УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ

Изобретение относится к ядерной физике и может быть использовано для получения энергии путем дейтерирования образцов, выполненных из металла.
Известно устройство для получения энергии (патент РФ №2195717, МПК G21B 1/00 от 03.08.1992)), включающее герметично закрывающийся реактор с рабочим веществом, способным к обратимым изоструктурным фазовым превращениям с изменением содержания дейтерия, систему измерения и регулирования газового давления, систему нагрева и регулирования температуры, систему передачи и использования выделяемого тепла, при этом реактор с рабочим веществом выполнен в виде соосно расположенных труб, снабженных затворами, герметизирующими рабочий объем с помещенным в нем рабочим веществом, нагреватели и термодатчики системы нагрева и регулирования температуры размещены в концевых частях труб реактора снаружи рабочего объема с возможностью создания переменного по направлению продольного градиента температуры в реакторе, система передачи и использования выделяемого тепла включает теплообменник первичного контура, расположенный на реакторе со стороны, радиально противоположной положению нагревателей, и подсоединенный к трубам с теплоносителем, гидравлический насос, теплообменник вторичного контура и теплоизолирующую оболочку.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является известное устройство (патент 2056656, МПК G21G 4/02, G21B 1/00 от 03.08.1992), реализующее способ получения свободных нейтронов и содержащее основной герметичный сосуд (камера высокого давления) и дополнительный герметичный сосуд (защитная оболочка), снабженные затворами, нагревателями и охлаждающими системами, выполненными, например, в виде полых спиралей с проточной жидкостью или емкостей с жидкостью, датчиками температуры, например термопарами, и датчиком давления, например, манометром с разделителем. Герметичные сосуды высокого давления выполнены из материала, устойчивого к длительному воздействию водорода (дейтерия) и соединены между собой трубопроводом высокого давления, и вентили.
Недостатками известных устройств является недостаточная эффективность и низкая надежность.
Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков достигается в предлагаемом устройстве для получения энергии, содержащем герметичную камеру высокого давления, расположенную в защитной оболочке и затвор, датчик температуры, контактирующий с упомянутой камерой, датчик давления, разделительный вентиль высокого давления, соединенный с упомянутой камерой через капиллярный элемент, при этом герметичная камера высокого давления содержит емкость, заполненную водородом (дейтерием), в которую помещен металлический образец, отличающееся тем, что между герметичной камерой высокого давления и защитной оболочкой введен уплотнительный элемент в виде цилиндра, емкость выполнена в виде втулки, при этом на торце герметичной камеры высокого давления установлен защитный и теплоизолирующий дисковый элемент, а затвор выполнен в виде закрывающего уплотнительного элемента, соосного с герметичной камерой высокого давления, причем в закрывающем уплотнительном элементе выполнено окно для приема внешнего направленного энергетического потока излучения.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, на котором представлено устройство в разрезе.
Устройство содержит герметичную камеру 1 высокого давления, расположенную в защитной оболочке 2, затвор 3, выполненный в виде закрывающего уплотнительного элемента, соосного с герметичной камерой 1 высокого давления, датчик 4 температуры, например, термопару, контактирующую с упомянутой камерой 1, датчик 5 давления, разделительный вентиль 6 высокого давления, соединенный с камерой 1 через капиллярный элемент 7.
Между герметичной камерой 1 высокого давления и защитной оболочкой 2 введен уплотнительный элемент 8 в виде цилиндра. На торце камеры 1 установлен защитный и теплоизолирующий дисковый элемент 8.
В закрывающем уплотнительном элементе 3 выполнено окно 9 для приема внешнего направленного энергетического потока излучения 10.
Герметичная камера 1 высокого давления содержит емкость, выполненную в виде втулки 11, заполненную водородом (дейтерием) 12, в которую помещен металлический образец 13. Входное окно 14 предназначено для обеспечения возможности облучения внутреннего объема камеры.
Между втулкой 11 и затвором 3 расположен уплотнительный элемент 15.
Вентиль 5 соединен через капиллярный элемент 16 с внешней системой высокого давления (на чертеже не показана).
Предлагаемое устройство является устройством высокого давления водорода (дейтерия) без использования гидравлического пресса. Камера 1 высокого давления изготовлена сделана из металла не чувствительного к водородному охрупчиванию, например, из бериллиевой бронзы после соответствующей термической обработки.
Устройство работает следующим образом.
В сосуд 11 помещают образец 13 дейтерируемого металла.
После наполнения дейтерием (водородом) камеры 1 с внутренней втулкой 11 через вентиль 6 и капиллярные элементы 7 и 15 вентиль 6 закрывается. Устройство представляет собой переносной герметичный объект, во внутреннем объеме которого создано для давление, ограниченное только устойчивостью используемого вентиля или соединяющего капиллярного элемента и составляет от 4000 до 7000 бар. Конструкция устройства в совокупности элементов 1, 2, 3, 8, 9, 11, 14 имеет цилиндрическую геометрию с коаксиального типа, плотно закрывающих камеру высокого давления входным окном с толщиной 2 мм из бериллиевой бронзы.
Устройство, наполненное водородом (дейтерием) помещается на оси потока 10 соответствующего излучения. При этом осуществляется дистанционное измерения давления и температуры с помощью датчиков 4 и 5, а также и измерение потока частиц излучения: выход нейтронов из реакций, жестких квантов-гамма и других излучений, окружающих устройство при помощи соответствующих измерительных приборов (на чертеже не показаны). Ионизирующее излучение проходит через пространство, заполненное молекулярным водородом (дейтерием), приводя к его атомизации с повышением давления в камере 1.
В результате происходит дейтерирование материала образца 13.
Материал образца 13 оказывается таким образом под влиянием выбранного излучения, атомизированного водорода (дейтерия) с высокой химической активностью, и при увеличенном высоком давлении.
Активность атомизированного водорода (дейтерия) при увеличенном высоком давлении как и использованное излучение (радиация) приведет к образованию гидридов (дейтериев) выбранных металлов таких как: Mn, Co, Fe, Mo и т.д. при более низком, чем в других известных способах и устройствах давлении, увеличивает концентрацию водорода (дейтерия) в выбранном материале образца 13 даже превышающем стехиометрическое значение, например, в случае с гидридом никеля или неполученных до сегодняшнего дня принципиально новых гидридов.
Полученные гидриды металлов в дальнейшем могут использоваться в качестве источников путем выделения при нагреве водорода, как топлива.
Камера 1 выполнена бериллиевой бронзы, защитная оболочка 2 выполнена из нержавеющей стали, рабочий газ высокого давления - водород или дейтерий.