Русская Тороидальная Матрешка - двигатель нового типа на теплом синтезе легких ядер.

Стендовый доклад на конференции Science&Future, Москва, 13-16 апреля 2004 г.

Горелик Иван Юрьевич,

Мировые Энергетика, Транспорт, алмазы будут Ваши, если Природа будет благосклонна к моим последним изобретениям, и если Вы поможете мне реализовать эту идею.

Недавно мной было найдено несколько оригинальных решений, как получить высокое давление, и как при этом сохранить прочность материалов. Эти решения позволяют построить установку, названную объединяющим термином "Русская Тороидальная Матрёшка". Она представляет собой:

1. Двигатель нового типа на теплом синтезе легких ядер;

2. Агрегат для проведения химических реакций, превращений фазового состояния и кристаллической модификации вещества, к примеру, для получения искусственных алмазов;

3. Генератор, превращающий тепловую энергию, выделяющуюся при ядерном синтезе, напрямую в электрическую.

Установки могут иметь разную мощность: от 5 кВт до десятков ГВт. Автомобильные установки имеют мощность порядка 100 кВт. Владелец автомобиля бак не заправляет, - "топлива в баке" хватит на несколько лет. Остановка и запуск двигателя, вероятно, будут слишком энергоемкими, и могут привести к его порче при сбросе высокого давления. Поэтому автомобиль продается с включенным двигателем и в процессе работы не выключается. На стоянках и в гаражах оборудуются розетки отбора электроэнергии от двигателя автомобиля. Владелец автомобиля получает доход за пополнение электросети города энергией.

В идеальном случае ядерный двигатель бесшумный и экологически чистый, т.к. работает на дейтерии, содержащемся в обычной воде. Выхлопной трубы у автомобиля нет. КПД двигателя, вероятно, будет не слишком высоким, порядка 20%, хотя если третий пункт (ядерно-электрический генератор) удастся реализовать, то КПД будет достаточно высок. Тепловые потери, уходят в окружающую среду через водяной или масляный радиатор, примерно также как в обычном автомобиле.

Проверка изобретения может быть выполнена в течении 6 месяцев. В случае положительных результатов с установками большой мощности, Русская Тороидальная Матрешка может занять главенствующую позицию в Энергетике. В случае положительных результатов для установок мощностью порядка 100 кВт, они займут главенствующую роль в Транспорте. В случае положительных результатов для компактных установок полезной мощностью порядка 5-10 кВт, они "войдут" в частные дома и квартиры. Полезная мощность потребляется в виде электроэнергии, и в конечном итоге согревает дом. Тепловая энергия, выделяемая в радиаторе самой установки, тоже идет на обогрев дома. То есть, в зимнее время КПД домашних установок равен 100%. В летнее время избыток электроэнергии и тепло может пойти на обогрев теплиц или почвы грядок.

Через 10-20 лет воздух в городах будет чист, поскольку у машин не будут выхлопных труб, поскольку не будет дымящих ТЕЦ. Газовые плиты на кухнях будут заменены электрическими. Газопроводы и линии электропередач будут демонтированы и утилизированы. Угольные шахты закрыты. Большинство нефтяных и газовых скважин тоже будет закрыто. Это будет через 10-20 лет, но считая не с сегодняшнего дня, а с того дня, когда люди поймут, что проект "Русская Тороидальная Матрешка" реален.

На рисунке выше показано, что спрятано под капотом автомобиля будущего. Вместо привычного нам двигателя внутреннего сгорания, на машине установлены две матрешки.

А вот так может выглядеть кухня и балкон в квартире будущего.

Энергетическая установка стоит на балконе. Электрическая энергия, выделяемая в ней, питает всё домашнее оборудование. А, значит, мы можем отключиться от электроснабжения и газоснабжения. Вода или масло из системы охлаждения установки циркулирует по отопительным батареям. А, значит, мы можем отключиться и от централизованного отопления. В ночное время, и в периоды малого потребления электроэнергии, в большом резервном баке прогревается вода, следовательно, мы можем отключиться и от централизованной подачи горячей воды.

Ниже показан примерный схематический вид главной детали Русской Тороидальной Матрешки (РТМ). В основу её работы положено две главные идеи: 1) создание высокого давления с помощью вращающейся гравитепловой катушки; 2) увеличение прочности, осуществляемое по принципу матрешки. При этом создаваемое давление может достигать1000ГПа, или десять миллионов атмосфер, при габаритных размерах порядка одного метра. Этого давления уже достаточно для создания искусственных алмазов, но для ядерного синтеза не хватает еще одного или двух нулей. Поэтому, в зависимости от назначения РТМ, и в зависимости от дополнительной вложенной идеи, теоретически построено около тридцати моделей РТМ. Наиболее интересными и многообещающими оказываются модели РТМ-19, РТМ-20, РТМ-29. В основу всех моделей положена вращающаяся гравитепловая катушка (ГТК).

Внешний вид главной детали.

Сечение главной детали.

Нагнетание давления с помощью вращающейся ГТК.

Ниже мы видим три катушки, состоящие соответственно из 1, 2 и 5 витков. Синий цвет указывает на то, что эта часть катушки холодная. Красным цветом показана горячая часть катушки. Газ или жидкость обычно имеют меньшую плотность при более высокой температуре. Поэтому уровень жидкости в U-образной трубке будет выше с той стороны, где температура жидкости выше. Заменяя U-образную трубку на катушку, мы можем преумножить этот эффект.

На концах катушки создается разность давлений, пропорциональная количеству витков катушки.

Если температура правой стороны катушки меньше, чем температура левой стороны катушки, и если давление на холодном конце катушки поддерживается на уровне внешнего давления, то на заглушенном горячем конце катушки будет создаваться повышенное давление. Чем больше витков содержит катушка, тем выше создаваемое давление. Если, наоборот, горячий конец катушки поддерживать при атмосферном давлении, то у заглушенного холодного конца катушки будет создаваться вакуум, тем глубже, чем больше витков содержит катушка. Эффект будет также тем сильнее, чем больше вертикальные размеры катушки, и чем больше разность температур на сторонах катушки. Но гравитация слаба, и для создания требуемых давлений, такая катушка должна иметь очень большие размеры. Вспоминая о принципе эквивалентности между гравитацией и инерцией, мы можем перейти от стационарной гравитепловой катушки к вращающейся гравитепловой катушке.

Разрезая трубку, и устанавливая в месте разреза манометры, мы увидим, что создаваемое давление будет пропорционально центростремительному ускорению катушки.

В стационарной ГТК одна сторона, поддерживалась при высокой температуре, а другая сторона - при низкой температуре. Во вращающейся ГТК верхняя часть поддерживается при высокой температуре, а нижняя - при низкой температуре. Можно, конечно, и наоборот. В стационарной ГТК разность давлений создавалась благодаря наличию напряженности гравитационного поля, g=9,8 м/с^2, направленной всегда вниз. Во вращающейся ГТК разность давлений создается благодаря наличию центростремительного ускорения a, направленного к центру, и перпендикулярно оси вращения. Реалистично мы можем создать ускорение a, превосходящее g в 10000 раз. А значит, и длина труб, необходимая для достижения нужных давлений будет в 10000 раз меньше, чем это требовалось в случае стационарной катушки.

Но поскольку давления, требуемые для осуществления реакций синтеза, огромны, и исчисляются многими ГПа, то никакая труба не сможет выдержать требуемого давления. Даже если сделать трубу с внутренним диаметром 1 миллиметр, и толщиной стенки 1 метр, то она все равно будет не прочной, так как внутренность трубы расширится, растрескается, и давление упадет.

Для того, чтобы увеличить прочность трубы необходимо вложить трубу в трубу, - сделать многослойную матрешку.

Принцип матрёшки.

Положим тороидальную катушку горизонтально на стол, - бублик.

Рассечем её вертикальной плоскостью напополам. В сечениях получим два круга. Мысленно уберем простенки между витками, но оставим простенки между слоями катушки, - получаем нечто подобное матрешке, серию соосных торов, вложенных друг в друга.

Перейдем к более простой задаче, - о сферической матрешке.

Предположим, что воздушный шарик с вольфрамовой стенкой может выдержать давление 2 ГПа. Как внутри него создать давление 100ГПа? Накачиваем его до давления 1ГПа.

Предположим, что внутри этого воздушного шарика есть еще один шарик, и некий демон, как в идее Максвелла. Демон накачивает внутренний шарик. И внутри внутреннего шарика получаем давление 2ГПа.

Во втором шарике есть еще один шарик, и еще один демон. Он накачивает свой шарик относительно себя до 1ГПа, а относительно нас до 3ГПа.

В 99 шарике есть сотый шарик и сотый демон. Он накачивает сотый шарик до внутреннего давления 100ГПа. Шарик выдерживает это давление, поскольку снаружи сотого шарика давление 99ГПа.

При давлении порядка нескольких ГПа газы превращаются в жидкости, а жидкости превращаются в твердые тела. Но это происходит при нормальных температурах. Значит, двигаясь вглубь от шарика к шарику, прибавляем им температуру по сто градусов. Тогда газы остаются газами, жидкости жидкостями. Температура в центральном шарике должна быть несколько тысяч градусов. Для этого нужен нагрев изнутри. С этой ролью справляется радиоактивное вещество, предварительно заложенное в центральном шарике.

Будет ли перетекать материал оболочки внутреннего шарика в оболочку внешнего шарика? Нет, - они разделены, рабочим телом сжатия. Следовательно, воздушный шарик с толщиной стенки 99 см и внутренним диаметром 1 см оказывается значительно слабее, чем 99 тонких шарика, вложенных друг в друга, но с примерно одинаковым перепадом давления. Таким образом, матрешка оказывается значительно прочнее монолитной емкости таких же размеров. Сечение тора показано на следующем рисунке. Рисунок следует понимать условно, т.к. мы мысленно убрали простенки между витками, но оставили простенки между слоями катушки.

Принцип матрёшки.

Устройство тора обладает еще одним хорошим качеством, - его вещество, будучи всесторонне почти однородно сжатым, обладает повышенным пределом прочности.

От РТМ-1 до РТМ-18

Установки от РТМ-1 до РТМ-17 работают только на синтезе ядер. Все они отличаются способами нагрева ядерного горючего.

К примеру, РТМ-17 работает по принципу нагрева горючего тела рабочим телом сжатия, - капля ртути падает в микропоршень и, сжимая горючее тело, нагревает его, и приводит к реакциям. Разгон капли осуществляется центробежными силами при a=10000g. 

РТМ-18 является гибридной. Она работает на: 50% - распад тяжелых ядер; 50% - синтез легких ядер. При высоком давлении каждое ядерное деление с вероятностью близкой к 0,5 инициирует реакцию синтеза. Каждая реакция синтеза с вероятностью близкой к 0,5 инициирует новую реакцию синтеза. После серии синтезных реакций, процесс затухает. Распадающееся вещество должно иметь период полураспада порядка 3 лет. Процесс протекает стационарно с постепенным падением мощности, выделяемой в установке. Регулирование её работы почти невозможно. Интенсивность процесса определяется составом смеси.

РТМ-19 - очищает воздух от газообразных радиоактивных отходов.

РТМ-19 устанавливается на АЭС и на хранилищах отходов. Работает только на распаде ядер. На странице 913, БЭС, Физика, нарисована схема уранового топливного цикла. На схеме показаны хранилище высокоактивных жидких отходов и хранилище для твердых отходов. В схеме также нарисованы две трубы, одна из АЭС, вторая из радиохимического завода по регенерации топлива. Из труб выходят клубы пара и дыма, и там написано "газообразные радиоактивные отходы".!!!

Этот газ разлетается, люди его вдыхают, и заболевают: щитовидная железа, рак, и т.п.

Но, если сильно сжать этот радиоактивный газ, то температура тепловыделения на единицу объема может быть увеличена на много порядков, и достигать значений, которые могут привести тепловой двигатель в работу. Причем, несколько сотен грамм этого сконденсированного газа может обеспечить работу электрогенератору мощностью 20 кВт в течении 5 - 10 лет.

То же самое с твердыми и жидкими отходами. Контейнера, в которых хранятся отходы, должны быть герметичными, и газ, образующийся в них, должен выходить через трубку на компрессор, а из компрессора в катушку, где после дальнейшего сжатия, тепловыделение на единицу объема вырастает до значения, которое приводит электрогенератор в работу. Таким образом, РТМ-19 является дополнительным источником энергии, и средством, предохраняющим загрязнение воздуха радиоактивными газами.

Микровзрывы в РТМ-20.

РТМ-20 чуть-чуть напоминает РТМ-18. Но называть её гибридной не поворачивается язык. В этой установке необходимое количество радиоактивного вещества снижается в 10¹¹ раз.

Приведу цифры: Для поддержания мощности 20 кВт в течение 2 лет на установках чистого синтеза необходимо 10²⁴ частиц, или по массе около 5 грамм. В гибридной установке необходимо 10²⁴ синтезных частиц, и столько же распадных. В установке РТМ-20 число частиц синтеза 10²⁴, а число распадных частиц 10¹³; а по массе: синтезные - 5 грамм, распадные - 10^-10 грамма.

Главное отличие остановки РТМ-20 от РТМ-18 в том, что в установке РТМ 20 снимается ограничение на коэффициент размножения для легких ядер. Из значения "менее 0.5" на РТМ-18, коэффициент размножения переходит к значению, близкому к единице. То есть, происходит взрыв. Но это взрывается не все горючее, а эмульсионная капля радиусом менее 0.1 мкм. За одну секунду в реакторе взрывается 100000 капель. Эти взрывы инициируются радиоактивными ядрами, которые входят в состав капли по 1-3 штуки на каплю. Распадное вещество должно иметь период полураспада, сравнимый с планируемым сроком службы РТМ, то есть 5-10 лет. Смесь готовится заранее и путем распыления наносится на поверхность внутренней трубки установки.

Возникает вопрос, а почему же эта эмульсия не взрывается прямо в баллоне, или почему не взрывается термоядерная бомба, ведь там рядом урановый заряд, а осколок ядра урана может привести к локальному прогреву и взрыву термоядерного горючего. Но этого не происходит. Несмотря на то, что спонтанные частицы могут залететь в емкость с дейтерием, и могут привести к локальному подъему температуры и давления, реакция не пойдет, потому что частицы находятся далеко друг друга, потому что давление малое.

Следовательно, раствор синтезного и распадного вещества может быть произведен в одной маленькой емкости и напылен при нормальном давлении и низкой температуре. Низкая температура требуется для того, чтобы эмульсия была жидкая. После напыления баллон со смесью убирается, и давление в барокамере повышается до 1000 атм. Не исключено, что уже при этом давлении будут происходить очень слабые спонтанные микровзрывы. Но ясно, что энергетический выход ещё мал.

Интенсивность взрывов поднимется до расчетного значения лишь при давлениях порядка 10¹²-10¹³Па, и составит мощность 20кВт.

Взрыв установки исключается, если конечно производители не посадят кляксу вместо эмульсии. Значит, к производству матрешек должны быть такие же требования как к производству боеприпасов, - ведь там тоже можно поставить кляксу.

Радиологическая опасность может быть сведена к нулю должным выбором реакции синтеза. Распадных реакций в установке мизер - пылинка, внедренная глубоко внутрь реактора. На наших коврах после чернобыльской аварии таких пылинок огромное множество.

РТМ-20 состоит всего лишь из шести деталей.

1. Вольфрамовая скотч-бобина. Примерные размеры в несжатом состоянии. Внутренний радиус r=10см. Наружный радиус R=20см. Высота h=10 см. Толщина ленты: a=10мкм. Количество витков: m=(R-r)/a=10см/10мкм=10000. Длина ленты: L ~ m*2p(R-r)/2 ~ 3 км. На ленте наносим ямки глубиной ~ 5 мкм квадратно-гнездовым способом, так, что расстояния между ямками в ленте, намотанной в бобину, получаются равными: 10*10*10 мкм. В ямки заложены микрокапсулы, - шарики из смеси LiD+LiT. Каждая микрокапсула содержит по n~10¹¹ частиц дейтерия, трития, лития. В каждом шарике имеется 3-5 альфа-радиоактивных атома с периодом полураспада порядка 5 лет.

Если эта бобина находится при давлении порядка 1000 атм., 10⁸Па, то микровзрывов нет, хотя некоторые радиоактивные ядра постоянно распадаются. Если эта бобина находится при давлении порядка 10¹² - 10¹³ Па, то распады альфа-радиоактивных ядер инициируют спонтанные микровзрывы с частотой порядка 100000 раз в секунду, ультразвук. Энергия каждого микровзрыва сравнима с ударом молотка по наковальне. Место взрыва на ленте даже не плавится. Выделяемая мощность во всей установке порядка 20-40 кВт. Мощность медленно убывает, и через пять лет будет равна 10-20 кВт. Мощность можно слегка регулировать. В первые годы работы давать пониженное давление, чтобы некоторые распады происходили вхолостую. В последние годы работы, давление повышаем, и топливо будет выгорать более эффективно. Давление регулируется частотой вращения катушки. Однако, процесс изменения давления сильно инертен.

Микровзрыв в шарике наступает в момент распада альфа-радиоактивного ядра.
Внутри шарика в момент микровзрыва идут реакции: t+d = He4+n+17.6MeV.
В литиевой оболочке шарика идут реакции: n+Li6=He4+t+4.8MeV, и в сто раз менее интенсивные: d+Li6=2He4+22,4MeV, и еще в десять раз менее интенсивные: d+Li6=Li7+p+5MeV.

2. Корпус, в который закладываем скотч-ленту. В корпусе сделано отверстие, в которое входит трубка из гравитепловой катушки.

3. Трубчатая гравитепловая катушка, делается из особо прочного материала. Трубка в состоянии, близком к плавлению, намотана на тор, и проварена, пропаяна виток к витку без зазоров. Трубка заполнена ртутью (или водой, но надо иметь в виду, что вращающаяся катушка одновременно является устройством для разделения вещества по изотопному составу, и может нагнать в центральный виток дейтерий).

Во время работы мы забираем тепло из одной из сторон катушки, к примеру, - с нижней. Катушка прогревается рабочим тором, где идут реакции синтеза. Нижнюю сторону катушки охлаждает контртурбина, деталь 4. Контртурбина превращает тепловую энергию в механическую. Она вращает тор и электрогенератор, дет. 5. Верхняя часть катушки находится при высокой температуре, и поэтому мы закрываем её теплоизоляцией, дет. 6.

Модернизация процесса в РТМ-21.

Скотч-бобину заменяем на каркасную тороидальную пружинистую трехмерную сетку, сделанную из тонкой вольфрамовой проволоки. Размеры примерно те же. Форма сетки - тор. С микроскопическими ямками в модели РТМ-20 работать довольно сложно, и сама скотч лента тяжела в изготовлении. Вот, возможно, более простое решение. Растягиваем пружинистую каркасную вольфрамовую сетку. Засыпаем её кристаллами горючего и кристаллами поглотителя нейтронов. Вторых должно быть на три-пять порядков больше. Спрессовываем полученную шаткую заготовку в прочный пористый тор.

Здесь также предполагается использовать смесь: литий, дейтерий, тритий. Реакции с участием трития грязноваты. Но ничего не поделаешь, первые матрешки, вероятно, будут работать на грязном горючем. Тритий - радиоактивный изотоп водорода. Период полураспада 12.33 года. Распадается путем превращения в стабильный изотоп He3, электрон и антинейтрино. При распаде выделяет энергию 0.0186MeV. Часть этой энергии уносит антинейтрино, но оставшейся части энергии достаточно, чтобы установка прогрелась сама во время её запуска. Кроме того, кристаллы будут иметь повышенную температуру в их центрах, а центральные частицы, соответственно, будут иметь повышенные скорости.

Каждый кристалл LiH содержит n~10¹² частиц дейтерия, трития, лития. В каждом кристалле имеется 3-5 альфа-радиоактивных атома с периодом полураспада порядка 5 лет.

Микровзрыв в кристалле наступает в момент распада альфа-радиоактивного ядра. Альфа частица передает свою энергию ядрам кристалла и далее возможна реакция: d+t = He4+n+17.6MeV. Образовавшийся нейтрон захватывается ядром Li6: n+Li6=He4+t+4.8MeV, образовавшееся ядро трития вступает в реакцию с ядром дейтерия. Ядра гелия, имея большую энергию, могут подтолкнуть другие ядра, и инициировать другие реакции.  В кристалле также идут в сто раз менее интенсивные реакции: d+Li6=2He4+22,4MeV, и еще в десять раз менее интенсивные: d+Li6=Li7+p+5MeV. Некоторые нейтроны покидают кристалл. Эти нейтроны захватываются кристаллами поглотителя. Поглотителем могут быть вещества с высоким сечением захвата нейтронов, к примеру: Sm149 (s=41000 барн), Gd155 (s=61000 барн). Ртуть, которая заполняет пространство между кристаллами, тоже хороший поглотитель: Hg199 (s=2000 барн). Однако эти сечения справедливы для тепловых нейтронов. Данных по сечениям захвата для быстрых нейтронов у меня пока нет. Быстрые нейтроны можно замедлять протием, который возможно будет входить в состав кристаллов поглотителя.

Условием осуществления микровзрывов является следующий критерий: произведение n*l*s  должно быть больше единицы; где: n - концентрация частиц в сжатом кристалле; s - сечение реакции; l=k*rho, где: rho - радиус кристалла в сжатом состоянии; k - число частиц получивших энергию в единичной реакции, достаточную для осуществления следующей реакции. Для дейтерия и трития достаточная энергия равна примерно 0,2 MeV, а выделяемая энергия в одной реакции равна 17,6 MeV. То есть, одна реакция в идеальном случае дает: 17,6/0,2 = 88 боеспособных частиц. Если более, чем 87 частиц вылетают из кристалла, или теряют энергию до столкновения, то взрыва в кристалле нет. Если число вступивших в реакцию частиц больше единицы, то происходит лавинообразный микровзрыв. Размер кристалла в сжатом состоянии будет порядка 0.1 мкм. Сжимаемость кристалла LiH примерно в 10 раз больше, чем сжимаемость вольфрама, значит, кристаллы будут уменьшаться в размере сильнее, чем каркасная вольфрамовая сетка. Пространство между кристаллами заполняется ртутью. В процессе испытаний можно изготовить катушку с чуть-чуть большими стартовыми размерами кристаллов, но тогда это уже будут не удары молотка по ленте, а удары молота. Тем не менее, здесь имеется небольшой простор для выбора оптимальной работы катушки.

Описанный состав взрывной смеси может быть заменен более чистой реакцией: p+B11=3He4+8,7MeV. Но сечение этой реакции почти в десять раз меньше, а энергия налетающей частицы должна быть в 2-3 раза больше, чем в случае d+t. Думаю, что можно не сомневаться, что когда мы научимся осуществлять реакцию d+t, то впоследствии научимся работать и с более чистыми реакциями. Обсуждается еще одна экзотическая реакция, – ротационно-возбужденная молекула обычной воды превращается в возбужденное состояние неона. http://xxx.lanl.gov/PS_cache/nucl-th/pdf/9601/9601021.pdf  Эта реакция интересна тем, что молекула воды должна иметь угловой момент «-1», а наш прибор, РТМ, вращается.

Тритиевая вода в РТМ-28.
РТМ-29, дейтерий-тритиевая смесь под бета радиоактивным прессом.

Предположим, что мы получили один литр, или 1000 см³ воды, и в ней водород на 100% представлен изотопом трития, T₂O. Сможем ли мы удержать его в сферической ёмкости объемом 1000 см³? В 1000 см³ обычной воды находится 1000 грамм воды. В 1000 граммах воды находится: n = 1/18/1.66*10^-27 = 3.5*10²⁵ молекул воды, или 7*10²⁵ атомов водорода. Такое же количество атомов трития находится в 1000 см³ тритиевой воды: N=7*10²⁵. Тритий радиоактивен. Выбрасывая электрон и антинейтрино, он превращается в стабильный изотоп гелия, He³. При этом выделяется энергия 0.0186 MeV. Дефект масс: dM_T=14.9499 MeV; dM_He3=14.9313 MeV. Период полураспада ядер трития t_1/2=12.33 года. Часть энергии во время распада уносит антинейтрино. Почти всю оставшуюся энергию несёт образовавшийся электрон E_e ~ 0.01 MeV. Активность, или количество распадов в секунду для этой воды будет: A=l*N, где l - постоянная распада, которая связана с периодом полураспада соотношением: t_1/2 = ln2 / l. Получаем A = ln2*N / t_1/2 = 1,25*10¹⁷ распадов в секунду. Или, выражая через мощность, получим: L = A*E = 2 кВт.

По предположению выше, вода заключена в сферическую емкость. Тепло передается из сферы наружу путем передачи единичных импульсов. И далее возможны два варианта событий. Чтобы упростить их исследование, предположим, что сферическая емкость с тепловыделяющим веществом находится в невесомости, а значит конвекции нет.

Первый, упрощенный вариант событий. Вся выделяемая энергия образуется в центре сферы. Теплопередача может происходить тремя способами: теплопроводностью, конвекцией, излучением. Конвекцию мы исключили невесомостью; излучением можно пренебречь, считая, что температура воды не очень высокая, кроме участка, где r стремится к нулю. Остается теплопроводность. Теплопроводность осуществляется только тогда, когда есть градиент температур. Значит, водяной шар разделяем на множество изотермических сферических слоев. Между слоями существует разность температур DT, а давление везде внутри водяного шара: p=const, поскольку в противном случае возникнут течения.

Второй вариант событий. Теплота выделяется в каждом элементе воды. Следовательно, теперь между каждым слоем существует и разность температур DT, и разность давлений Dp. Температура монотонно растет до самого центра шара. А давление? По моему мнению, при движении от границы шара внутрь, давление монотонно растет от значения p₀ около оболочки до некоторого значения p_max, а затем монотонно убывает до значения p₀ в центре шара, и равно значению давления воды у оболочки.

Вывод о максимуме давления на некотором расстояния от центра шара, следует из Эффекта Арки. Радиус, при котором наступает максимум давления, сильно зависит также от того, как далеко разносит рождающийся электрон свою энергию. Чем меньше это расстояние, тем на более тонкие сферические слои мы можем разделить водяной шар, тем выше давление p_max, по сравнению с давлением p₀. Этот вывод справедлив не только для шара, но и для торообразной емкости.

Если у поверхности длинного тонкого тора давление достигает, к примеру, 1000ГПа, то оно будет таким же на осевой линии тора, и будет иметь максимум при каком-то значении r. Если длина свободного пробега атомов и рождающихся электронов большая, то значение давления p_max будет близко к p₀ = 1000ГПа. Если мы уменьшим эти длины свободного пробега, то максимум может принять значительно большее значение. Свободную длину пробега атомов мы уже не сможем уменьшить, но свободную длину пробега электронов, рождающихся при b-распаде ядер, можно уменьшить с помощью мощного магнитного поля. По поверхности тора мотаем электромагнитную катушку, или используем гравитепловую катушку пропуская ток по материалу трубки, или по рабочему телу, находящемуся в трубке. Внутри тора образуется магнитное поле. Электроны, имеющие в момент рождения скорости, направленные на выход из тора, т.е. перпендикулярные линиям поля, сдерживаются этим полем. Чем сильнее поле, тем меньше радиус окружности, по которой вращается электрон. Электроны, рождающиеся со скоростями, направленными вдоль тора циркулируют в нем, и остаются внутри тора.

Этот тор сдерживает b-излучения внутри себя. С другой стороны, чем больше магнитное поле, тем тоньше «концентрические» торы, при движении поперек которых, растет давление. И, наконец, - тем больше давление (концентрация*температура), создаваемое на некоторой тороидальной поверхности внутри тепловыделяющего тора.

Таким образом, создавая в центральной тороидальной емкости мощное продольное магнитное поле, мы можем значительно увеличить давление на некотором расстоянии от осевой линии. При этом, включая магнитное поле с некоторой частотой, можно, во-первых, найти резонансную частоту, а во-вторых, можно регулировать интенсивность реакций.

В установке РТМ-28 в тонкой тороидальной емкости находится дейтерий-тритиевая вода, или смесь LiD и LiT. Давление у границы емкости p₀ = 1000ГПа. Реакции идут у некоторой тороидальной поверхности внутри этой емкости при давлении p_max.

В установке РТМ-29 в тонкой тороидальной емкости находится слой b-радиоактивного вещества с большой магнитной проницаемостью, а внутри этого слоя находится тонкий шнур дейтерий-тритиевой воды (или LiD+LiT.). Давление на границе емкости и радиоактивного "ферромагнетика" p₀ = 1000ГПа. Давление на границе радиоактивного "ферромагнетика" и дейтерий-тритиевой воды равно p_max. В этой области идут реакции синтеза в импульсном режиме в такт с изменением магнитного поля.

В этих моделях РТМ используется третья идея "Эффект Арки в тепловыделяющей среде". На начальном этапе работы тепловыделяющей средой является только b-радиоактивное вещество, а в процессе работы область тепловыделения насыщается нейтронами, которые, распадаясь, частично берут на себя роль b-радиоактивного вещества.

На рисунке ниже показан один из вариантов РТМ. В разных вариантах её вид будет несколько изменяться. К примеру, контртурбина может быть заменена блоком термопар. При этом вместо генератора должен быть установлен электродвигатель, приводящий тор во вращение.

1.Защитный кожух. 2. Холодильник, конденсатор, выполненный из саблевидных труб. 3. Воздушная прослойка. 4. Теплоизоляция, воздушная прослойка. 5. Контртурбина, вращающаяся вместе с гравитепловой катушкой, и выполненная из спиралевидных труб. 6. Гравитепловая катушка. 7. Рабочий тор, поглощающий нейтроны, и/или выполнен из бета-радиоактивного вещества. 8. Область реакций синтеза. А. Место крепления электрогенератора, подвода трубок охлаждающей жидкости, и трубок рабочего тела сжатия.

Вывод.

РТМ является новым техническим агрегатом, который может использоваться в различных целях, и прежде всего, как преобразователь ядерной энергии в электрическую и тепловую. Пренебрегать этим агрегатом в условиях надвигающегося энергетического кризиса крайне расточительно. РТМ должна быть опробована в различных модификациях, и её оптимальная модель должна быть воплощена в жизнь. В связи с этим, я привожу следующее Обращение.

Обращение к участникам конференции
и лично к академику Евгению Павловичу Велихову

Прошу рассмотреть вопрос о возможности строительства вращающейся гравитепловой катушки (ГТК). Вращающаяся ГТК позволяет создавать давления порядка нескольких миллионов атмосфер. С помощью ГТК мы можем приблизиться к решению проблемы управляемого ядерного синтеза. Мой расчет показывает, что при разумных размерах установки (1-3 метра), для осуществления самоподдерживающейся реакции, всё еще не хватает «1-2 нулей». Однако существуют теоретические и экспериментальные указания на то, что даже при нормальных давлениях и температуре, сечения некоторых реакций синтеза имеют аномалии. А значит, вкладывая дополнительные идеи, создавая модификации вращающейся ГТК, проводя поиск аномалий, мы сможем достичь цели.

К идее стационарной гравитепловой катушки я пришёл в 2000-ом году. С тех пор я неоднократно обсуждал её устройство в группах интернет-новостей, но мне так и не удалось найти её аналога в технике. Если её нет, то почему бы нам её не построить. Одному это сделать не под силу. Для этого нужен точный инженерный расчет и высокие технологии. Даже если мы не достигнем условий, необходимых для осуществления ядерного синтеза, то вращающаяся ГТК может быть полезна для других целей: разделение веществ по изотопному составу, синтез алмазов и т.п.

Осознавая важность идеи о создании вращающейся ГТК, я прошу конференцию, а также лично академика Велихова Е.П. поддержать моё заявление, выработать по этому заявлению решение, которое будет способствовать воплощению ГТК в жизнь.

Литература по физике высоких давлений.

1.Eugene Gregoryanz, Alexander F. Goncharov, Russell J. Hemley and Ho-kwang Mao, High-Pressure Amorphous Nitrogen. arXiv: cond- mat/ 0105101 v1 4 May 2001
2.Viktor V. Struzhkin, Ho-kwang Mao, Jingzhu Hu, Markus Schwoerer-Bohning, Jinfu Shu, and Russell J. Hemley. Nuclear Inelastic X-Ray Scattering of FeO to 48 GPa. arXiv: cond- mat/ 0106257 v1 13 Jun 2001
3.Alexander F. Goncharov, Eugene Gregoryanz, Russell J. Hemley, Ho-kwang Mao. Spectroscopic Studies of the Vibrational and Electronic Properties of Solid Hydrogen to 285 GPa. arXiv: cond- mat/ 0110104 v1 4 Oct 2001
4.Eugene Gregoryanz, Alexander Goncharov, Russell J. Hemley, Ho-kwang Mao, Maddury Somayazulu and Guoyin Shen. New Phases of Solid Nitrogen. arXiv: cond- mat/ 0111482 v1 26 Nov 2001
5.Viktor V. Struzhkin, Yuri A. Timofeev, Eugene Gregoryanz, Rus-sell J. Hemley, Ho-kwang Mao. New Methods for Investigating Superconductivity at Very High Pressures. cond- mat/ 0201520 v1 28 Jan 2002
6.Eric D. Chisolm, Scott D. Crockett, and Duane C. Wallace. Test of a theoretical equation of state for elemental solids and liquids. arXiv: cond- mat/ 0210600 v3 4 Sep 2003
7.Shanti Deemyad and James S. Schilling. Superconducting Phase Diagram of Li Metal in Nearly Hydrostatic Pressures up to 67 GPa. arXiv: cond- mat/ 0304598 v4 14 Oct 2003
8.K. Kunc, I. Loa, and K. Syassen. Equation of state and phonon frequency calculations of diamond at high pressures. arXiv: cond- mat/ 0304692 v1 30 Apr 2003
9.Valentin Gospodinov. Equations of state for solids at high pressures and temperatures from shock-wave data. arXiv: cond- mat/ 9911407 v2 26 Nov
10.C. W. Greeff and M. J. Graf. Lattice Dynamics and the High Pressure Equation of State of Au. arXiv: cond- mat/ 0311614 v1 26 Nov 2003
11. Л.Д.Лившиц. Давление высокое. БЭС. Физика. М.1999. стр.140.
12. Физические Величины. Справочник. М. Энергоатомиздат. 1991.
13. H.K. Mao and R.J.Hemley. Optical Studies of Hydrogen Above 200 Gigapascals: Evidence for Metallization by Band Overlap. Science, 23 June 1989, Vol 244, Number 4911. p.1462.

Литература по ядерному синтезу: сечения, аномалии, холодный синтез.

1.Silviu Olariu. Hypervelocity Impact Fusion with Compressed Deuterium-Tritium Targets. arXiv: nucl- ex/ 9811009 v1 20 Nov 1998
2.D. Blume, B. D. Esry, Chris H. Greene, N. N. Klausen, and G. J. Hanna. Formation of atomic tritium clusters and condensates. arXiv: physics/ 0207002 v1 28 Jun 2002
3.K. Hagino 1,2 , N. Rowley 3 , and M. Dasgupta. Fusion cross sections at deep subbarrier energies. arXiv: nucl- th/ 0302025 v1 12 Feb 2003
4.K. Hagino, N. Rowley, T. Ohtsuki, M. Dasgupta, J.O. Newton and D.J. Hinde. Fusion dynamics around the Coulomb barrier. arXiv: nucl- th/ 0311008 v1 4 Nov 2003
5.M. Coraddu, M. Lissia, G. Mezzorani, Yu.V. Petrushevich, P. Quarati, A. N. Starostin. Quantum-tail effect in low energy d+d reaction in deuterated metals. arXiv: nucl- th/ 0401043 v1 21 Jan 2004
6.B. G. Giraud. Is friction responsible for the reduction of fusion rates far below the Coulomb barrier? nucl- th/ 0403024 v1 9 Mar 2004
7.V.B. Belyaev, A.K. Motovilov. Fusion reactions in molecules via nuclear threshold resonances. arXiv: nucl- th/ 9508017 v2 8 Aug 1996
8.P.E. Knowles, G.A. Beer, G.R. Mason, T.A. Porcelli. Muon Catalyzed Fusion in 3 K Solid Deuterium. nucl- ex/ 9702002 v1 20 Feb 1997
9.A.B. Balantekin. Quantum Tunneling in Nuclear Fusion. nucl- th/ 9708036 v1 19 Aug 1997
10.Richard Shurtleff. Collapse and the Tritium Endpoint Pileup. arXiv: nucl- th/ 9901092 v2 4 Feb 1999
11.K.B. Korotchenko. Muon-catalyzed fusion in "warm-fusion". arXiv: nucl- th/ 9909031 v1 15 Sep 1999
12.A.B. Balantekin and A.J. DeWeerd. Relations Between Fusion Cross Sections and Average Angular Momenta. arXiv: nucl- th/ 9607002 v1 1 Jul 1996
13.V.A. Chechin, V.A.Tsarev, M. Rabinowitz, and Y.E. Kim. Critical Review of Theoretical Models for Anomalous Effects (Cold Fusion) in Deuterated Metals.
14.G. Fiorentini, C. Rolfs, F.L. Villante and B. Ricci. Fusion rate enhancement due to energy spread of colliding nuclei. arXiv: astro- ph/ 0210537 v1 24 Oct 2002
15.V.B. Belyaev, A.K. Motovilov. On the possibility of fusion reactions in water molecules. arXiv: nucl- th/ 9601021 v2 12 Jun 1996.
16.Michael Duren. Stimulated Emission of Radiation in a Nuclear Fusion Reaction. arXiv: nucl- ex/ 9904004 v1 6 Apr 1999
17.M. Coraddu, M. Lissia, G. Mezzorani, P. Quarati. Deuterium burning in Jupiter interior. arXiv: physics/ 0112018 v1 6 Dec 2001
18.M. Coraddu, G. Mezzorani, Yu. V. Petrushevich, P. Quarati, A. N. Starostin, Numerical modelling of the quantum-tail effect on fusion rates at low energy. arXiv: nucl- th/ 0402025 v1 6 Feb 2004
19. Л.А. Арцимович. Атомная физика и физика плазмы. Избранные труды. М. "Наука", 1978.
20. Д.Хирш, У. Мэтьюз. Водородная бомба. Кто же выдал её секрет. УФН. Май 1991 г. Том 161/5. Стр.153.
21. Ж. Лошак, Л.И. Уруцкоев, Д.В. Филиппов. ВЛИЯНИЕ АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ НА УСЛОВИЯ СТАБИЛЬНОСТИ ЯДЕР И ПРОЦЕССЫ РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА. http://www.scienceandfuture.sgm.ru/files/rus/097_01.pdf
22. А.Б. Кукушкин, В.А. Ранцев-Картинов. ОБНАРУЖЕНИЕ УНИВЕРСАЛЬНЫХ КАРКАСНЫХ СТРУКТУР В ЛАБОРАТОРНЫХ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДАХ , АНОМАЛЬНЫХ ПОГОДНЫХ ЯВЛЕНИЯХ И КОСМОСЕ . ВОЗМОЖНАЯ РОЛЬ НАНОПЫЛИ И ВОЗМОЖНЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ. http://www.scienceandfuture.sgm.ru/files/rus/030_01.pdf
Статьи в Интернете о Е.П. Велихове.
23. "Термоядерный" Велихов. http://faces.ng.ru/person/1999-12-10/3_velikhov.html
24. Владимир НУЗОВ. ИНТЕРВЬЮ С АКАДЕМИКОМ ЕВГЕНИЕМ ВЕЛИХОВЫМ. http://www.vestnik.com/issues/2001/1023/win/nuzov.htm
25. Президент РНЦ "Курчатовский Институт". http://www.kiae.ru/rus/str/direct/vep.htm

Литература по ГТК и РТМ

1.Гравитационно-Тепловая Катушка. В материалах Украинско-Российской гравитационной конференции ГРАВИТАЦИЯ, КОСМОЛОГИЯ И РЕЛЯТИВИСТСКАЯ АСТРОФИЗИКА. 8-11 Ноября 2000, Харьков, Украина.
2. И.Ю.Горелик. РУССКАЯ ТОРОИДАЛЬНАЯ МАТРЕШКА - ДВИГАТЕЛЬ НОВОГО ТИПА НА ТЕПЛОМ СИНТЕЗЕ ЛЕГКИХ ЯДЕР. http://www.scienceandfuture.sgm.ru/files/rus/085_01.pdf
3. И.Ю.Горелик. Страницы о ГТК и РТМ в Интернете. http://www.geocities.com/igorelik/grantru.html http://www.geocities.com/igorelik/motja.html или http://darkenergy.narod.ru/grantru.html http://darkenergy.narod.ru/motja.html

Итоги представления доклада на конференции.

К сожалению, доклад был не устным, а стендовым. Особого внимания не привлек. При редактировании текста я хотел было удалить одну фразу из текста. Но похоже, что сейчас она наиболее актуальна. Повторяю её ниже, и акцентирую ваше внимание на выделение шрифтами.

Через 10-20 лет воздух в городах будет чист, поскольку у машин не будут выхлопных труб, поскольку не будет дымящих ТЕЦ. Газовые плиты на кухнях будут заменены электрическими. Газопроводы и линии электропередач будут демонтированы и утилизированы. Угольные шахты закрыты. Большинство нефтяных и газовых скважин тоже будет закрыто. Это будет через 10-20 лет, но считая не с сегодняшнего дня, а с того дня, когда люди поймут, что проект "Русская Тороидальная Матрешка" реален.

Дальнейшее развитие данной темы смотри на страницах:

Какого ядерного топлива больше всего на Земле?

Пресс-Ядерный Двигатель.

Русская Тороидальная Матрёшка: перспективы и принцип действия.

Европейский Супер Реактор.

К оглавлению Космической Генетики.

Страница создана: 28.03. 2004.

Иван Горелик

Моё резюме