ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ.

Изобретение относится к способам осуществления реакции термоядерного синтеза и устройствам, для осуществления этого синтеза. Неуправляемая реакция термоядерного синтеза осуществляется в водородной бомбе. Работы по осуществлению управляемой реакции термоядерного синтеза ведутся в двух основных направлениях: использование установок Токамак с тороидальной камерой, использование установок с лазерным импульсом для разогрева вещества.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ.

Наибольшие успехи, а именно получение максимально возможной температуры, были достигнуты при использовании установок лазерного импульса. В следствии сферически симметричного облучения дейтериевой мишени лазерным излучением мишень разогревалась до шестидесяти миллионов градусов. Одновременно возникали нейтроны, что указывает на возможность термоядерной реакции с использованием лазерных систем /Маркушевич А.И. Детская энциклопедия. Т.З - М.: Педагогика, 1973/. Преимуществом сферически симметричного облучения является высокая температура, которой удалось достичь, и появление нейтронов. Недостатком, невзирая на достигнутые результаты, является отсутствие реакции термоядерного синтеза.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

В основу изобретения поставлена задача найти способ осуществления реакции термоядерного синтеза путем использования установок лазерного излучения, а также создать устройство, которое позволит осуществить реакцию данным способом. Напомним, что для осуществления реакции термоядерного синтеза необходимо каким - либо способом приблизить два атома дейтерия один к другому на очень маленькое расстояние, а для этого они должны двигаться навстречу один к другому с большой скоростью. При этом данное движение, сближение и реакция должны происходить в таком устройстве, которое позволило - бы эффективно использовать энергию, выделяющуюся в результате этой реакции. Техническим результатом данного способа станет возможность осуществления как управляемой, так и неуправляемой реакции термоядерного синтеза. Технический результат достигается тем, что действию лазерного излучения поддаётся не неподвижная мишень, начальной энергией атомов которой можно пренебречь, а негативно заряженные ионы дейтерия, которые двигаются с очень большой скоростью навстречу лазерному излучению, или под углом максимально приближенном к ста восьмидесяти градусам. Большая скорость негативно заряженным ионам дейтерия предварительно сообщается некоторым способом.

ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Суть изобретения способа заключается в том, что для сообщения негативно заряженным ионам дейтерия высокой скорости используется явление искрового разряда между катодом и анодом, электроны которого превращают часть атомов дейтерия в негативно заряженные ионы дейтерия, и, вместе с электрическим полем между катодом и анодом, сообщают этим ионам большую скорость, в следствии приближения к ним в процессе движения, после чего часть этих быстро двигающихся ионов подвергается действию лазерного излучения, которое направлено навстречу движению ионов дейтерия, что вызывает изменение направления их движения на противоположное, приближение к основной массе двигающихся ионов дейтерия на очень маленькое расстояние и реакцию термоядерного синтеза.

Суть изобретения термоядерного реактора заключается в том, что для одновременного попадания в зону реакции первых негативно заряженных ионов дейтерия, которые имеют высокую скорость, и первых лучей лазерного излучения, полупрозрачное зеркало изготовлено в виде шайбы и оснащено фотоэлементами для инициации искрового разряда, а лазерная установка изменённой конструкции оснащена двумя конусообразными призмами, благодаря движению одной из которых в середине внутренней полости рабочего тела лазера происходит синхронизация попадания в фокус линзы первых лучей лазерного излучения вместе с первыми негативно заряженными ионами дейтерия, которые имеют высокую скорость.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ.

Для того, чтобы подтвердить возможность осуществления реакции данным способом и построения установки для её осуществления, дадим описание установки в статическом состоянии и опишем принцип её работы, что подтвердит возможность осуществления реакции данным способом.

Сначала дадим описание измененной лазерной установки: - лазерного трансформатора, который смонтирован на реакторе снизу и который выполняет три функции:

1. Генерирует монохроматический луч и преобразовывает его в луч большой удельной мощности, что позволило применить собирающую линзу минимального диаметра.

2. Синхронизирует во времени начало прохода лазерных лучей через полупрозрачное зеркало с началом работы трёх фотоэлементов, через которые происходит разряд накопительного конденсатора высокого напряжения, что инициирует искровой разряд между катодом и анодом. 3. Благодаря подвижной конусообразной призме позволяет синхронизировать попадание в фокус линзы первых лучей лазерного излучения вместе с первыми негативно заряженными ионами дейтерия, которые имеют большую скорость.

Рабочим телом лазерного трансформатора, который изображён в сечении на Фиг. 1, является рубиновый цилиндр 1 , который имеет внутреннюю полость, то есть он имеет форму отрезка трубы большого диаметра. Полупрозрачное зеркало 2 и обычное зеркало 3 изготовлены в виде шайб так, чтобы внутренние диаметры этих зеркал совпадали с внутренним диаметром рубинового цилиндра. Внутренняя поверхность рубинового цилиндра имеет зеркальное покрытие 9. На внешней поверхности полупрозрачного зеркала смонтированы три фотоэлемента

4, которые равноудалены один от другого. Лазерный трансформатор оснащён двумя конусообразными призмами: подвижной призмой 6 и неподвижной призмой 5. В каждой из этих призм отражающие поверхности являются боковыми поверхностями усечённых конусов, на которые нанесено зеркальное покрытие. Отражающие поверхности выполнены под углом девяносто градусов одна к другой. Это сделано для того, чтобы изменить направление падающих на призму параллельных лучей на противоположное с некоторым смещением. При этом площадь, через которую проходят падающие лучи, больше площади, через которую проходят лучи отражённые, Фиг. 2. На этом рисунке, разрез по А- А, участки 10, условно ограниченные пунктирными отрезками, это тени, которые отбрасывают фотоэлементы 4. Точками, на Фиг. 2, обозначены лазерные лучи, которые идут к нам, а маленькими крестиками те, которые идут от нас. Такая оптическая схема позволяет использовать собирающую линзу 7, с отверстием, небольшого диаметра. При этом удельная мощность падающего на линзу лазерного излучения будет большой. Сквозь середину подвижной призмы 6, Фиг. 1 , проходит анод 11 , в следствии чего эта призма может двигаться вдоль анода вверх или вниз. На аноде также смонтирована собирающая линза 7. В аноде сделано отверстие 12 для подвода воды, которая будет проходить вдоль анода, три отводящие трубки 13, соединительные трубки 23 и попадать в трубы 15 прямоточного котла, где будет превращаться в пар и выходить сквозь кольцевую трубу пара 18 к турбогенератору 26, Фиг. 3, Фиг. 4. На этих чертежах также изображены корпус котла - реактора 14, пространство реакции вокруг фокуса линзы 16, фланец для крепления изолятора 19, керамический изолятор 20, катод 17, выпускной клапан 22, впускной клапан 21. Дадим описание блок - схемы установки термоядерного синтеза, Фиг. 5, и принципа её работы. На Фиг. 5 обозначены: котёл - реактор с лазерным трансформатором 24 (термоядерный реактор), градирня 29.

Установка работает следующим образом. Подключается аккумуляторная батарея 25, запускается вакуумный насос 32, который создаёт вакуум в котле - реакторе при открытом выпускном клапане 22, электролизный аппарат 31 , который разлагает смесь тяжёлой и обычной воды на кислород, дейтерий, протий и направляет протий с дейтерием в накопительный ресивер, водяной насос 30, который обеспечивает высокое давление воды для прокачки её сквозь анод, отводящие водяные трубки, трубки соединительные и трубки прямоточного котла. После этого подключают индуктор высоковольтный 27, блок управления 28. Из индуктора высоковольтного подаётся напряжение на катод 17, который оснащён разогревом. В следствии термоэлектронной эмиссии между катодом и анодом идёт ток слабой силы. Одновременно с этим начинают заряжаться конденсатор лампы накачки лазера и конденсатор высокого напряжения, соединённый с клеммами фотоэлементов. Конденсаторы на чертежах не обозначены. Катодная клемма фотоэлемента соединена с обкладкой конденсатора, которая заряжается негативным зарядом. Другая обкладка конденсатора соединена с анодной клеммой фотоэлемента и катодом 17, который имеет избыток электронов и через который идёт ток слабой силы. Обе обкладки конденсатора высокого напряжения имеют отрицательный заряд, но потенциал катодной клеммы фотоэлемента значительно больше потенциала анодной клеммы фотоэлемента и катода 17, чтобы под действием лазерного излучения фотоэлемент мог работать. После зарядки конденсаторов выпускной клапан 22 закрывается и открывается впускной клапан 21. Реактор заполняется смесью дейтерия и протия из накопительного ресивера, в которой на один атом дейтерия должно приходится приблизительно сорок пять атомов протия. Клапан 21 закрывается. При этом, под действием слабого разряда между катодом и анодом, смесь частично ионизируется и превращается в плазму. На поджигающий электрод лампы накачки лазера 8 подаётся напряжение и, в следствии вспышки лампы, происходит накачка рабочего тела лазера и мощный импульс лазерного излучения. После прохода через полупрозрачное зеркало часть излучения попадает на фотоэлементы, что вызывает разряд конденсатора высокого напряжения, при котором с катода 17 вылетает значительно больше электронов. Мощная эмиссия вызывает частое столкновение электронов с атомами дейтерия и протия что вызывает интенсивную ионизацию атомов, после чего негативно заряженные ионы дейтерия и протия начинают двигаться к аноду, как благодаря действию на них электронов, так благодаря действию на них электрического поля между катодом и анодом, приобретая при этом большую скорость, Фиг. 6 /ГАБОВИЧ М.Д. Физика и техника плазменных источников ионов. - М.: Атомиздат, 1972/. Поскольку негативно заряженные ионы протия, которые изображены незакрашенными кружками, Фиг. 6, значительно легче ионов Дейтерия, которые изображены закрашенными кружками, то они, под действием электронов и электрического поля, начинают двигаться к аноду значительно быстрее. В следствии этого происходит изотопное разделение негативно заряженных ионов водорода Фиг.7. На Фиг. 6 и Фиг. 7 маленькими чёрточками изображены электроны. Одновременно с этим, под действием большой силы тока, плазма стягивается в плазменный шнур.

Другая часть излучения, которая проходит между фотоэлементами, поочерёдно попадает на призмы 5 и 6, и выходит через линзу 7. Подвижная призма 6 должна быть, предварительно, расположена таким образом, путём перемещения её вдоль анода 1 1 , что бы первые лучи лазерного излучения попали в фокус линзы вместе с первыми негативно заряженными ионами дейтерия, имеющими большую скорость. В следствии взаимодействия части этих негативно заряженных ионов дейтерия с лазерным излучением, которое двигается им навстречу, эта часть ионов дейтерия изменяет направление своего движения на противоположное и сталкивается с основной массой ионов дейтерия, которая продолжает своё движение в потоке электронов в направлении анода. Происходит реакция термоядерного синтеза. Протий не принимает участия в реакции, но выполняет роль замедлителя реакции и теплоносителя, благодаря которому происходит нагрев трубок 15 в котле - реакторе. В данной реакции принимает участие небольшая часть атомов дейтерия, находящихся в котле - реакторе, в следствии чего процесс разгона негативно заряженных ионов дейтерия и облучения их лазерным излучением повторяется от нескольких десятков до нескольких сотен раз. После этого открывается выпускной клапан 22 и отработанная газовая смесь направляется в ресивер вакуумного насоса 32. После этого цикл повторяется. Фотоэлементы 4 необходимо разместить на зеркале 2 так, что бы отводящие водяные трубки 13 находились в тенях 10, которые отбрасывают фотоэлементы. УСТРОЙСТВО ОТКЛОНЯЮЩЕЕ.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ.

Данное изобретение относится к устройствам, обеспечивающим глобальную безопасность планеты Земля. Наша планета подвергается опасности столкновения с другими космическими объектами, например с метеоритами или астероидами, следствием которого могут стать значительные разрушения и гибель людей.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ. Для предупреждения об этой опасности существуют достаточно совершенные оптические и радиотелескопы. Человечество также обладает ракетами, как средствами доставки, системами управления и связи. Нерешённым остаётся вопрос о заряде, которым целесообразно эти ракеты оснащать. Заряд должен иметь небольшие размеры и массу, большую мощность в тротиловом эквиваленте и, по возможности, не быть слишком дорогим, поскольку для обеспечения глобальной безопасности планеты Земля таких зарядов понадобится большое количество. Использование в качестве заряда обычной атомной или водородной бомбы не целесообразно, поскольку, кроме значительного веса и большой стоимости данных зарядов, в следствии их использования образуется большое количество радиоактивных осколков, что, при использовании данного заряда недалеко от Земли, может стать причиной её загрязнения радиоактивными отходами. Кроме того, в случае неиспользования, атомные заряды достаточно трудно утилизировать.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

В основу изобретения поставлена задача создать заряд, который бы отвечал всем перечисленным требованиям. Данным зарядом будет водородная бомба, но без ядерной бомбы на основе урана или плутония в качестве первичного взрывного устройства. Техническим результатом данного изобретения станет создание устройства отклоняющего, которое будет представлять собой термоядерный заряд, оснащённый новым типом первичного взрывного устройства, в котором будет происходить процесс, отличный от процесса деления ядер. Технический результат достигается тем, что в качестве процесса, который инициирует термоядерную реакцию, использован процесс взаимодействия мощного импульса лазерного излучения, направленного от анода к катоду, с частью негативно заряженных ионов дейтерия, которые с большой скоростью двигаются от катода к аноду, под действием электронов искрового разряда и электрического поля.

ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Суть изобретения устройства отклоняющего в том, что в середине стального баллона находится, оснащённый одной конусообразной призмой, лазерный трансформатор, в середине внутренней полости рабочего тела которого находятся катод, анод, собирающая линза и дейтерий. Это позволило использовать искровой разряд как для образования и разгона негативно заряженных ионов дейтерия, вместе с электрическим полем, так и для накачки рабочего тела лазера, благодаря которой происходит мощный импульс лазерного излучения, термоядерная реакция, взрыв стального баллона и изменение траектории движения метеорита или астероида. Для увеличения мощности взрыва анод оснащается небольшим тонкостенным баллоном с дейтеритом лития шесть.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ.

Для того, чтобы подтвердить возможность создания устройства отклоняющего и его работоспособности, дадим описание устройства в статическом состоянии и принцип его работы. Сначала опишем оптическую схему устройства отклоняющего, которая состоит из пустотелого рубинового цилиндра в форме отрезка трубы 1 , устройства преломляющего 33, полупрозрачного зеркала в форме шайбы 2, обычного зеркала в форме шайбы 3, собирающей линзы 7 с отверстием. Изготовленное из стекла, устройство преломляющее представляет собой конусообразную призму, изготовленную как одно целое с пустотелым цилиндром. Два торца цилиндра выполняют роль опор, одна из которых упирается в дно баллона, а другая упирается в керамический изолятор 20. Поверхности 34 являются боковыми поверхностями усечённых конусов, расположенными под углом девяносто градусов одна к другой и покрытые зеркальным покрытием, Фиг. 8. Стрелками на Фиг. 8 изображены лучи, которые входят в призму, проходят сквозь неё и выходят из неё. На стеклянный цилиндр устройства преломляющего 33 надето полупрозрачное зеркало в форме шайбы 2, рубиновый цилиндр 1 обычное зеркало в форме шайбы 3. Эти детали смонтированы в середине толстостенного стального баллона 37, в дно которого предварительно вварен анод 1 1. В верхней части анода расположен тонкостенный баллон 36, заполненный дейтеритом лития шесть. На анод надета и закреплена собирающая линза 7, с отверстием. В верхней части баллона расположен керамический изолятор 20, с оснащённым разогревом катодом 17, который прижимается фланцем 38 с помощью болтового соединения. Внутреннее пространство 35 заполнено чистым дейтерием, Фиг. 9. Наружная поверхность рубинового цилиндра 1 имеет зеркальное напыление 9.

Устройство отклоняющее, которое смонтировано на ракете, которая оснащена системой наведения, индуктором высоковольтным, аккумулятором и конденсатором высокого напряжения, работает следующим образом. Начальное положение ракеты на околоземной орбите в режиме ожидания, при котором, благодаря солнечным батареям, происходит периодическая подзарядка аккумулятора. После получения команды и координат космического объекта, траекторию которого необходимо изменить, отсоединяются солнечные батареи, включается ракетный двигатель и индуктор высоковольтный, который осуществляет зарядку высоковольтного конденсатора. Одновременно происходит разогрев катода 17 и частичная ионизация дейтерия в пространстве 35, под действием слабого тока между катодом и анодом. За несколько долей секунды до столкновения ракеты с метеоритом или астероидом отрицательная клемма конденсатора высокого напряжения подсоединяется к катоду 17, в следствии чего во внутреннем пространстве 35 происходит очень мощный искровой разряд. Этот разряд ионизирует и разгоняет до большой скорости, вместе с электрическим полем, часть негативно заряженных ионов дейтерия и, одновременно с этим, осуществляет накачку рабочего тела лазера. В следствии мощной вспышки лазерного излучения в фокусе линзы собираются лазерные лучи, общая удельная мощность которых очень большая. При взаимодействии этих лучей с частью негативно заряженных ионов дейтерия, которые двигаются с большой скоростью в направлении анода, эта часть ионов дейтерия изменяет направление своего движения на противоположное и сталкивается с ионами дейтерия основной массы, которые направление своего движения не изменяют. Происходит реакция термоядерного синтеза между атомами дейтерия, в следствии которой выделяется такое количество энергии, что реакция термоядерного синтеза превращается в неуправляемый процесс. Результатом этого процесса становится разрушение стенок баллона 36, вступление в реакцию термоядерного синтеза дейтерита лития шесть, который в этом баллоне находился, разрушение корпуса баллона 37 и взрыв устройства отклоняющего. Происходящий взрыв изменяет траекторию движения метеорита или астероида. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ.

Принцип действия и устройство лазерного трансформатора, котла - реактора, термоядерного реактора, установки термоядерного синтеза, устройства отклоняющего а также суть способа термоядерного синтеза поясняются чертежами, на которых изображено:

на Фиг. 1 - разрез лазерного трансформатора вдоль анода;

на Фиг. 2 - разрез лазерного трансформатора по А- А;

на Фиг. 3 - разрез котла - реактора вдоль катода и анода;

на Фиг. 4 - разрез котла - реактора по В-В;

на Фиг. 5 - принципиальная блок - схема установки термоядерного

синтеза;

на Фиг. 6 - начало процесса искрового разряда (увеличено);

на Фиг. 7 - кульминация и результат процесса искрового разряда

(увеличено);

на Фиг. 8 - устройство преломляющее в разрезе;

на Фиг. 9 - устройство отклоняющее в разрезе.

Использование данного способа осуществления реакции термоядерного синтеза в термоядерном реакторе и устройстве отклоняющем даёт возможность удешевить электрическую энергию, сохранить окружающую среду и обеспечить глобальную безопасность планеты Земля.