，脈沖P5持續(xù)時間最長。在形成脈沖群的該簇脈沖中連續(xù)脈沖之間的間隔A的持續(xù)時間逐漸變化。因此，在脈沖P4和P5之間的第一間隔的持續(xù)時間最短，在脈沖P4和P5之間的最后間隔的持續(xù)時間最長。示出的脈沖群由五個脈沖構(gòu)成，實際上它們可以具有更少或更多數(shù)量的脈沖。實際上脈沖群的持續(xù)時間可以是大約30秒，在連續(xù)脈沖群之間的間隔可以在2至5秒的范圍內(nèi)。
在該脈沖群串中的第二脈沖群(脈沖群II)也是由五個脈沖P6至P10構(gòu)成，但它們的振幅、持續(xù)時間和脈沖之間的間隔與在脈沖群I中的脈沖簇中的相反。因此脈沖P6是最大振幅，P10的是最小振幅。
在該脈沖群串中的第三脈沖群(脈沖群III)是由五個脈沖P11至P15構(gòu)成，它們的振幅、持續(xù)時間和脈沖之間的間隔對應(yīng)于脈沖群I。在該脈沖群串中連續(xù)脈沖群之間的間隔具有持續(xù)時間B，該持續(xù)時間B從脈沖群向脈沖群變化。
在連續(xù)脈沖群中脈沖振幅的變化遵照主波W1的振幅包絡(luò)線。在脈沖群中脈沖持續(xù)時間的變化遵照次波W2的振幅包絡(luò)線，次波W2的頻率與主波W1的頻率不同。在脈沖群中脈沖之間間隔的持續(xù)時間的變化遵照不同頻率的另一次波W3的振幅包絡(luò)線。在脈沖群串中連續(xù)脈沖群之間間隔的持續(xù)時間的變化是按照不同頻率的再一次波W4的振幅包絡(luò)線。
為了測量陰極12的電阻率，提供第二調(diào)制器20。作為優(yōu)選，第二調(diào)制器20可產(chǎn)生交變電流，并使交變電流通過陰極12。這種交變電流優(yōu)選是以與由電子調(diào)制器15產(chǎn)生的脈沖不同的頻率。以此方式，在由調(diào)制器15產(chǎn)生的脈沖和由第二調(diào)制器20產(chǎn)生的電流之間不存在實質(zhì)性地干擾。
在圖3中所示的結(jié)構(gòu)中，可采用由調(diào)制器20提供的電流來測量陰極12的電阻率。通過使基本上恒定的交流電流(即，電流的波峰和波谷的振幅和電流的頻率基本上恒定)經(jīng)過陰極12并同時測量經(jīng)過陰極的電壓電位，從而實現(xiàn)這種測量。電壓電位的變化根據(jù)關(guān)系V(電壓)＝I(電流)×R(電阻)反映出電阻率的變化。已知的電阻率的變化可用于表示陰極離子填充的量。如上所述，為了在根據(jù)本發(fā)明的電解池中成功進行低能核反應(yīng)，離子填充是必須的前提條件。
應(yīng)從圖3中理解，為了清楚起見，僅示出了疊加在波W1上的一小部分次波W2、W3和W4。此外為了清楚起見，超級環(huán)狀次波W2、W3和W4相互之間以及相對于主波W1的振幅和頻率并不限于此范圍。實際上，次波的最大振幅可以與主波的瞬時振幅成比例。因此，次波W2和W3(其位于主波W1的峰值振幅周圍)可能具有比次波W4的最大振幅大得多的最大振幅(其位于波W1的波谷的底部周圍)。在主波的峰值處的次波W2和W3的最大振幅甚至比得上主波W1的峰值振幅，也就是說，次波可具有與主波相同的強度，如圖1所示。在Dardik的文章“The Great Law of the Universe”所示的圖中提供了在主波中超級環(huán)狀波及其頻率和振幅分布的其它示例，在此引作參考。
繼續(xù)參考圖3，通過超級環(huán)狀波W1至W4控制構(gòu)成脈沖群串的電壓脈沖的圖形，由此使浸入電解質(zhì)中的電極之間流動的電流產(chǎn)生浪涌。
因此，代替向鈀電極遷移的氘離子的穩(wěn)定流，氘離子以脈沖簇的方式傳播，各脈沖簇由脈沖群形成，從而產(chǎn)生轟擊鈀電極的氘離子的高強度電涌流。反復(fù)轟擊鈀電極的的氘離子的浪涌致使在鈀上的這些離子的密集填充并在其上聚合，從而產(chǎn)生熱量。
非常高效的計算機脈沖圖形程序提供了最佳結(jié)果，在鈀電極上產(chǎn)生了最大量的聚變熱量。這些可通過修改程序以找到最有效地圖形從而經(jīng)驗性地確定。
最有效脈沖圖形的一個例子是結(jié)合對應(yīng)于主波W1的向下相位的休息周期。在對應(yīng)于向下相位的休息周期內(nèi)可以關(guān)閉在脈沖串中的脈沖群。圖4表示在休息周期內(nèi)利用完全關(guān)閉的脈沖(例如，脈沖群P2，圖3)的脈沖圖形。
根據(jù)數(shù)字化的超級環(huán)狀波的形成研制程序，從而獲得在各波循環(huán)的峰值處的脈沖。上述的Dardik的文章描述了超級環(huán)狀波的各種形式。
在示出了低能量核反應(yīng)功率產(chǎn)生裝置的優(yōu)選實施例的同時，應(yīng)理解，在不脫離本發(fā)明實質(zhì)的情況下可以對優(yōu)選實施例進行許多種變化。一種修改可以是用硅代替鉑線圈。電極對可以由同心管形成，而不是由如圖2所示的用線圈圍繞的條狀物形成。
權(quán)利要求
1.一種用于提高金屬電阻率的設(shè)備，該設(shè)備包括A.電解池，該電解池包括導(dǎo)電水電解質(zhì)，在導(dǎo)電水電解質(zhì)中浸入了陽極-陰極對，陰極由金屬形成；和B.在所述電極之間提供一連串的脈沖電壓群的裝置，各脈沖電壓群由一簇脈沖構(gòu)成，從而使相應(yīng)地脈沖性電流在電極之間流動，使水分解，從而在陽極釋放出氧，同時氫離子向金屬電極遷移，各群脈沖產(chǎn)生轟擊鈀的離子浪涌，連續(xù)的浪涌在金屬上形成離子的密集填充。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的設(shè)備，其中在脈沖電壓群中各脈沖的振幅和持續(xù)時間、在這些脈沖之間間隔的持續(xù)時間以及在該串脈沖電壓群中連續(xù)脈沖電壓群之間間隔的持續(xù)時間符合按照超級環(huán)狀波的預(yù)定圖形，在所述超級環(huán)狀波中通過不同頻率的波調(diào)制各個波。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的設(shè)備，其中所述一連串脈沖群由直流源產(chǎn)生，直流源的輸出通過電子調(diào)制器提供給電極，電子調(diào)制器受編程為按所述圖形產(chǎn)生電壓脈沖的計算機所控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的設(shè)備，其中陰極由金屬條形成，所述陽極由金屬線圈形成，所述金屬線圈圍繞所述金屬條。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2的設(shè)備，其中各脈沖電壓群具有至少五個脈沖。
6.根據(jù)權(quán)利要求
2的設(shè)備，其中各脈沖電壓群具有大約30秒的持續(xù)時間。
7.根據(jù)權(quán)利要求
2的設(shè)備，其中在連續(xù)脈沖電壓群之間的間隔在約2-5秒的范圍內(nèi)。
專利摘要
一種低能量核反應(yīng)功率產(chǎn)生裝置，該裝置中設(shè)置有電解槽，電解槽含有導(dǎo)電重或輕水電解質(zhì)(1)，在電解質(zhì)中浸入了電極對，電極對的陽極(3)由鉑形成，電極對的陰極(2)由鈀形成。向這些電極施加一連串的電壓脈沖群，各電壓脈沖群由一簇脈沖構(gòu)成。在脈沖電壓群中各脈沖的振幅和持續(xù)時間、在這些脈沖之間間隔的持續(xù)時間以及在該串脈沖電壓群中連續(xù)脈沖電壓群之間間隔的持續(xù)時間符合按照超級環(huán)狀波的預(yù)定圖形，在所述超級環(huán)狀波中由不同頻率的波調(diào)制各個波。各群電壓脈沖引起電解質(zhì)中的電流浪涌，電流在電極間流動導(dǎo)致重或輕水分解，在鉑電極上釋放出氧，同時氘離子向鈀電極遷移。由該串脈沖群產(chǎn)生的連續(xù)離子浪涌轟擊鈀電極，產(chǎn)生密集的離子填充，導(dǎo)致聚變并產(chǎn)生熱量。
文檔編號G21B3/00GKCN1529770SQ02814227
公開日2004年9月15日 申請日期2002年5月30日
發(fā)明者歐文·I·達爾迪克, 歐文 I 達爾迪克 申請人:動力技術(shù)有限責(zé)任公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan