Pyroelektrische Fusion

Lolita Gossen April 6, 2016 P 8 0
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Pyroelektrischen Fusions bezieht sich auf die Technik der Verwendung von pyroelektrischen Kristallen hohe Festigkeit elektrostatische Felder zu erzeugen, die Deuterium-Ionen in einem Metallhydrid Ziel auch Deuterium enthält ausreichende kinetische Energie beschleunigt, diese Ionen zu veranlassen, die Kernfusion unterzogen. Es wurde im April 2005 von einem Team an der UCLA gemeldet. Die Wissenschaftler verwendeten pyroelektrischen Kristall von -34 bis 7 ° C erwärmt wird, in Verbindung mit einer Wolfram-Nadel, ein elektrisches Feld von etwa 25 gigavolts pro Meter zu erzeugen, um ionisiert und beschleunigt Deuteriumkernen in eine Erbium Deuterid vorbei. Wenn die Energie der von dem Kristall erzeugt Deuteriumionen wurde nicht direkt gemessen, verwendeten die Autoren 100 keV als eine Schätzung ihrer Modellierung. Bei diesen Energieniveaus können zwei Deuteriumkerne miteinander verschmelzen, um einen Helium-3-Kern, eine 2,45-MeV-Neutronen und Bremsstrahlung zu erzeugen. Obwohl es einen nützlichen Neutronengenerator ist die Vorrichtung nicht für die Stromerzeugung vorgesehen, da es weit mehr Energie als es produziert erfordert.

Geschichte

Der Prozess der Lichtionenbeschleunigung mit elektrostatischen Feldern und Deuteriumionen, um die Fusion in fester deuterierten Ziele zu produzieren wurde zuerst von Cockcroft und Walton im Jahre 1932. In der Tat gezeigt, wird der Prozess heute in Tausenden von miniaturisierten Versionen ihrer ursprünglichen Beschleuniger in Form von kleinen versiegelten Röhre Neutronengeneratoren, in der Erdölförderindustrie.

Der Prozess der Pyroelektrizität wurde von der Antike bekannt. Der erste Einsatz eines pyroelektrischen Feld Deuteronen zu beschleunigen war im Jahr 1997 in einem Experiment von Dr. durchgeführt. V.D. Dougar Jabon, G. V. Fedorovich und N. V. Samsonenko. Diese Gruppe war der Erste, der einen Lithiumtantalat pyroelektrische Kristall in Fusionsexperimenten zu nutzen.

Die neue Idee mit dem pyroelektrischen Ansatz zur Fusion ist in seiner Anwendung des pyroelektrischen Effekt, um die Beschleunigung der elektrischen Felder zu erzeugen. Dies erfolgt durch Erhitzen des Kristalls von -30 ° C bis + 45 ° C über einen Zeitraum von wenigen Minuten durchgeführt.

Ergebnisse seit 2005

Im April 2005 verwendet ein UCLA-Team durch den Distinguished Professor für Chemie und Fellow der Royal Society James K. Gimzewski und Professor für Physik Seth Putterman Spitze einer Wolframsonde auf einen pyroelektrischen Kristall, um die elektrische Feldstärke zu erhöhen befestigt. Brian Naranjo, ein Doktorand arbeitet an seinem Ph.D. Grad unter Putterman führte das Experiment demonstriert die Verwendung eines pyroelektrischen Stromquelle zur Herstellung von Fusions auf einem Labortisch-Gerät. Die Vorrichtung verwendet einen Lithiumtantalat pyroelektrischen Kristall Deuteriumatome zu ionisieren und die Deuteronen in Richtung eines stationären Erbium dideuteride Ziel beschleunigen. Rund 1000 Fusionsreaktionen pro Sekunde statt, jeweils was zur Produktion eines 820 keV Helium-3-Kern und einem 2,45-MeV-Neutronen. Das Team rechnet Anwendungen der Vorrichtung als Neutronengenerator oder möglicherweise in microthrusters für Raumfahrtantriebe.

Ein Team, das Rensselaer Polytechnic Institute, Dr. Yaron Danon und sein Doktorand Jeffrey Geuther geführt, verbesserte von den UCLA-Experimente unter Verwendung einer Vorrichtung mit zwei pyroelektrische Kristalle und der Lage, bei nicht-kryogenen Temperaturen.

Nuclear DD Fusion durch pyroelektrische Kristalle angetrieben wurde von Naranjo und Putterman im Jahr 2002 vorgeschlagen, Es wurde auch von Brownridge und Shafroth im Jahr 2004 diskutiert die Möglichkeit der Verwendung von pyroelektrischen Kristallen in einer Neutronenproduktion Gerät wurde in einem Konferenzbeitrag von Geuther und Danon im Jahr 2004 vorgeschlagen, und später in einer Veröffentlichung diskutiert Elektronen- und Ionenbeschleunigung durch pyroelektrischen Kristallen. Keines dieser späteren Autoren hatten vorherige Kenntnis der früheren 1997 Experimentelles von Dougar Jabon, Feodorowitsch und Samsonenko die irrtümlich geglaubt Fusion innerhalb der Kristalle stattgeführt. Der Hauptbestandteil der Verwendung einer Wolframnadel um eine ausreichende Ionenstrahlstrom für die Verwendung mit einem pyroelektrischen Kristall Stromversorgung zum ersten Mal im Jahr 2005 in Nature gezeigt erzeugen, wenn auch in einem breiteren Zusammenhang Wolframemitterspitzen wurden als Ionenquellen in anderen Anwendungen für viele verwendet Jahren. Im Jahr 2010 wurde festgestellt, dass Wolfram-Emitterspitzen sind nicht notwendig, um den Beschleunigungspotential von pyroelektrischen Kristallen zu erhöhen; das Beschleunigungspotenzial ermöglichen positiven Ionen auf kinetische Energien von 300 bis 310 keV zu erreichen.

Pyroelektrische Fusion hat in den Medien, die die früheren experimentellen Arbeiten von Dougar Jabon, Fedorovich und Samsonenk übersehen wurde hochgespielt worden. Pyroelektrische Fusion ist nicht auf die früheren Ansprüche der Fusionsreaktionen verwandt, nachdem während Sonolumineszenz Experimente unter der Leitung von Dr. Rusi P. Taleyarkhan von der Purdue University durchgeführt wurde beobachtet. In der Tat, Naranjo des UCLA-Team ist einer der wichtigsten Kritiker dieser früheren prospektiven Fusion Forderungen aus Taleyarkhan.

Die erste erfolgreiche Ergebnisse mit pyroelektrische Fusion unter Verwendung eines tritiierten Ziel wurde im Jahr 2010 der UCLA-Team Putterman gemeldet und Naranjo arbeitete mit Dr. T. Venhaus des Los Alamos National Laboratory, eine 14,1 MeV Neutronensignal weit über dem Hintergrund zu messen. Dies war eine natürliche Erweiterung der früheren Arbeit mit deuteriertem Ziele.

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