энергии частиц Космоса

Область применения

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для увеличения длительности использования химических источников тока.

Уровень техники

Одним из источников электрического тока являются химические аккумуляторы.

Составной частью аккумулятора является носитель свободных электрических зарядов - электролит. Как известно, электролит - это жидкое, пастообразное или твердое вещество, в котором в заметной концентрации присутствуют ионы. Ионы являются условием прохождения в электролите электрического тока.

Принято считать, что электролиты обладают естественной способностью к электролитической диссоциации. Способность электролита к диссоциации и выделение вследствие этого носителей свободных электрических зарядов зависит от свойств использованного растворителя, температуры, давления и других факторов.

Известно устройство, в котором в качестве энергетического поля для создания свободных электрических зарядов и перемещения их в электролите используется поток частиц из Космоса - космических лучей, который сформирован в зоне размещения свободных электрических зарядов с помощью устройств - формирователей, создающих различную концентрацию свободных электрических зарядов в электролите (патент RU 2132589).

Известно также другое устройство бесперебойного электропитания. В нем поставленная задача решается тем, что источник бесперебойного электропитания на основе аккумуляторной батареи, согласно изобретению, дополнительно содержит по меньшей мере одну аккумуляторную батарею с образованием группы аккумуляторных батарей, к которым подключена нагрузка, основной блок управления и подключенную к нему группу коммутаторов, предназначенных для поочередного отключения от нагрузки одной из аккумуляторных батарей при ее разрядке с последующим повторным подключением к нагрузке отключенной аккумуляторной батареи после повышения концентрации свободных электрических зарядов в ней с помощью потока частиц поля космической среды.

В указанном устройстве предполагалось, что источник может содержать блок синхронизации, по меньшей мере одну дополнительную группу аккумуляторных батарей, к которым подсоединена нагрузка, и по меньшей мере один дополнительный блок управления с подключенной к нему дополнительной группой коммутаторов, к которым подключена нагрузка и дополнительная группа аккумуляторных батарей, при этом основной и дополнительный блоки управления подключены к блоку синхронизации (свидетельство на полезную модель N° 18019, зарегистрировано 10 мая 2001 г.).

Отличительная особенность предлагаемого в данной заявке способа целенаправленного непрерывного использования электричества, образуемого в химических источниках тока с помощью естественного потока частиц Космоса состоит в том, что он не предполагает использование дополнительных устройств (коммутаторов, блоков синхронизации либо иных средств управления).

Раскрытие изобретения

Сущность изобретения поясняется с помощью фигур 1/1 - 4/1.

На фиг. 1/1 показан химический источник тока в закрытой емкости, на которой: 1 - емкость с электролитом, 2 - измерительный прибор, 3 - носитель свободных электрических зарядов, 4 и 5 - электроды, 6 - направление вертикального потока частиц космоса.

На фиг. 2/1 представлен график изменения напряжения в источниках тока, на которой: U - ось, обозначающая уровень напряжения в источниках, t - время продолжительности измерений, 12 - сплошная линия, обозначающая динамику разрядки источника в открытом пространстве, 13 - пунктирная линия, обозначающая динамику разрядки источника, помещенного под укрытие,

На фиг. 3/1 показано положение плоского электролита относительно вертикального потока частиц космоса, на которой: 4 и 5 - проводники (электроды), 7 - вертикаль относительно горизонта, 8 - угол отклонения плоскости электрода от вертикали.

На фиг. 4/1 показан электрод произвольной формы, на которой: 5 - проводник (электрод) (вид сбоку), 6 - продольное сечение электрода, 7 - вертикаль относительно горизонта, 8 - угол отклонения плоскости поперечного сечения проводника от вертикали, 11 - плоскость поперечного сечения проводника.

В данном изобретении предлагаются способы использования той части энергии, которая образуется в химических источниках тока с помощью естественного потока частиц из Космоса.

Как известно, космические лучи - это поток элементарных частиц высоких энергий, приходящих на землю. Частицы, взаимодействуя с ядрами воздуха, образуют вторичное излучение, в состав которого входят практически все известные элементарные частицы (Большой энциклопедический словарь. Физика. М., 1998, С. 313).

При движении к поверхности Земли элементарные частицы (первичные и вторичные) из космоса воздействуют на атомы и молекулы в веществах, встречающихся на их пути, в том числе в носителе свободных электрических зарядов (электролите) и проводниках, образуя положительно и отрицательно заряженные частицы (ионы) и перемещая их в носителе так, что положительно и отрицательно заряженные частицы концентрируются у разных электродов. Как известно, свободные электрические заряды в электролитах образуются ввиду повышенной (по сравнению с другими веществами) способности носителя к диссоциации (Физический энциклопедический словарь, М., 1983. С. 877).

Наряду с этим в химическом аккумуляторе носители свободных электрических зарядов (а, следовательно, часть электрического тока) образуются также вследствие воздействия на электролит элементарных частиц из Космоса.

Такой вывод подтверждается экспериментами.

Один из них заключается в следующем. В емкость с твердым носителем 3 свободных электрических зарядов помещают по меньшей мере два проводника 4 и 5. Наружу выводятся провода для подключения измерительного прибора 2. Проводники не обязательно являются галь- ванической парой.

Поведение описанной системы характеризуется следующими свойствами. Если к проводникам 4, 5, изготовленным в виде пластин, подсоединить измерительный прибор, то он зафиксирует появление в цепи электрического тока. При расположении емкости носителя свободных электрических зарядов 3 (фиг. 1/1) таким образом, что проводники 4, 5 параллельны вертикальному потоку частиц поля космической среды, электрический ток в цепи стабилизируется на определенном уровне. Если пластины проводников расположить горизонтально, то есть так, чтобы их плоскости были перпендикулярными вертикальному потоку частиц из Космоса, в цепи возрастает сила и напряжение электрического тока. При переворачивании пластин на 180° (когда верхняя пластина оказывается внизу, а нижняя - вверху), направление тока в цепи меняется на противоположное. Если пластины вернуть в исходное положение, то есть расположить их параллельно вертикальному потоку частиц поля космической среды, то напряжение и сила тока заметно снижаются. Изменение направления тока, а также его силы при изменении положения аккумулятора свидетельствует о том, что дополнительный ток в системе образуется вследствие воздействия на аккумулятор частиц из Космоса.

Предположение о том, что в данных экспериментах источником электрического тока является солнечный свет, исключается, поскольку опыты проводились в закрытом помещении (чаще всего вечерами и даже без освещения). Воздействие электробытовых приборов также исключено, поскольку часть опытов ставилось за городом, где в радиусе свыше 1 км не было ни одного электроприбора. Чтобы исключить предположение о том, что количество свободных электрических зарядов изменяется вследствие химической реакции между носителем свободных электрических зарядов и проводниками 4, 5, в одном из приборов установлены пластины из нержавеющей стали, причем концы пластин выведены наружу так, что медные контакты измерительных приборов вообще не соприкасались с носителем 3 свободных электрических зарядов - с электролитом.

Второй эксперимент состоял в следующем. Ставилась задача выяснить, влияет ли энергия частиц из Космоса на функционирование широко применяемых батареек. Для этого использованы батарейки «Panasonic» и «Duracell». На открытом пространстве были размещены по одному комплекту батареек «Panasonic» и «Duracell», по 3 штуки в комплекте, соединенных последовательно. Такие же комплекты были размещены под бетонным укрытием (в оконном проеме многоэтажного дома). Клеммы батареек были замкнуты. Через каждый 1 час производились измерения тока. Оказалось, что в комплектах батареек, помещенных под бетонным укрытием, напряжение снижается существенно быстрее по сравнению с теми батарейками, что расположены на открытом пространстве. Отсюда можно сделать вывод, что открытые батарейки в большей степени подпитываются 10 000617

6

энергией частиц из Космоса по сравнению с элементами под укрытием (последние тоже не полностью изолированы от частиц из Космоса).

Гипотеза о том, что зарядка аккумулятора производится именно с помощью частиц поля космической среды (а не только посредством химической реакции в источнике), проверена и еще одним способом.

Для этого использован аккумулятор из двух стальных пластин (пищевая нержавеющая сталь) и носитель - спиртовой раствор поваренной соли, помещенных в плотно закрытый сосуд.

Аккумулятор испытывался в условиях частичной изоляции от вертикального потока частиц поля космической среды, для чего он располагался под бетонную плиту (в проеме окна). Тем самым воздействие на него энергии вертикального потока частиц Космоса ограничивается. Процедура проверки состоит в том, что к аккумулятору на одинаковые промежутки времени (1 мин.) подключается одна и та же нагрузка (лампочка 1 в), а затем на 1 мин. лампочка отключается и аккумулятор подзаряжается. Поскольку подключение и отключение системы, а также фиксация данных мультиметра осуществляется «вручную», то результаты каждого отдельного измерения несколько разнятся между собой. Истинную картину дают средние показатели. Они таковы: аккумулятор, помещенный под бетонную плиту, после подключения нагрузки разряжается до U = 0.4 mV, а затем в результате самозарядки (под плитой) напряжение поднимается в среднем до 5.3 mV.

Вторая серия измерений проведена с тем же аккумулятором, выставленным наружу из-под плиты, в связи с чем на него воздействует весь (в том числе, и вертикальный) поток частиц поля космической среды. В этом случае напряжение в нем после нескольких подключений (каждое - в течение 1 мин.) к нагрузке понижается в среднем до 0, 925 mV, а после зарядки (в результате отключения нагрузки) поднимается до 14,5 mV.

Таким образом, разница параметров напряжения показывает, что в результате частичной изоляции аккумулятора от потока частиц из Космоса происходит более быстрое снижение напряжения в сети и более медленное его восстановление. И наоборот, воздействие на аккумулятор всего потока частиц (идущих по вертикали и с боковых направлений) Космоса ведет к его более полной и быстрой подзарядке.

Поток частиц поля космической среды оказывает на свободные электрические заряды в носителе 3 одновременно двоякое действие.

Во-первых, поток частиц поля космической среды взаимодействует с молекулами и атомами носителя 3 (фиг. 1/1, 3/1, 4/1) свободных электрических зарядов, а также с молекулами и атомами проводников и корпуса емкости, в которую помещены носитель 3 и проводники 4, 5, что приводит к образованию дополнительного количества (по сравнению с количеством, возникшим при изготовлении электролита или оставшимся после его разрядки) свободных электрических зарядов в данном носителе 3 (как, впрочем, и в проводниках, и в корпусе емкости).

Способность элементарных частиц, прилетающих из Космоса, ионизировать вещество (и образовывать положительные и отрицательные заряды), с которым они взаимодействуют, общеизвестна. Прежде всего, следует отметить, что сами элементарные частицы были обнаружены по явлению ионизации воздуха, которую они производят, проходя к Земле из Космоса. Они проникают не только через слой атмосферы (многократно взаимодействуя с молекулами воздуха и образуя каскад вторичных космических лучей), но и сквозь слой Земли, что дает возможность наблюдать их в подземных шахтах. Естественно, вследствие воздействия космических лучей (в том числе и вторичных) на носитель свободных электрических зарядов - электролит в нем образуется дополнительное количество положительных и отрицательных ионов - носителей свободных электрических зарядов (Большой энциклопедический словарь. Физика. М., 1998. С. 313, 314; Большая энциклопедия. В 62 т. Т. 23. Т. 487-488). Во-вторых, он перемешает свободные электрические заряды из одной части носителя 3 в другую, обеспечивая их неравномерную концентрацию в разных частях носителя 3 в зоне расположения проводников 4 и 5 (фиг. 1/1).

Способность частиц Космоса (космических лучей) перемещать свободные электрические заряды в электролите явствует из того факта, что первичные космические лучи при прохождении через слой атмосферы продвигают к поверхности Земли каскад элементарных частиц почти всего спектра (Большой энциклопедический словарь. Физика. М., 1998. С. 313). Такая способность элементарных частиц (составляющих первичные и каскадные космические лучи) обусловлена тем, что они обладают бесконечным потенциалом и бесконечной потенциальной энергией (Большая энциклопедия. В 62 т. Т. 60. С. 323).

Как уже отмечено выше, перемещение свободных электрических зарядов подтверждается в опыте с устройством, состоящем из металлических пластин и электролита (спиртовой раствор поваренной соли), помещенных в плотно закрытый сосуд. При размещении устройства таким образом, что пластины параллельны горизонту Земли и одна из них находится в верхнем положении, в цепи идет ток определенного знака (например, минус). При переворачивании устройства (без отключения измерительного прибора) таким образом, что в верхнем положении находится другая пластина, направление тока меняется на противоположное. Опыт повторялся неоднократно с одним и тем же результатом.

Для того чтобы исключить предположение о том, что изменение направления тока вызвано не воздействием потока частиц поля космической среды, а разными свойствами материалов, из которых изготовлены пластины, было использовано устройство, в котором вмонтированы две пластины из нержавеющей стали (химически слабоактивной по отношению к соли). В этом случае направление электрического тока также изменяется на противоположное при перемене пластин местами из верхнего в нижнее положение.

Отсюда можно сделать вывод, что химические источники тока в процессе их использования подзаряжаются и пополняют свою энергию по мере ее использования потребляющим устройством вследствие не только внутренней электролитической диссоциации, но и за счет энергии частиц из Космоса.

Какова доля тока, дополнительно образуемого в данном химическом источнике ввиду его способности к электролитической диссоциации, а какая доля тока образуется под воздействием частиц из Космоса, зависит от свойств электролита и проводников, от их геометрических размеров, от способов соединения химических источников в батареи, а возможно и от других факторов.

Поведение химического источника тока в открытом пространстве и источника, частично закрытого от лучей Космоса, можно представить следующим графиком (см. фиг. 2/1).

На этом графике показано соотношение динамики напряжения химических источников тока, расположенных в открытом пространстве, и источников, закрытых от лучей из Космоса, при замкнутых проводниках. На оси Р отражены показатели тока, на оси t - время, когда проводятся измерения. Динамика показателей открытого источника отражена непрерывной линией 12, закрытого - пунктирной линией 13.

Из графика (на фиг. 2/1) видно, что напряжение в источниках, частично изолированных от частиц из Космоса бетонным укрытием, снижается существенно быстрее (пунктирная линия) по сравнению с открытыми источниками (непрерывная линия). Разница в напряжении источников образуется за счет воздействия частиц из Космоса на электролит в открытом химическом источнике. Если к источнику подключить устройство, в котором мощность тока (обозначим ее символом I) потребления составляет не более Im - In = Ii, то источник будет питать это устройство за счет тока, образуемого в носителе свободных электрических зарядов потоком частиц из Космоса. Ток в цепи не опускается ниже определенного уровня, поскольку непрерывно пополняется под воздействием частиц из Космоса.

Этот процесс продолжится до тех пор, пока сохраняется неизменной электролитическая постоянная носителя свободных электрических зарядов. С понижением уровня электролитической постоянной будет снижаться ток, образуемый потоком частиц из Космоса. По мере того, как свойства электролита ухудшаются и его электролитическая постоянная снижается, ток, образуемый частицами Космоса, уменьшается.

Если в конструкции химического источника имеется по меньшей мере один плоский электрод (см. 4 и 5 на фиг. 1/1, 3/1), то мощность источника может быть изменена путем расположения плоского электрода под углом не более 90° к вертикали (относительно плоскости горизонта) (см. 8 на фиг. 3/1). По мере увеличения угла отклонения относительно вертикали площадь воздействия вертикального потока частиц Космоса на электролит возрастает.

В химическом источнике тока по меньшей мере один электрод может иметь форму изогнутой плоскости, как показано, например, на фиг. Ул, либо иную произвольную форму. В такой изогнутой плоскости можно выделить плоскость поперечного сечения (см. 8 на фиг. 4/1). Для повышения эффективности воздействия вертикального потока частиц на плоскость электрода (и носителя свободных электрических зарядов) его плоскость продольного сечения располагается таким образом, чтобы плоскость продольного сечения по меньшей мере одного электрода (и носителя) имела угол отклонения плоскостей электродов от вертикали составлял не более 90° (см. 8 на фиг. 4/1). По мере увеличения угла отклонения относительно вертикали площадь воздействия вертикального потока частиц возрастает.

Естественно, результативность воздействия со стороны частиц Космоса на электролит возрастает, если увеличить площадь электродов (4 и 5 на фиг. 1/1, 3/1, 4/1), между которыми находится носитель СЭЗ.

Если мощности, производимой частицами Космоса в данном химическом источнике тока, недостаточно для того, чтобы непрерывно использовать данное потребляющее устройство, мощность источника можно увеличить путем хорошо известных последовательного или параллельного присоединения других химических источников. Следует еще раз подчеркнуть, что потребляемая мощность должна находиться в пределах мощности, производимой данной батареей химических источников тока за счет частиц из Космоса. Лишь в таком случае непрерывная работоспособность батареи сохранится на весь период, пока электролит сохраняет свои первоначальные свойства.

Осуществление изобретения

При осуществлении описанного способа целенаправленного непрерывного использования энергии частиц из Космоса следует учитывать, что ток, производимый данным химическим источником, зависит от ряда факторов (примененный в нем электролит, температура и др.). Наблюдения показывают, что он равен примерно 10-30 % номинальной мощности аккумулятора.

Потому мощность Ii, производимая данным химическим источником тока с помощью частиц из Космоса, не должна превышать мощность потребляющего устройства, которое предполагается использовать. При этом условии данный химический источник тока может использоваться существенно дольше периода, указанного в его технической документации.