Спосіб керованого вивільнення енергії випромінювання від`ємних іонів водню в ущільненому cs пласті водневої плазми

1. Спосіб керованого вивільнення енергії випромінювання від'ємних іонів водню в ущільненому CS пласті водневої плазми, що включає одержання водневої плазми та керування кількістю вивільненої енергії, який відрізняється тим, що керування кількістю вивільненої енергії випромі 3 вивільненої енергії випромінювання ущільненого CS пласта водневої плазми, здійснюють шляхом зміни щільності пласта водневої плазми при збудженні від'ємних іонів водню, при цьому енергія вивільняється без участі і затрат кисню, а щільність пласта водневої плазми знаходиться у межах 5·1016-5·10 18 см-3 концентрації від'ємних іонів водню. Відмінністю способу, що заявляється є запропонований механізмів вивільнення енергії, який відрізняється від інших відомих механізмів тим, що він не використовує кисень та його реалізація не супроводжується радіоактивним та іонізуючим випромінюванням. На озброєнні людства є два основних, вже традиційних, механізми вивільнення енергії. По-перше, це хімічні процеси горіння органічних джерел (дерево, нафта, газ тощо з виходом енергії у кожному елементарному процесі ~ 2-3 еВ), яке супроводжується використанням значної кількості кисню. По-друге, це термоядерні процеси розпаду або синтезу ядер (дейтерій, уран, плутоній тощо з виходом енергії у кожному елементарному процесі ~ десятки і сотні МеВ), яке супроводжується одержанням радіоактивних продуктів розпаду. Спосіб, що заявляється має енергетичний вихід ~ 2-3 еВ у кожному елементарному процесі. Це дозволяє вирішувати енергетичні проблеми експлуатації силових установок, сигналізації, комунікації та регенерації відходів життєдіяльності без використання кисню в умовах обмеженого життєвого простору екіпажів тривалих космічних перелетів. Виходячи із зазначеного, саме поєднання наведених ознак і сукупність суттєвих ознак зокрема зміни щільності пласта водневої плазми при збудженні від'ємних іонів водню, що поєднана з вивільненням енергії без використання кисню забезпечує виявлення нових технічних властивостей корисної моделі, які пов'язані із забезпеченням керування кількістю вивільненої енергії випромінювання ущільненого CS пласта водневої плазми. Суть способу, що заявляється продемонстровано на Фіг., де зображена залежність інтенсивності енергії від концентрації атомів водню що вивільняються у 1см3 ущільненого пласта водневій плазми. Спосіб, що заявляється може бути реалізований наступним чином. Природний механізм вивільнення енергії від'ємних іонів водню запускається шляхом створення пласту ущільненої водневої плазми при зіткненні магнітних полів різної полярності з плазмою хромосфери (10 13 см-3), що є «вмороженою» в магнітне поле і може рухатися тільки одночасно з силовими лініями магнітного поля. Виділення енергії відбувається в безперервному спектрі оптичного діапазону довжин хвиль в об'ємі водневої плазми з температурою 8500 К (при термічному збудженні) та концентрацією атомів водню в діапазоні 10171018 см-3. Максимальна інтенсивність випромінювання має місце, коли ступінь іонізації водневої плазми досягає одиниці (nе=nр - концентрація електронів та протонів). Технічне рішення, що заявляється є результатом і наслідком сумісного рішення системи рівнянь статистичної рівноваги для ліній 40141 4 чатого (у спектральних лініях) та безперервного випромінювання водневої плазми. Технічним результатом способу є можливість керування процесом вивільнення енергії шляхом зміни концентрації атомів водню в робочому об'ємі плазми. Засоби освітлення, сигналізації, комунікації подібні за принципом роботи на відомі газосвітні засоби (на основі неону, аргону тощо) при концентраціях водню ~5·1017 см-3. Якщо концентрацію змінювати в об'ємі під поршнем у діапазоні 1017-5·1018 см-3, ми отримуємо класичний варіант принципу роботи дизельного двигуна. Процес вибухового вивільнення енергії (Фіг.) має місце при концентраціях водню більше ніж 5·10см-3. Первісним джерелом енергії водневої плазми на борту космічного корабля може бути ядерний реактор та/або сонячні батареї. Шляхи зниження робочої температури пласта водневої плазми до більш прийнятних для умов проживання людини та оточуючого середовища можливі на основі підвищення концентрації робочої речовини (1017 см-3 це глибокий вакуум порівняно з характерною кількістю атомів в атмосфері Землі 1023 см-3), використанням інших видів збудження водневої плазми (направлений потік іонізуючих частинок або лазерного пучка фотонів). Ефективність збудження направленим пучком вище приблизно в 10-100 разів порівняно з термічним механізмом збудження атомів. Крім того, у відповідності з розрахунками Фіг., воднева плазма зі щільністю вище 1019 см-3 завідомо має статус вибухового середовища. У природі умови для виникнення джерела енергії виконуються завдяки створенню ущільненого пласту водневої плазми в хромосфері Сонця. Хромосфера характеризується наступними параметрами плазми - щільність плазми 1012-1013 см-3, електронна температура 10000 К. Всякий об'єкт у хромосфері знаходиться в полі випромінювання фотосфери з температурою 6000 К. Крім того, в хромосфері завжди виконуються умови «вмороженості» плазми. Тобто плазма не може рухатися окремо і незалежно від силових ліній магнітного поля. Ущільнений пласт водневої плазми виникає в хромосфері в області магнітних полів активної області і спостерігається як сонячний спалах. Необхідною умовою його виникнення є поява знизу (спливання) в межах активної області нового магнітного потоку. Якщо напрями (полярності) силових ліній цих полів виявляються протилежними, в області взаємодії магнітних полів створюється струмовий пласт, який являє собою ущільнений пласт водневої плазми. Процес це динамічний і супроводжується безперервним зростанням щільності плазми у пласті. Розрахунки (Фіг.) свідчать, що вивільнення енергії від'ємних іонів водню у пласті виникає тільки після досягнення щільності плазми >1017 см-3. Кінець розвитку і руйнування струмового пласту має місце, якщо щільність плазми у пласті перевищує 1019 см-3. Той факт, що характер і інтенсивність вивільнення енергії цілком визначається тільки одним параметром - щільністю плазми у пласті, означає практичну можливість керованого (або некерованого) регулювання процесом вивільнення енергії. 5 40141 У лабораторії струмові пласти успішно моделюються. Створено багато різновидів струмових (або пінчевих) «шнурів» (не пластів). У лабораторії створити пласт великої протяжності по обом координатам (ширина - довжина) не має можливості тому, що плазма має утримуватися магнітним полем. Інакше, струмів «шнур» миттєво руйнується. Він утримується кільцевим магнітним полем. Процес створення струмового «шнура» у кільцевому магнітному полі є також, як і у сонячному струмовому пласті, процесом динамічним. У лабораторії, весь цикл, від створення струмового «шнура» до його руйнування, триває мікросекунди. Основна проблема - проблема утримування струмового «шнура» від руйнування. Цілі всіх лабораторних установок також відповідні. Одні використовують методи створення і вивчення струмового «шнура» Комп’ютерна верстка Л. Купенко 6 для моделювання сонячних спалахів, що принципово відрізняється від струмового «пласту» за умовами і можливостями реального вивільнення енергії. Відмінність способу, що заявляється полягає у можливості оперування зі струмовим «пластом», а не струмовим «шнуром». В матеріалах заявки, на основі розрахунків, пропонується оперувати зі струмовим пластом. Змінювати щільність атомів водню у пласті можливо здійснювати, наприклад під поршнем, отримавши аналог схеми роботи дизеля. Джерела інформації: 1. Заявка на патент Російської Федерації №99104857 від 20.01.2001 2. Патент України №61722, бюл. №11, 2003р. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601