термоядерный реактор

изобретение принадлежит к отрасли общей физики и найдет применение в электроэнергетике.

на фиг. 1 схематически изображен известный термоядерный реактор [1]. он содержит вакуумную камеру 7 в форме псевдосферы, на которой размещены параллельно соединенные катушки электромагнитов-зеркал 2 и 3 в форме полупсевдосфер из право- и левовинтовой намотками; между электромагнитами-зеркалами упорядочено, по право- и левовинтовой траекториях 4 и 5, двигаются инжектованые через инжектор 6 заряженные частицы-ядра; последовательно соединенные сопротивление нагрузки 7 и источник электродвижущей силы (э.д.с.) 8 включены параллельно катушкам электромагнитов-зеркал 2 и 3.

источник тока, составленный из сопротивления нагрузка 7 и э.д.с. 8, вместе с катушками 2 и 3 создают в вакуумной камере 1 резонансные электромагниты-зеркала. инжектованые через инжектор 6 заряженные частицы-ядра упорядочено двигаются между этими электромагнитами- зеркалами по право- и левовинтовой траекториях 4 и 5 со скоростью V . скорость V имеет перпендикулярные (F ₁ ) и параллельные (^) составляющие по отношению к оси траекторий 4 и 5. в точках пересечения траекторий 4 и 5 составляющие V ₁ этих траекторий совпадают по направлению, а составляющие V ₁ - противоположно направленные (как и шаги право- и левовинтовых линий [2, стр. 510]).

при этом, энергия инжектованых заряженных частиц-ядер (W) определяется величиной где т - масса инжектованых заряженных частиц-ядер, W ₁ — энергия этих частиц-ядер, связанная со скоростью V ₁ , ±W^ - энергия этих частиц-ядер, связанная со скоростью V ₁₁ . расчеты свидетельствуют, что именно энергия ±W _V которая может составлять всего лишь доли процента от энергии W ₁ , является достаточной для разогрева частиц-ядер до температуры синтеза в точках пересечения траекторий 4 и 5; при этом в этих точках обеспечиваются также необходимые согласно критерия лоусона [3, стр. 696], плотность заряженных частиц ядер, время их удержания и объем. траектории 4 и 5 создают заряженные частицы-ядра с одинаковыми массами; поэтому, в термоядерном реакторе реализуются реакции синтеза только с ядрами одинаковой массы; например, реакция синтеза ядер дейтерия

² H + ² H = ³ _{ H + p + 3,26 мэв

[3, стор. 694-695]. энергия синтеза аккумулируется на траекториях 4 и 5 и через электромагнитную индукцию передается резонансным электромагнитам-зеркалам 2, 3 и выделяется через них на сопротивлении нагрузки 7 в форме электроэнергии.

основным недостатком известного термоядерного реактора является последовательное соединение сопротивления нагрузки 7 и э.д.с. 8, что осложняет выведение термоядерного реактора в сверхкритический режим - режим позитивного выхода энергии синтеза. действительно, сопротивление нагрузки 7, источник э.д.с. 8 и параллельно соединенные катушки 2 и 3 с электромагнитно связанными траекториями 4 и 5 составляют последовательный электрический

контур, в котором имеем функционально не разделенные вход - расход электроэнергии источника э.д.с. 8 в поддержку тока через резонансное сопротивление (R ₀ ) катушек 2, 3 и сопротивление нагрузки 7 (R _я ) и выход - генерацию электроэнергии от синтеза ядер на траекториях 4 и 5, которая тратится на ту же поддержку. это иллюстрируется на эквивалентной схеме фиг. 2 и формализируется зависимостью

^ = / _н (R ₀ +R _н )-ρ/ _r (R ₀ +R _н )= (R ₀ +R _н )(/ _и -ρ/ _r ), (2) где ε - э.д.с. 8, I _n - ток от действия э.д.с. ε , I _г - ток от действия энергии синтеза (ток генерации), Q - количественный коэффициент, который определяет соотношение между токами I _n и / _r . зависимость (2) позволяет рассматривать три возможные режимы работы известного термоядерного реактора:

1) I _H >QI _T - подкритический режим (расход энергии э.д.с. ε больше генерируемой);

2) T _n = QI _г - критический режим (расход энергии э.д.с. ε равный генерируемой);

3) ϊ _п <QI _т - сверхкритический режим (расход энергии э.д.с. ε меньше генерируемой). но, поскольку критический режим вносит неопределенность в зависимость (2) из-за равенства нулю разницы (/ _н -Qϊ _г ), то ни он, ни, тем более, сверхкритический режим у известного термоядерного реактора невозможны; возможен только подкритический режим, который для практики является неприемлемым, поскольку не позволяет получить позитивный выход энергии синтеза.

от описанного недостатка свободный термоядерный реактор, который предлагается изобретением.

в основу изобретения положена задача усовершенствовать известный термоядерный реактор новым выполнением соединения источника э.д.с, который питает резонансные электромагниты-зеркала, и новым выполнением соединения сопротивления нагрузки, в котором утилизируется энергия синтеза в форме электроэнергии.

положенная задача решается тем, что термоядерный реактор, который содержит вакуумную камеру в форме псевдосферы с размещенными на ней параллельно соединенными катушками электромагнитов-зеркал в форме полупсевдосфер из право- и левовинтовой намотками; упорядоченное движение по право- и левовинтовой траекториях заряженных частиц-ядер, инжектованы в вакуумную камеру через инжектор; последовательно соединенные источник э.д.с. и сопротивление нагрузки, которые включены параллельно катушкам электромагнитов-зеркал, согласно изобретению имеют последовательное соединение источника э.д.с. с катушками электромагнитов-зеркал, а сопротивление нагрузки параллельное соединение с одной из катушек.

на фиг. 3 схематически изображен термоядерный реактор, который заявляется; фиг. 4-7 иллюстрируют описание работы термоядерного реактора. фиг. 4 иллюстрирует эквивалентную схему термоядерного реактора; фиг. 5, 6 - схемы экспериментальных исследований электромагнитной модели термоядерного реактора и результаты этих исследований; фиг. 7 - один из результатов экспериментальных исследований электромагнитной модели термоядерного реактора.

рассмотрим работу термоядерного реактора. под действием э.д.с. 8 (ε ) в последовательно соединенных с ней катушках 2 и 3 из право- и левовинтовой намотками текут токи 7 _Hп и / _нл соответственно (фиг. 4); при этом через сопротивление нагрузки 7 (R ₁₁ )

течет разница названных токов, то есть (/ _нп -/ _нл ). в свою очередь, энергия синтеза, которая аккумулируется траекториями заряженных частиц-ядер (токами) 4 и 5, генерирует через электромагнитную индукцию в катушках 2 и 3 токи Qϊ _m и QI _гл , разница которых (QI _ш - QI _гл ) также течет через сопротивление нагрузки 7 (R _n ). это иллюстрируется на фиг. 4 и формализируется зависимостью

* = (L -Lh-feL -QLh = к[(L -QL)-(L -QL)I (3)

пары токов I _11n , / _нл и Ql _m , O/ _rл разнесены в пространстве (как и катушки 2 и 3, по которых они текут) и, как следствие, во времени (соответственно с основами специальной теории относительности эйнштейна [4]). поэтому, разница разнесенных во времени (неодновременных токов) не может быть равной нулю (неодновременные токи не суммируются), что является существенным отличием зависимостей (2) и (3). это отличие, собственно, и исключает условие для существования критического режима работы заявленного термоядерного реактора и тем самым не запрещает реализацию сверхкритического режима - режима позитивного выхода энергии синтеза. согласно (3), этот режим реализуется при неравенстве

(L-L) < Q(L-L)- таким образом, заявленный термоядерный реактор свободен от основного недостатка известного.

учитывая, что действующего термоядерного реактора не существует, дальше описываются некоторые результаты исследований электромагнитной модели термоядерного реактора и расчетов, которые свидетельствуют о промышленной пригодности изобретения.

в первую очередь следует отметить, что в термоядерном реакторе фиг. 3, как и в известного фиг. 1, работает пространственная форма - форма псевдосферы, на поверхности которой выполняются свойства

плоскости геометрии лобачевского, - геометрии, которая является альтернативной привычной для нас геометрии евклида [5]. на основе известных уравнений φ дr = αcos^ + αlntg— ,

y = asiпφ, которые описывают трактрису - образующую псевдосферы [2, стр. 822- 829], изготовлен шаблон в форме псевдосферы из я = 0,1м, ограниченный по оси х также на величину X ₁ = а = 0,1 м. при помощи шаблона намотаны катушки 2 и 3; они имеют по 375 витков провода пэлшO-0,23. измерения по схеме фиг. 5а при сопротивлении нагрузки 7 ^ = 51 ком засвидетельствовали: а) резонанс на частоте f ₀ - 317 кгц (λ = 946 м), который фиксировался вольтметром V ₁ ; б) стоячую волну — = ±0,07 м, которая фиксировалась

вольтметром V ₂ при перемещении 3-виткoвoгo зонда по оси х в полости модели (фиг. 56).

а 1

стоячая волна — = ±0,07 м является замедленной волной (квантом)

волны λ = 946 м с коэффициентом замедления (квантования) λ

аλ 0,14 ^W то есть, с коэффициентом замедления в тысячи раз больше, чем в известных замедляющих системах [6, стр. 370-413]. именно эта стоячая волна несет в себе функции резонансных электромагнитов-зеркал, поскольку поле B _x имеет два максимума и между ними минимум, что является необходимым для термоядерного реактора открытого типа с магнитными зеркалами (пробками) [7, стор. 397]. в свою очередь, для электромагнитных полей волны δλ, траектории заряженных частиц-ядер

4 и 5 являются двуспиральной замедляющей системой со встречно намотанными спиралями [6, стр. 405], которая также характеризуется коэффициентом замедления (квантования)

п = — г, (5)

δλ где δλ - замедленая волна (квант) волны δλ. при этом, учитывая, что элементами замедления (квантования) являются не только собственно траектории 4 и 5, но и их структурные составляющие - заряженные волны- частицы-ядра с диаметром порядка 10 ^"1 м - величина п* имеет порядок 10 ¹⁰ и больше, в чем убеждает пример с экспериментальной моделью

- A^, 0,14 ₁₀ »

в итоге, на основе (4) и (5) имеем зависимость λ = «δλ = «и*δλ (б) которая свидетельствует о синхронизации электромагнитных полей волны управления λ и волны заряженных частиц-ядер δλ ^* , а также о аккумуляции энергии синтеза через волны δλ ^* и δλ волной λ. кроме этого, зависимость (6) удостоверяет взаимосвязь "медленно" (λ=cT) и "быстро" (δλ=cδT и δλ ^* = сδт*) переменных электромагнитных полей, существование которых является теоретическим условием реализации электромагнитов-зеркал для заряженных частиц-ядер [7, стр. 393-398]. зависимость (6) подтверждается следующим. существенно, что резонансные электромагниты-зеркала фиг. 56 формируются криволинейными электромагнитными полями B _n и B _n катушек 2 и 3, которые экспериментально зафиксированы магнитным зондом из вольтметром V и иллюстрируются на фиг. 6а, где показано криволинейное движения магнитного зонда вдоль образующей псевдосферы и поля, B _n и B _n - результат этого криволинейного

движения, а на фиг. 66 - параллельные B ₁ и перпендикулярные B ₁ составляющие полей B _n и B _n , которые фиксируются при прямолинейном перемещении магнитного зонда параллельно и перпендикулярно оси катушек 2 и 3. важность этого экспериментального факта состоит в том что инжекция заряженных частиц-ядер в вакуумную камеру 1 через инжектор 6 может осуществляться под углом осо = 90° к полю B ₁ . при этом, угол зеркального отражения φ ₀ будет также равный 90 ^o (φ ₀ ^=: 90 ^o ), поскольку в точках отражения заряженных частиц-ядер осуществляется переход из право- на левовинтовую траекторию (либо наоборот), при котором изменяется знак кручения траекторий, что ведет до сшющения траекторий 4 и 5 в этих точках [2, стр. 529-531]. последнее математически доведено также для перехода винтовой линии (траектории) через ребро (главную параллель) псевдосферы [5, стр. 58]. в итоге имеем равенство siпссо = siпφо которое подчиняет процесс движения заряженных частиц-ядер между резонансными электромагнитами-зеркалами известному основному закону зеркального отражения электромагнитных волн (света), а его следствие - принцип обратимости - гарантирует периодическое возвращение заряженных частиц-ядер в ту же точку, из которой они начали движение (действует дуализм частица-волна) [3, стр. 419-420]

с магнитным полем стоячей волны — фиг. 56 коррелируют,

соответственно из (6), электрические поля резонансных кривых фиг. 7, где кривая U _n определяет изменение напряжения на сопротивлении 7 (R _n ) при последовательном включении э.д.с. 8 с катушками 2, 3 (она упоминалась при комментировании фиг. 5а) и характеризует термоядерный реактор фиг. 3; а кривая u _и ^" - при параллельном

включении э.д.с. 8 и сопротивления 7 с катушками 2, 3 и характеризует известный термоядерный реактор фиг. 1. обе кривые сняты при R _n = 51 ком. экспериментально установлено, что где L = I l мгн - индуктивность катушки в форме полупсевдосферы C = - = = 5 см « 5 пф - геометрическая емкость катушки в форме

полупсевдосферы; при этом характеристическое (волновое) сопротивление резонансного контура кривая U _н является классической за формою, а кривая U _n - фактически повторяет форму фазовой характеристики параллельного контура [8, стр. 529]. но, согласно классических положений, при равенстве Zo - R _n , резонансные кривые u _н ^' и u _н ^" должны выродиться в прямые, поскольку при этом равенстве добротность нагруженного контура Q _н близко к единице (Q _н « 1). этого не демонстрирует фиг. 7, а связано это противоречие с тем, что классические соотношения величин Z ₀ , R _n и Q _н касаются закрытого резонансного контура [8, стр. 510-532], к которому не принадлежит резонансный контур термоядерного реактора фиг. 3 (и фиг. 1). последний является открытым резонансным контуром, он взаимодействует с электромагнитным полем окружающей среды (земли); это обосновано в [9]. именно за счет энергии внешнего поля добротность резонанса U _н определяется, согласно фиг. 7, величиной

O _u = -^ f- = — 317 « 7 (теоретически O _н = 8).

^" 2δ/ 45 ^{V H} * ^J

за счет энергии того же внешнего поля резонансная кривая U _n состоит из двух резонансов: последовательного в точке / _/ и параллельного в точке TS, разница между которыми 2δ/paвняeтcя, согласно фиг. 7, также

45 кгц. учитывая, что в термоядерном реакторе фиг. 3 кривая U _я ^" существует фактически за счет тока через сопротивление 7 от действия е.р.с. 8, равенство полос пропускания 2δ/= 45 кгц кривых u _н ^' и U _н свидетельствует о неотвратимости передачи мощности от действия э.д.с. 8 на сопротивление нагрузки 7 с коэффициентом полезного действия

(кпд) близким к единице (кпд « 1); и даже, с превышением единицы, за счет энергии упоминавшегося внешнего электромагнитного поля. это превышение уже не есть новостью как в теории, так и практике [10] и подтверждено экспериментально на модели термоядерного реактора фиг. 3. в итоге этих экспериментальных фактов имеем подтверждение зависимости (6) в части равенства λ = пAл(= 6.8 • 10 ³ • 0.14м = 946м)

далее. синтез двух заряженных частиц-ядер будем рассматривать как возбуждение квазимолекулы из этих частиц-ядер, энергия которой при этом возбуждении изменяется на величину AW*. тогда, согласно известных зависимостей [11 стр. 398], имеем где AWl _ъ - изменение энергии оборотного движения квазимолекулы как целого, AW ^* _0л - изменение энергии колебательного движения квазимолекулы вокруг ее уравновешенного положения, δиς ^* _б . _кoл - изменение энергии оборотно-колебательного движения квазимолекулы, AWl ₁₁ ~~ изменение внутренней энергии заряженных частиц-ядер квазимолекулы. именно через величины (7) имеем подтверждения и второй части зависимости (6) - аλ = п AX{= 1,4 • 10 ¹² λ0- ^ϊъ м = 0д4л#) ; или в целом λ = паλ = пп AX{= 6,8 • 10 ³ • 1,4 • 10 ¹² • 10 ^'13 Jи = 946м) .

таким образом, изложенные некоторые теоретико- экспериментальные результаты исследований электромагнитной модели термоядерного реактора, дополнительно свидетельствуют о работоспособности и промышленной пригодности заявленного изобретения.

литература

1. крюк в.г. "термоядерный реактор". патент UA Ne 76788, бюл. N° 9, 2006.

2. выгодский м.я. "справочник по высшей математике" M. "наука", 1963.

3. кузьмичев в.е. "законы и формулы физики", киев "наукова думка", 1989.

4. жуков а.н. "введение в теорию относительности". M. госиздат, 1961. 5. кадомцев сб. "геометрия лобачевского и физика". M. "знание", 1984.

6. лебедев и.в. "техника и приборы свч", том I, M. "высшая школа", 1970.

7. сивухин д.в. "общий курс физики", том II, M. "наука", 1977. 8. кутушев A.M., голубева н.с. "основы радиоэлектроники". M.

"энергия", 1969. 9. крюк в.г. "электродинамический космический двигатель-аппарат".

патент UA N° 76876, бюл. M> 9, 2006.

ю.федоткин и.M., боровский в.в. "избыточная энергия и физический вакуум". винница, "пресс-реал", 2004.

11. яворский б. M., детлаф а.а. "справочник по физике" M. "наука", 1980.