DE102023001478A1

DE102023001478A1 - Fusions-Reaktor

Info

Publication number: DE102023001478A1
Application number: DE102023001478.8A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-04-15
Filing date: 2023-04-15
Publication date: 2024-10-17

Abstract

Der Reaktor besteht aus einer Reaktor-Kammer, in der ein oder mehrere fusionsfähige Elemente in Gas-Form sich befinden. In diesem Reaktor werden Ionen-Geschwindigkeiten von 300km/s beschleunigt und zu Kollision gegen einander gebracht. Die Ionen werden elektrisch durch elektrische Felder und Spannungen beschleunigt. Das wird in einer speziellen Konstruktion, bestehend aus zwei Rohren aus einem Isolator (z.B. Keramik), die in einem Punkt in deren Mitte unter einem engen Winkel sich kreuzen. Die Rohre sind gerade gebaut, aber sie treffen sich engwinklig an einer Stelle. Die beiden Fluidinhalte die beiden Rohre treffen sich in der Mitte in Form von Fluidstrahlen und werden zusätzlich elektrisch beschleunigt. Durch abwechselnde Stromentladungen, die mit einer Frequenz von ca. 100 - 200MHz stattfinden, werden die Ionen gegeneinander beschleunigt und zu Fusion gebracht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fusions-Reaktor, bei dem mit geringem Energie-Input, Kernfusionsvorgänge bei fusionsfähigen Elementen erreicht werden können.
Die Erfindung betrifft einen Fusion-Reaktor zu Erzeugung von Energie durch kontrollierte Fusion.
Die Energie-Gewinnung ist heutzutage das größte Problem für die Menschheit. Die Energie wird in großen Mengen von Kohle in Kohlekraftwerken und von Radioaktiven-Brennelementen in Atomkraftwerken gewonnen. Auch Erdöl mit seinen Produkten (Diesel, Benzin, Kerosin, etc.) ist ein sehr wichtiger Energie-Geber insbesondere in mobilen Bereich (Verkehrs-Mittel).
Die Kohle- und Ölvorräte werden immer knapper. Die Energiegewinnung aus Kohle und Erdöl ist mit vielen Nachteilen verbunden. Dadurch werden giftige Gase und CO² in die Atmosphäre freigegeben. Die Energie-Gewinnung aus Radioaktiven-Brennelementen ist mit einer Reihe von gefährlichen Nebeneffekten verbunden. Die Atom-Reaktoren sind nicht hundertprozentig sicher. Die verheerende Wirkung einer Reaktor-Panne zeigt die Katastrophe von Tschernobyl. Auch das Entsorgen des Radioaktiven-Mülls ist sehr problematisch.
Es gibt heutzutage sehr oft Versuche, Energie billig, sauber und so viel wie möglich zu erzeugen. Fusion ist eine Lösung dafür. Leider ist bisher noch nicht gelungen eine kontrollierte Fusion zu erzeugen, die auch wirtschaftlich rentieren würde. In zahlreichen Versuchsreaktoren wird mit sehr hohen Aufwand und hohe Energie-Investitionen eine FusionsReaktion gestartet und die fusionsfähigen Elemente gezündet, was leider nur wenige Sekunden dauert. Bisher ist leider so, dass die investierte Energie nicht mehr zurückgewonnen werden kann. Von einem wirtschaftlichen Nutzen kann hier nicht die Rede sein.
Kernfusion ist ein energieliefernder Prozess, der seit Milliarden Jahren in der Sonne und in Sternen abläuft. Der Fusionsprozess findet bei außerordentlich hohen Temperaturen statt, bei denen sich die Materie im vierten Aggregatzustand, dem sog. Plasma befindet. Ein Plasma besteht aus Atomkernen (Ionen) und Elektronen, die nicht mehr an einander gebunden sind.
Im Innern der Sonne laufen Fusionsreaktionen bei ca. 15 Millionen Grad ab. Unter den Randbedingungen auf der Erde wird das Plasma bei Temperaturen von über 100 Millionen Grad und bei extrem niedriger Dichte (ca. 250.000-Fach dünner als die Erdatmosphäre) durch starke Magnetfelder eingeschlossen. Das was auf der Erde die Magnetfelder zu erreichen versuchen, ist auf den Sternen nicht notwendig. Dort wird das Plasma durch die unvorstellbare große Sternen-Masse bzw. auf diese Masse wirkende Gravitationskräften, sehr stark zusammengedrückt. Das stark aufgeheizte Plasma, das die Fusion verursacht, befindet sich hauptsächlich in der nähe des Kerns des Sterns. Die Fusion findet nicht wie bisher angenommen im Kern des Sterns statt, sondern in einer Ummantelung, die zwischen dem Kern und der Oberfläche sich befindet. Im Kern des Sterns ist der Druck so hoch, dass die Materie sehr stark verdichtet ist, wobei auch die atomare Struktur-Integrität nicht mehr gewährleistet ist. Die Neutronen, die die Fusion in Gang halten sollen, werden viel zu schnell gebremst und zu schweren atomaren Strukturen vorzeitig gebunden. Anders sieht die Situation in einer Sternen-Mantel-Schicht, die von dem Kern mehr oder weniger entfernt ist. Die Entfernung von dem Sternenkern wird durch die Größe und Masse des Sterns bestimmt. Auf jeden Fall ist der Fusions-Mantel eines Sterns sehr heiß und relativ dünn, was auch eine sehr lange „Verbrennung“ gewährleistet.
Auf der Erde sieht die Situation anders aus. Hier wird versucht, die leichten Kerne (vorzugsweise Wasserstoff-Isotopen) durch starkes Aufheizen und Magnetfeld-Einschluss zum Schmelzen zu bringen. Es ist eine Reihe von Fusionsreaktionen zwischen leichten Kernen denkbar. In der ersten Generation zukünftiger Fusionsleistungsreaktoren wird die Deuterium-Tritium Reaktion zur Anwendung kommen, die eine vergleichsweise hohe Fusionsleistungsdichte bietet: Der Kern des schweren Wasserstoffs Deuterium (ein Proton, ein Neutron) fusioniert mit dem Kern des überschweren Wasserstoffs Tritium (ein Proton, zwei Neutronen) zum Helium-4-Kern, dem sog. -Teilchen (zwei Protonen, zwei Neutronen) unter Aussendung eines Neutrons. Dabei wird ca. viermal soviel Energie pro Nukleon frei wie bei der Spaltung eines Urankerns. 80% dieser Energie ist an das Neutron gebunden, das als neutrales Teilchen den magnetischen Käfig ungehindert verlassen kann. Durch Abbremsung der Neutronen im Strukturmaterial und in der Ummantelung der Plasmakammer, dem sog. Blanket entsteht Wärme, die über einen konventionellen Dampfkreislauf in Elektrizität umgewandelt wird. Das Teilchen überträgt kinetische Energie durch Wechselwirkung mit Plasmateilchen und trägt somit zur Aufheizung des Plasmas bei. Bei bestimmten physikalischen Bedingungen reicht diese -Heizung alleine aus, um das Plasma auf Betriebstemperatur zu halten. Diesen Betriebszustand nennt man „Zündung“.
Die heute weltweit grösste Anlage nach dem Tokamak-Prinzip ist der Joint Eruopean Torus (JET) in Culham / Großbritannien. Generelles Ziel ist die experimentelle Bestätigung der Theorie der Kernfusion und der Realisierbarkeit der Energiegewinnung aus der Fusionsreaktion. JET ist seit 1983 in Betrieb und heute in der Lage, für kurze Zeit eine Leistung von 17 MW zu erzeugen, das entspricht ca. 70 % der für die Aufheizung des Plasmas aufgebrachten Leistung.
Parallel zum Tokamak, der Energie in langen Pulsen freisetzt, wird die „Stellarator“-Linie weiterentwickelt, die einen kontinuierlichen Plasmabetrieb ermöglicht. Unter Leitung des Max-Plank-Instituts für Plasmaphysik wird in Greifswald derzeit die Stellaratoranlage Wendelstein 7X errichtet.
Der Kernfusion liegt eine Reaktion zwischen zwei Wasserstoffisotopen, z.B. Deuterium und Tritium, zu Grunde: 2H + 3H + 4He2 + n. Bei dieser Reaktion wird, nach dem Gesetz für den Massendefekt von Albert Einstein, Energie frei. Um die Verschmelzung der Wasserstoffkerne zu Heliumkernen zu starten, soll das Wasserstoffgas auf eine Temperatur von über 100 Millionen Grad Celsius erhitzt werden (200 Mio. Grad wurden schon erreicht). Zum Vergleich: Die Sonne hat auf ihrer Oberfläche eine Temperatur von 5500 C und in ihrem Innern 15.000.000 C. Es entsteht dabei ein so genanntes Plasma, ein Gemisch aus freien Wasserstoff-Ionen und freien Elektronen.
In den Reaktoren wird mit Plasmen gearbeitet, die aus nur 1g Wasserstoff-Ionen besteht. Die thermische Energie des heißen Wasserstoffplasmas reicht aus, um 100 kg Stahl zu verdampfen. Um mit diesen hohen Temperaturen arbeiten zu können werden die Plasmen und ihre thermische Abstrahlung mit Magnetfeldern, deren Stärke das 100.000-fache des Erdmagnetfeldes übersteigen, im Vakuum eingefangen. Bei den meisten Techniken treten energiereiche Neutronen auf. Da sie sich nicht durch Magneten auf eine definierte Bahn zwingen lassen, treffen sie auf das das Plasma umgebende Material und sind für dessen Verstrahlung verantwortlich. Sie werden aber dazu benutzt, um aus Lithium das meist benötigte Tritium herzustellen.
Prinzipiell kann man zwischen vier Techniken der Kernfusion unterscheiden: Die Induzierte Trägheitsfusion, die Fusion mit magnetischem Einschluss, die kalte Kernfusion und die Fusion aus der Teilchenbeschleunigertechnik.
Die Versuchs-Methode mit magnetischem Einschluss wird ziemlich oft verwendet. Die Fusion mit magnetischem Einschluss findet in geschlossenen Vakuumkammern statt. Das Gas, bestehend aus Wasserstoff, Deuterium oder Tritium oder Kombinationen dieser Stoffe, wird in dieser Kammer auf 50 bis 400 Millionen Grad erhitzt und liegt dann als Plasma vor, d.h. das Gas ist vollständig ionisiert. Durch Magnetfelder wird das Plasma auf eine Bahn gezwungen, die verhindert, dass das Plasma die Wand berührt. Unter hohem Druck und Temperatur kommt es schließlich zum thermonuklearen Brennen.
Allgemein ergeben sich beim magnetischen Einschluss folgende Probleme:

Durch die Schwierigkeiten beim Plasma-Einschluss und durch Verunreinigungen kommt es zu Energieverlusten. Durch Neutronenbeschuss wird das Reaktormaterial radioaktiv. Die extremen Bedingungen führen zu hohe Materialermüdung und damit zu hohen Kosten. Große gespeicherte Energiemengen in den Magnetfeldern und radioaktives Inventar stellen ein Gefahrenpotential dar. Der hohe Energiebedarf beim Betrieb durch die benötigte Heizung und Magnete (ca. 300 MW, was der Verbrauch einer mittleren Großstadt entspricht) rechtfertigt nicht mal Wiederholungen von solchen Versuchen.

Beim Magnetischen Einschluss gilt es noch, drei Reaktortypen zu unterscheiden:

- Stelleratoren Hier ist das Reaktorgefäß ähnlich wie beim Tokamak eine ringförmige Röhre, also ein Torus. Das Plasma fließt hier im Kreis, wobei es durch geeignete Magnetfelder in sich verwunden wird, um Abstrahlungsverluste zu minimieren. Diese zusätzlichen Magnetfelder verkomplizieren die Technik des Reaktors. Auch erreicht man derzeit nicht den gewünschten Einschlussgrad, was das Produkt aus Druck und Zeit entspricht. Der Stellerator ist aber für die Konstruktion eines energieliefernden Reaktors dadurch sehr interessant, da er sich zum kontinuierlichen Betrieb eignet.
- Tokamak-Reaktoren Tokamak ist eine Abkürzung für die Russische Bezeichnung von Toroidkammer im Magnetfeld. Beim Tokamak handelt es sich um einen Torus, in dem das Plasma im Kreis fliesst. Über äußere Spulen wird ähnlich wie bei einem Transformator ein Strom im Plasma induziert. Durch diesen Strom werden die Abstrahlungsverluste minimiert, so dass kein Magnetfeld für die Verwindung des Plasmas notwendig wird. Zusätzlich stellt der Strom im Plasma eine Heizmethode dar. Mit den Tokamaks ist man den Bedingungen für selbsterhaltendes thermonukleares Brennen bisher am nächsten gekommen, was vielleicht aber auch daran liegt, dass hier die intensivsten Forschungen getätigt werden. Als Hauptnachteil des Tokamak ist zu nennen, dass er sich nicht für einen kontinuierlichen Betrieb eignet, sondern regelmäßig wieder neu mit Plasma aufgeladen werden muss, was auch eine extreme Belastung der Anlage ausmacht.
- Spiegelmaschinen Das Reaktorgefäß bildet eine gerade Röhre. An den Enden wird das Plasma durch entsprechende Magnetfelder in seiner Flussrichtung reflektiert. Bei der Reflexion an dem Ende kommt es zu erhöhten Energieverlusten.

Andere Möglichkeiten, um Kernfusion zu betreiben, ergeben sich auch durch weitere Methoden:

- MIGMA-Konzept Bei dem MIGMA-Verfahren werden aus einem Teilchenbeschleuniger Teilchen (z.B. Deuteronen und Trionen) wiederholt zur Kollision gebracht und verschmelzen. Es ist mit diesem Konzept auch eine Fusion zwischen Protonen und dem Bor-11 Isotops möglich. Es entstehen vier energiereiche Alphateilchen (4He2+). Das besondere an diesem Ansatz ist, dass kein radioaktives und toxisches Tritium benötigt wird und keine Neutronen entstehen, welche für die unerwünschte Radioaktivität verantwortlich sind. Hauptproblem bei dieser Technik sind laut KfK die Energieverluste der Teilchen durch die entstehende Synchrotronstrahlung. Leider wird diese von einigen Physikern für genial gehaltene Technik weltweit ignoriert. Es werden zur Weiterentwicklung trotz ansehnlicher Anfangserfolge in den 70 Jahren nicht genügend Fördermittel zur Verfügung gestellt. Grund hierfür könnte sein, dass bei dieser Reaktion keine energiereichen Neutronen entstehen, die zu dem sehr interessanten Nebenprodukt, dem spaltbaren Material, führen.
- Induzierte Trägheitsfusion Ein Gemisch aus Deuterium und Tritium wird von einer kleinen kugelförmigen Hülle umgeben. Diese 1mm großen Kügelchen (Pellets) werden im Vakuum mit einem Hochenergielaser oder einem Leicht- oder Schwerionenstrahl beschossen. Bei der so herbeigeführten Implosion wird das Wasserstoffgemisch auf ein fünfzigstel seines Volumens komprimiert. Die extreme Erhitzung lässt das fusionierende Plasma entstehen. Durch Simulationen ließ sich ermitteln, dass der thermonukleare Energieausstoß typischerweise das Hundertfache der Laserenergie beträgt. Hauptproblem ist die Konstruktion der benötigten kurzwelligen Hochenergielaser bzw. Beschleuniger. Des Weiteren entstehen auch hier hochenergetische Neutronen. Die Konstruktion eines energiegewinnenden Reaktors, der z.B. zehn Pellets pro Sekunde zünden würde, wäre denkbar.
- Kalte Kernfusion Die Reaktion wurde aus theoretischen Überlegungen schon in den vierziger Jahren von F. Frank und Andrej D. Sacharov vorhergesagt und 10 Jahre später durch einen Zufall von Luis W. Alvarez experimentell nachgewiesen. Bei der kalten Kernfusion oder auch Myon -katalysierten kalten Kernfusion kann man die hohen Temperaturen und riesigen Versuchsaufbauten umgehen. Die kalte Kernfusion läuft bei Temperaturen ab 13 bis über 1000 Kelvin in festen, flüssigen oder gasförmigen Medien ab. Die Reaktion kann in einer einfachen mit Tritium und Deuterium gefüllten Kammer durchgeführt werden. Hierzu lässt man negative Myonen in die Kammer eindringen. Die Myonen stellen durch besondere Stoßprozesse enge Bindungen zwischen den Wasserstoffmolekülen her. Die so myonisch gebundenen Kerne verschmelzen und es wird Energie in Form von Wärme frei. Die Myonen werden dabei wieder freigesetzt und können unter bestimmten Bedingungen weitere Fusionen katalysieren. Myonen kann man künstlich mit Hilfe von Teilchenbeschleunigern erzeugen. Damit ein Myon mehrere Kernfusionen katalysieren kann, sind hohe Energien für dessen Erzeugung notwendig. Leider wird mehr Energie benötigt, um die Reaktion ablaufen zu lassen, als später freigesetzt wird. Die kalte Fusion ist zurzeit nur für die Grundlagenforschung interessant. Es gibt bis heute keine reproduzierbare Versuchsanordnung mit positiver Energiebilanz. Forschungen über kalte Fusion werden heutzutage vielmehr mit Skepsis betrachtet. Die Skeptiker haben sich in der Vergangenheit auf die elektrolytische Methode, wie sie von Fleischmann und Pons ursprünglich benutzt wurde, gestürzt. Diese Methode hatte keinen Erfolg, weil die Eigenschaften des Palladiums, in dem der Effekt auftritt, nicht gleichförmig und einfach herzustellen sind. Nur sehr wenige Palladiumproben, welche nicht brechen, wenn sie mit hohen Konzentrationen von Deuterium beladen werden, wären geeignet. Die Abwesenheit gewisser Verunreinigungen, wie etwa Kohlenstoff und Sauerstoff, sowie die Anwesenheit anderer Verunreinigungen, wie etwa Silber und Bor, stellten sich als wichtig für den Erfolg dieser Experimente heraus. Am wichtigsten ist der Zustand der Palladiumoberfläche, an der die Kernreaktionen tatsächlich ablaufen sollen. All diese Informationen wurden erst langsam gesammelt, sie wurden jedoch leider oft nicht von denen genutzt, die die Versuche zu wiederholen versuchten. So hat zum Beispiel das NHE-Laboratorium in Japan viele dieser wichtigen Variablen nicht berücksichtigt. Infolgedessen stellte sich später heraus, dass ein Großteil des untersuchten Palladiums gar nicht die notwendige hohe Deuteriumkonzentration aufnehmen konnte. Zu allem Übel versäumten viele Forscher, die diese Versuche nachmachten, die notwendigen Voraussetzungen genau zu erfüllen, und zogen es stattdessen vor, ihren eigenen Weg zu gehen. Auch wenn die Arbeiten jedoch korrekt gemacht wurden, wie etwa in Frankreich, wo die Vorgaben von Fleischmann und Pons genau beachtet wurden, führten die Versuche nicht zu dem gewünschten Erfolg. Viele Wissenschaftler, die die Fleischmann-Pons-Methode befürworten, begründen die Fehlschläge beim Versuch, die ursprünglichen Versuche von Fleischmann-Pons zu wiederholen, angeblich durch die schlechte Qualität des verwendeten Palladiums verursacht wurden und daran, dass angeblich ungeeignete Prozeduren angewandt wurden.

Wenn das Vorhandensein von Kernreaktionen behauptet wird, dann fühlen sich Physiker sofort aufgerufen, geeignete Methoden zur Deutung dieser Reaktionen vorzuschlagen. Leider ist jedoch für dieses einflussreiche Gebiet der Physik auch eine sehr beschränkte Sichtweise der Natur charakteristisch. Wenn Physiker Kernprozesse untersuchen, dann sind diese normalerweise unabhängig von den sie umgebenden Materialien. Zum Beispiel die Kernspaltung: sie läuft ganz unabhängig davon ab, worin das zu spaltende Uran oder Plutonium sich befindet. Die thermonukleare Fusion läuft in heißen Plasmen ab, einem gasförmigen, sehr heißen Zustand der Materie. Mit verschiedenen Strahlungsdetektoren lässt sich diese Reaktion leicht nachweisen. Allerdings ist dieser Nachweis oft nicht ausreichend.
Hunderte andere Beispiele für die Erzeugung von Überschussenergie wurden veröffentlicht. Dutzende von anomalen nuklearen Produkten wurden entdeckt. Eine Reihe unabhängiger Messungen von Wärme- und Heliumerzeugung beweisen ein klares und quantitatives Verhältnis dieser beiden Produkte. Verhältnisse zwischen bestimmten Eigenschaften des Palladiums und der Wärmeerzeugung wurden demonstriert. Trotz all dieser Unterstützung dominiert der Skeptizismus auf diesem Gebiet. Dennoch es gibt zahlreiche Wissenschaftler und kommerzielle Einrichtungen, die auch mit dem Thema sich beschäftigen.
Einer der größten Experimental-Reaktoren (ITER) entsteht zurzeit in Frankreich. Der ITER-Reaktor beruht auf dem Tokamak-Prinzip und ist seit 2007 beim südfranzösischen Kernforschungszentrum Cadarache im Bau. Forschungsschwerpunkte sind verschiedene Methoden und Konstruktionen zur Plasmaheizung, Kontrolle und die Erprobung verschiedener Blanket-Konstruktionen zum Erzeugen von Tritium. Es soll ein Brennen des Plasmas bis zu einer Stunde erreicht werden, und die freigesetzte Fusionsleistung soll dabei die von außen zugefügte Energie in Form von Heizleistung um das Mehrfache übersteigen. ITER wird im Vergleich zu seinem Vorgänger JET deutlich größer und mit supraleitenden Magnetspulen ausgestattet. Für den Bau von ITER werden voraussichtlich ca. 23 Milliarden EUR investiert und die Fertigstellung des Projekts im Jahr 2045 erwartet. ITER funktioniert nach dem Tokamak-Prinzip. Die Magnetfeld-Spulen, die das donutförmige Vakuumgefäß umschlingen, erzeugen darin ein starkes Magnetfeld (Toroidalfeld) in Umfangsrichtung. In das Gefäß sollen ca. 1 Gramm Deuterium-Tritium-Gas eingelassen, durch eine oder mehrere verschiedene Heiztechniken auf über 100 Millionen °C erhitzt und so in den Plasma-Zustand gebracht. Ein elektrischer Ringstrom erzeugt zusammen mit den Spulen das schraubenförmig verdrillte Magnetfeld, das das Plasma zusammenhält. Die Elektronen und Ionen bewegen sich unter der Lorentzkraft auf engen Schraubenbahnen um die Feldlinien. Stöße untereinander erlauben allerdings eine Drift quer zum Feld. Teilchenbahnen an der Oberfläche des Plasmas enden jenseits einer Feldeinschnürung auf Divertorplatten in der Nähe von Pumpenöffnungen. Durch die Magnetfelder wird eine Berührung des Plasmas mit den Reaktorwänden weitgehend verhindert. Die Divertoroberflächen aus Wolfram sind die am stärksten wärmebelasteten Teile des Reaktors. Die bei der Fusionsreaktion freigesetzten schnellen Neutronen tragen etwa 80 % der Fusionsleistung aus dem Plasma fort. Die restlichen 20 % der Fusionsleistung tragen die entstandenen Helium-4-Atomkerne auf, die diese Energie an das Plasma abgegeben und das trägt zu dessen Heizung bei. Dennoch wird eine Zusatz-Heizleistung von etwa 50 Megawatt benötigt, um das Plasma weiter brennen zu lassen.
Es gibt zahlreiche Patentanmeldungen, die Fusionsreaktoren beschreiben.
Die Anmeldung WO 1996036969 A1 (Toward a shock-wave fusion reactor) beschreibt einen Stoßwellen-Fusionsreaktor. Hier wird eine Vorrichtung zur Erzeugung von Kernenergie dargestellt, umfassend ein festes oder flüssiges Medium, in dem sich eine konvergierende Stoßwelle zu einem Brennpunkt ausbreitet, Stoßwellenerzeugungsmittel zum Abgeben einer konvergierenden Stoßwelle in das Medium, so dass die Stoßwelle zu dem konvergiert Fokus, und Fusionsbrennstoff, der entweder innerhalb des konvergierenden Mediums verteilt oder auf einen fokalen Hohlraum in dem Medium beschränkt ist. Das konvergierende Medium ist so beschaffen, dass es in der Lage ist, das Volumen einer Stoßwelle vollständig durch Konvergenz der Stoßwelle zu einem Brennpunkt zu reduzieren, so dass die Energie pro Teilchen in der konvergierten Stoßwelle den Schwellenwert zum Bewirken einer Fusion in dem Brennstoff übersteigt.
Die Anmeldung US 10403405 B2 (Inductive plasma source and plasma containment) beschreibt eine Induktive Plasmaquelle und Plasmabehälter. Ein Plasmaeinschlusssystem umfasst hier eine Kammer, einen Magnetfeldgenerator und eine ringförmige Plasmaschicht, die einen umlaufenden Ionenstrahl umfasst. Die Kammer enthält axiale isolierende Unterbrechungen in der Kammerwand, die fast über die gesamte Länge der Kammer verlaufen. Eine induktive Plasmaquelle ist innerhalb der Kammer montierbar und umfasst eine Stoßspulenanordnung und eine Laval-Düse, um Gas in die induktive Plasmaquelle einzuführen. Ein HF-Antrieb umfasst ein quadrupolares Zyklotron, das innerhalb der Kammer angeordnet ist und vier azimutal symmetrische Elektroden mit Lücken dazwischen aufweist.
US11049620B2 beschreibt ein Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung, Erwärmung und/oder Komprimierung von Plasmoiden und/oder Rückgewinnung von Energie daraus. Hier werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erhitzen und/oder Komprimieren von Plasmen auf thermonukleare Temperaturen und Dichten bereitgestellt. In einem Aspekt wird mindestens eines von mindestens zwei durch einen Abstand getrennten Plasmoiden zum anderen hin beschleunigt. Die Plasmoide interagieren, beispielsweise um ein resultierendes Plasmoid zu bilden, um eine kinetische Energie in eine thermische Energie umzuwandeln. Das resultierende Plasmoid wird unter Verwendung eines Magnetfelds in einem Zustand hoher Energiedichte eingeschlossen. Ein oder mehrere Plasmoide können komprimiert werden. Energie kann zurückgewonnen werden, beispielsweise über eine Decke und/oder direkt über eine oder mehrere Spulen, die ein Magnetfeld erzeugen, und/oder Schaltkreise, die die Spulen steuern.
US20200075178A1 beschreibt einen rotierenden Fusionsreaktor mit hoher Dichte für die aneutronische und neutronische Fusion. Ein Fusionsgerät erzeugt hier die Fusion von neutralen Atomen und Ionen in einer „aneutronischen Fusion“ ohne Neutronen, da die Produkte eine starke Ionen-Neutral-Kopplung bei hohen Neutraldichten nutzen. Ionen und Neutrale rotieren aufgrund häufiger Kollisionen gemeinsam in einer zylindrischen Kammer. Hohe Magnetkräfte ermöglichen das Erreichen hoher Rotationsenergien; Das Magnetfeld in einem Medium kann wegen des Fehlens magnetischer Ladungen auf sehr hohe Werte eingestellt werden. Die wiederholte Beschleunigung durch starke magnetische Kräfte in azimutaler Richtung ermöglicht sehr hohe Ionengeschwindigkeiten. Fusion findet hauptsächlich zwischen neutralen Teilchen statt. Dieser Ansatz lässt sich auch auf die Fusion mit Neutronen anwenden. Herkömmliche Fusionsschemata und Neutronenquellen können unter Verwendung der oben beschriebenen Prinzipien bei der Erzeugung von Neutralteilchen hoher Energien und Dichten realisiert werden.
DE 112018004647 A5 zeigt ebenso eine Möglichkeit von Freisetzung der nuklearen Energie durch Fusion. Bei einem Verfahren zur Elimination von Neutronen von Fissions-, Fusions- oder aneutronischen Kernreaktionen in einem Reaktor, insbesondere in einem lasergetriebenen Kernfusions-Reaktor, der mit Wasserstoff und dem Bor-Isotop arbeitet, werden mindestens teilweise moderierte Neutronen zu Kernreaktionen mit Zinn gebracht. Die Neutronen wandeln durch die Kernreaktionen mit Zinn die Zinnkerne durch Neutroneneinfang in stabile Kerne mit höherem Atomgewicht um. Es wird auch ein Reaktor, der für eine Energieumwandlung mittels Fissions-, Fusions- oder aneutronischen Kernreaktionen und zur Generation von Elektroenergie konfiguriert ist, beschrieben, wobei der Reaktor eine Neutronen-Eliminationseinrichtung enthält, die Zinnenthält und so angeordnet ist, dass moderierte Neutronen mindestens teilweise zu Kernreaktionen mit dem Zinn gebracht werden.
DE 10 2014 004 032 A1 beschreibt eine Energieerzeugung durch Kernfusion mit Einleitung der Fusionsflamme mittels Laserpulsen von weniger als 10 ps Dauer und mehr als PW Leistung und anfänglich zylindrischer achsenparalleler Geometrie mit magnetischen Feldern von mehr als Kilotesla und Energieausbeuten von mehr als 1000 pro die Fusionsflamme einleitenden Laserenergie, gekennzeichnet dadurch, dass die Energie der erzeugten Kerne in Kraftwerksleistung umgesetzt wird.
Der in den Patentansprüchen 1 bis 40 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde ein Reaktor zu schaffen, der in der Lage ist saubere und billige Energie aus nahezu unbegrenzten Vorräten zu erzeugen.
Dieses Problem wird mit den in den Patentansprüchen 1 bis 40 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Vorteile dieses Reaktors sind sehr vielfältig:

- er trägt bei, eine Lösung für die Energie-Probleme zu bieten, da er nahezu in unbegrenzten Mengen Energie geben kann,
- er kann vergleichsweise ziemlich günstig gebaut werden,
- er soll die Umwelt-Verschmutzungs-Probleme lösen,
- er trägt der Vergünstigung der elektrischen Energie, wodurch das Wirtschaftswachstum ankurbeln kann,
- sehr sicher im Betrieb und danach,
- kaum radioaktiver Müll,
- er kann nahezu beliebig skalierbar gebaut werden, was auch für mobile Zwecke (z.B. Schiffsantriebs-Energie-Quelle) geeignet werden kann.

Als Nebenprodukt wird, je nachdem was für die Fusion verwendet wurde, unter anderen, Helium oder Tritium im Reaktor erzeugt, das später ebenfalls gut zu gebrauchen ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1 bis 5 erläutert. Es zeigen:

1 eine Ausführung mit Kreuz-Rohr-Konstruktion,
2 eine Variante mit Laser-Unterstützung,
3 die Fluidstrahlen,
4 den Aufbau des Systems,
5 die Variante mit Trennwand-Konstruktion.

Der Reaktor besteht aus einer luftleeren, evakuierten Reaktor-Kammer (Fusions-Kammer) 1, in der ein oder mehrere fusionsfähige Elemente in Form von Fluidstrahlen 2 (Gas oder Liquid) gegeneinander abgegeben werden.
Die Fusionsvorgänge sind nicht nur außerhalb der Erde in den Sternen in den Weltraum, sondern in geringer Masse auch hier auf der Erde in der Natur zu finden. Fusionsvorgänge können bei intensiven Blitzeinschlägen durch empfindliche Apparaturen registriert werden. Durch Blitzeinschläge werden Ionen mit bis 5 - 10% der C-Geschwindigkeit (C=300.000km/s) beschleunigt und teilweise kommt dabei zu Kernfusion. Die Kern-Fusion kommt somit nicht nur in den Sternen und Sonne vor, sondern auch außerhalb in Kosmos und auf der Erde vor und das viel öfters als man denken würde. Nahezu jede frontale oder Winkel-Kollision zwischen schnellen Asteroiden oder Meteoriten führt im Kollisionspunkt im geringen Masse auch zu Kern-Fusion der Elemente, die auf der Oberfläche und geringfügig auch etwas tiefer im Aufprallpunkt sich befinden. Die frontale Kollisionen der Meteoriten oder kompakten Gesteinsbrocken im All, die mit dutzende km/s auf einander prallen, erzeugt dabei nicht nur ein sehr helles Blitzlicht, sondern auch UV-, und Gamma-Emission. Insbesondere die Gamma-Emission ist ein Indiz, dass dabei Kernfusion stattgefunden hat. Zudem mit feinen Detektoren kann man nach einer Kollision zweier Gesteinsbrocken im All auch die Erzeugung und Freisetzung von Heliumkernen detektieren. Die Meteoriten, die in unsere Atmosphäre mit 35km/s (oder schneller) eindringen, kollidieren unter anderen auch mit Wasser-Mikrotröpfen (bekannterweise aus Sauerstoff und Wasserstoff bestehend) und freien Wasserstoff-Atome der Atmosphäre. Durch die enorm hohe kinetische Energie werden dabei einige der Atome zu Kernfusion gebracht. Es werden Mikro-Explosionen aus Kernfusions-Prozesse generiert, die destruktive Wirkung auf dem eintreffenden Gesteinsbrocken haben. Diese zersplittern blitzartig die Oberfläche und zerstören immer schneller die Struktur der Meteoriten, was im Endeffekt zusätzlich durch das rasche Eindringen der Luftströmung und Erhitzung durch Reibung und Luftkomprimierung im inneren Struktur auch zu deren Explosion in der Atmosphäre führt (wenn sie nicht allzu groß sind). Die die groß und kompakt genug sind, um die Planeten-Oberfläche zu erreichen, bringen die Fusionsvorgänge bis zu Oberfläche mit und beim Kollision mit der Planeten-Kruste erneut und verstärkt Kernfusions-Prozesse aber je nach Materialbeschaffung des Gesteinsbrocken auch Kern-Fision im Gang setzen. Mit Kernenergie-Freisetzung bzw. Fusions-Energiefreisetzung kann man auch die Krater-Größe in fremde Planeten erklären, die sonst, wenn die Fusions-Energie fehlen würde, und wenn alleine die Auswirkung der kinetischen Energie im Spiel wäre, etwas kleiner gestaltet wären.
Es ist anderseits auch bekannt, dass die Blitz-Entladungen in einem Gas (auch in der Natur bzw. Atmosphäre), zu Ionen Bewegung führen. Die Ionen werden durch die Hochspannungselektroden 5 stark beschleunigt. Die Geschwindigkeit, die eine Blitzentladung erreichen kann ist zwar kleiner als die Lichtgeschwindigkeit, kann jedoch bis zu 70 % der Lichtgeschwindigkeit (C) erreichen. Wenn man bedenkt das in diesem Ionenkanal, Materie sehr schnell in Bewegung gesetzt wird (bzw. Ionen), kann man sich vorstellen das dort, sehr hohen Energiemengen bei einem Fusions-Vorgang freigesetzt werden können. Nahezu jedes Mal bei einer Natur-Blitzentladung, kommt es dabei geringfügig zu Kernfusion der leichten Elemente. Allerdings in einer Blitzentladung, wie der in der Natur vorkommt, werden nur sehr wenige Atome bzw. Ionen soweit und optimal miteinander kollidieren, dass das zu einer Fusion führt. Hinzu kommt, dass in der Atmosphäre die fusionsfähigen Elemente nur in sehr geringe Konzentration vorhanden sind. Oft sind die Kernfusions-Vorgänge dort mit unseren technischen Möglichkeiten nur schwer nachweisbar. Aber dennoch, eine Kernfusion findet auch dort statt. Wenn man gut mit Equipment aufgerüstet ist, genug Zeit bei Gewitter investiert und Messungen durchführt, kann man gelegentlich auch Gamma-Emission bei Blitzeinschlägen messen und nachweisen. Auch Helium-Kerne können dabei nachgewiesen werden. Das sind Indizien, dass Fusions-Vorgänge dort stattfinden.
Bei der Erfindung hier, werden die Ionen elektrisch durch elektrische Felder und Spannungen beschleunigt und zu Kollision miteinander gebracht. Das wird in einer speziellen Konstruktion, bestehend aus zwei Rohren 3 aus einem Isolator oder mit einer Isolations-Schicht (z.B. Keramik), die in einem Punkt in deren Mitte unter einem breiten Winkel 4 (170 - 178°) sich kreuzen. Für unseren Reaktor reichen Ionen-Geschwindigkeiten von 300 - 800km/s vollkommen aus. Man muss das Rohr-Konstruktion wie ein Kreuz-Rohr vorstellen, deren Flügel paarweise unter einen sehr breiten Winkel sich kreuzen. Die Rohre sind gerade gebaut, aber sie treffen sich breitwinklig an einer Verbindungs-Stelle 5. Die Inhalte in den Rohren sind die Fluidstrahlen und sie fliesen geradeaus in jedem Rohr. Die beiden Fluidstrahlen 2 die beiden Rohren 3 treffen sich in der Mitte der beiden Rohre in einem Kollisions-Punkt 6 und können nur teilweise weiter auf den anderen Rohr-Flügel geradeaus fließen, oder sich vermischen und dann teils in einem und teils in dem anderen Rohr-Ende fließen. In den beiden Rohren werden mit jeweils einem Fluidstrahl aus fusionsfähigem Gas abgegeben. Optimal ist je ein Fluidstrahl aus Wasserstoff-Isotopen 7 oder einer Mischung von mehreren davon, z.B. Deuterium und Tritium zu verwenden. Die Konstruktion weist zwei sehr breite Winkel 4 und zwei sehr enge Winkel 8 auf. Die Rohre sind evakuiert und durch diese wird gleichzeitig jeweils ein Deuterium und Tritium Fluidstrahl durch eine Hochdruck-Pumpe 9 in Form von zwei Hochdruck-Fluidstrahlen 2 aus zwei kleine Düsen 10 in den Rohren abgegeben. Die Düsen sind jeweils in den beiden Rohr-Anfängen 11 und 12, die breitwinklig mit einander treffen, eingebaut. An den beiden anderen Rohr-Enden 13 und 14 gegenüber in den Rohren, sind Öffnungen 15 und Kanäle 16 eingebaut, die das Gas ansaugen oder aufnehmen und in einem Auffangs-Behälter 17 leiten. Mit den Düsen sind jeweils eine Elektrode 18 und 19 in Form von jeweils einem Ring aus Metall, an jedem Rohr-Eingang eingebaut. Der Behälter ist mit der Hochdruckpumpe 9 verbunden und die Inhalte (das Gas) wird wieder durch die Düsen gepresst. Sobald die Düsen die Hochdruck-Fluidstrahlen aus Deuterium und Tritium gleichzeitig abgeben, wird über die Düsen, die in den Öffnungen 20 der Elektroden-Ringe stecken (oder auch wie Elektroden fungieren), je eine Stromentladung aus einer gemeinsamen oder galvanisch getrennte Hochspannungs-Quelle (Hochspannungsgenerator) 21 über die Düsen in den Rohren abgegeben. Die Hochspannung wird allerdings nicht gleichzeitig an beiden Rohren entladen, sondern impulsartig und abwechselnd in jedem Rohr und das mit einer Frequenz von z.B. 200MHz bei einer Rohrlänge von 100mm abgegeben. Das bedeutet, jedes Mal, wenn eine Spannung in dem Rohr 22 herrscht, das Rohr 23 stromlos wird und umgekehrt. Das bewirkt eine schnelle lonen-Bewegung abwechselnd in den beiden Rohren, wobei im Mittelpunkt, dort wo sich die Rohre miteinander treffen, diese Ionen sich aufeinander treffen und dabei heftig miteinander kollidieren. Zum Zeitpunkt der Kollision, ist nur einer der Fluidstrahlen, die jeweils einen Ionenkanal 24 und 25 bilden, unter Strom. Somit nur ein Ionenkanal bzw. nur in einem Fluidstrahl in einem der Rohre werden die Ionen aktiv elektrisch beschleunigt, während in dem anderen lonenkanal, bzw. in dem zweiten Rohr, die Ionen nur durch deren Massenträgheit sich schnell weiterbewegen. Nach einigen Nanosekunden, werden die Ionen in dem Rohr 23 antriebslos, während die Ionen in dem Rohr 22 wieder elektrisch angetrieben werden (unmittelbar danach wieder abwechselnd). Das ändert sich alle paar Nanosekunden, aber es werden niemals beide Rohre unter Spannung gleichzeitig stehen. Somit werden keine Störungen im elektrischen Knotenpunkt 26 durch Strom erzeugt und die Ionen der beiden Rohre unbeeinflusst mit einander kollidieren. Weil sie unter einen sehr breiten Winkel (fast 178°) auf einander prallen, ist das vergleichbar und ähnlich so als ob die zwei Fluidstrahlen aus Ionen frontal gegeneinander schießen würden. Durch die schnell wechselnde Antriebskraft, prallen die Ionen teils durch deren Massenträgheit und teils noch elektrisch aktiv angetrieben aufeinander und teilweise fusionieren auch miteinander. Der elektrische Knotenpunkt und dort auch der Kollisions-Punkt, wird dabei sehr heiß und die Umgebung (Wände) müsste durch Wärme-Transportmittel stets gekühlt werden. Die Hitze, die dabei entsteht kann als Energie-Freisetzung der Kernreaktion bezeichnet werden und für weitere Zwecke, wie Stromproduktion benutzt werden.
Die Vorrichtung aus der 2 ist aus einem Gerät gebaut, das in der Lage ist, zwei gebündelte und einander kreuzende Laserstrahlen zu generieren, die luftionisierende Eigenschaften haben, in dem ein weiteres Gerät implementiert ist, das in den Laserstrahlen je einen Fluidstrahl aus fusionsfähige Elementen mit Hochgeschwindigkeit senden kann, und ein Hochspannungserzeuger, der eine Strom-Ladung durch die beiden Laserstrahlen sendet und jeweils einen Stromkreis am Treffpunkt der Laserstrahlen schließt. Die beiden Laserstrahlen können durch eine oder durch zwei gas-ionisierenden Laserquellen 27 generiert werden. Die beiden Laserstrahlen 28 und 29 ionisieren die Luft. Unmittelbar danach werden zwei Fluidstrahlen 2 in den Laserstrahlen 28 und 29 drin über einer Hochdruckpumpe 9 und zwei Düsen 10, kreuzend miteinander, gesendet, die jeweils eine sehr kleine Menge von chemischen Elementen oder Isotopen aufweisen, die miteinander fusionieren können. Diese sehr kleinen Mengen fließen mit hoher Geschwindigkeit in die ionisierten Laserstrahlen-Ionenkanäle drin und prallen gegeneinander unter einem sehr großen Winkel (170 - 178°, fast 180°) in einem Kollisions-Punkt 6. Die Räumliche Ausrichtung oder Anordnung der Fluidstrahlen ist so gewählt, dass sie gegeneinander schießen. Der Aufprallwinkel der beiden Fluidstrahlen soll so nah wie möglich an 180° herankommen (ca. 170-178°), sodass der Aufprall der Fluidstrahlenpartikel drin (Ionen, Moleküle) 30 nahezu frontal gegeneinander erfolgt. Unmittelbar vor der Fluidstrahlen-Kollision bzw. im Moment des Aufpralls der beiden Fluidstrahlen in dem Kollisions-Punkt 6, wird je eine starke, blitzartige Stromentladung / Blitzentladung 31 durch die beiden gasionisierenden Laserstrahlen und Fluidstrahlen gleichzeitig oder geringfügig zeitversetzt gesendet. Es folgt je eine starke Stromentladung, die die beiden Elemente, die in den Fluidstrahlen sich befinden, weiter beschleunigt und gegen einander im Kollisions-Punkt mit hoher Geschwindigkeit leitet. Die beiden Strahlen treffen sich aufeinander, allerdings wegen der kurzen Distanz (die Fluidstrahlen werden lediglich ein paar cm lang) und dem Kollisions-Punkt, erreichen je ein Teil der Fluidstrahlen dennoch die Rohr-Enden 32 und 33, wobei auch die Stromkreise, durch dort eingebauten Gegenpol-Elektroden 34 und 35 sich befinden, geschlossen wird und ein Stromfluss im Punkt des Aufpralls am Weg-Ende zustande kommt. An beiden Weg-Enden der Fluidstrahlen bzw. am Rohr-Enden können jeweils Plan-Spiegel 36 und 37 eingebaut, die auch als Elektroden dienen können. Die positiven Ladungsträger 39 der Fluidstrahlen 2 in den ionisierenden Laserstrahlen 28 und 29 werden so geleitet, dass jeweils die positiven Ladungsträger jedes Fluidstrahls durch Kreuz-Fluss am Kollisions-Punkt 6 auf einander prallen. Der Kollisions-Punkt verbindet kurzzeitig die beiden Fluidstrahlen und weil augenblicklich je eine Stromentladung auf beiden Fluidstrahlen stattfindet, wird ein neuer gemeinsamer Knoten-Stromkreis geschlossen. Das zwingt die positiven Ladungsträger eines Strahls kurzzeitig zu Bewegung in umgekehrte Richtung, was für einige Mikrosekunden zu einem Ionen-Stau und zahlreiche Kollisionen mit hoher Geschwindigkeit führt. Das bringt einen Teil der Atome zu Kernfusion. Wichtig ist dabei, die Fluidstrahlen so kurz wie möglich zu halten. Ca. 10 - 50mm Fluidstrahlenweg sind dabei optimal. Die Geometrie der Fluidstrahlen aus Gas wird durch ionisierende Laserstrahlen optimiert. Das Gas / Fluid strömt aus den Düsen mit ca. 20 - 100m/s. Die Ionen werden aber deutlich stärker durch die blitzartigen Stromentladungen beschleunigt. Um im Kollisions-Punkt 6 der Fluidstrahlen elektrische Wechselwirkungen zwischen den beiden Fluidstrahlen zu vermeiden, die in Treffpunkt miteinander kollidieren, wobei ein kleiner Teil der beiden Fluidstrahlen dennoch jeweils deren Wege-Ende erreichen, werden die Stromentladungen so gesteuert, dass sie nicht gleichzeitig auf die beiden Fluidstrahlen stattfinden, sondern geringfügig zeitversetzt und das nur Bruchteile von einer Mikrosekunde, stattfinden.
Auf der 2 ist die Anordnung der Laserstrahlen 28 und 29 dargestellt. Hier werden eine oder zwei galvanisch getrennte Hochspannungsquellen 21 benötigt, die die Fluidstrahlen durch Elektroden-Paare unter Hochspannung setzen. Bei der Verwendung von nur einer Hochspannungsquelle, wird sie mit einer elektronischen Steuerung 40 gekoppelt, die sie mit sehr hoher Frequenz abwechselnd für beiden Elektroden-Paare ein und ausschaltet. Somit fließt der Strom abwechselnd jedes Mal nur in eine der Fluidstrahlen und niemals gleichzeitig in beiden. Die Ionen in den Fluidstrahlen werden abwechselnd elektrisch beschleunigt. Die Ionen besitzen allerdings eine Massenträgheit, die bei sehr schnelle Stromabschaltungen, deren Bewegung nur geringfügig beeinflusst. Die Ionen reisen mit 300 bis ca. 20.000km/s und sie werden dabei die paar cm bis zum Treffpunkt für die Verbindung mit dem Rücktransportstrahl innerhalb von ca. 0,000000002s zurücklegen. Genau dann wird der andere Fluidstrahl unter Strom gesetzt. Somit werden in den Fluidstrahlen stets Ionen fließen, die im Kollisions-Punkt der beiden Linear-Bewegungs-Mustern miteinander kollidieren werden.
Die abwechselnde Ladung / Blitzentladung der Elektrodenpaare ist hier der Schlüssel für eine erfolgreiche Ionen-Kollision. Es ermöglicht eine absolute Vermeidung der elektrischen Wechselwirkungen zwischen den beiden Ionenkanälen, die durch die Elektroden-Paare generiert werden. Durch die schnelle Abwechslung der Elektroden-Paare, die Blitzentladungen zustande bringen, sind elektrische Knoten zwischen den Beiden Elektroden-Paare nicht mehr möglich, was vorteilhaft auf die abwechselnde Beschleunigung der Ionen wirkt. Die Kollisionen der Ionen können mit sehr hoher Geschwindigkeit herbeigeführt werden, sodass dort teilweise zu Kernfusion der fusionsfähigen Elemente kommen kann. Man kann die Stromentladungen mit ca. 200MHz-3500MHz Repetitionsrate erzeugen, die jeweils abwechselnd, einige hunderte oder gar tausende Male pro Fluidstrahl abgeben werden. Abhängig von der Stärke der Stromentladung und der erzielten Ionen-Geschwindigkeit dabei, soll die Zeitdifferenz zwischen den beiden Stromentladungen jeweils in den Fluidstrahlen, nur so groß sein, dass die Ionen eines Fluidstrahls durch elektrische Beschleunigung (elektrische Antrieb) lediglich ca. 1-5mm Weg zurücklegen. Bei einer gesamten Fluidstrahlenlänge von 1500mm, können ca. 120 - 600 Stromentladungs-Impulse pro Fluidstrahl abgegeben werden, die immer abwechselnd pro Fluidstrahl erfolgen. Mit der gesamten Fluidstrahlenlänge ist die Fluidstrahlgenerierung gemeint, die einen Fluidstrahl darstellen würde, der im Freien abgegeben wird. Dann wäre der Fluidstrahl, wenn er auf nichts trifft, 1500mm lang. Hier ist zwar die Entfernung zwischen der Düse und dem Treffpunkt der Fluidstrahlen auf 10 - 25mm gelegt, aber der Fluidstrahl wird nicht nur 25mm lang erzeugt, sondern er wird auf die 25mm Weglänge, weiterhing abgegeben, bis die 1500 mm voll ausgeschöpft sind. Die Fluidstrahlen werden dabei in Form von Fluidstrahlen-Impulse abgegeben. Das bedeutet, für die 1500mm Fluidstrahlenlänge, pro Fluidstrahl ca. 50 - 60 ultrakurze Blitzentladungen 31 erfolgen können, die nicht gleichzeitig pro Fluidstrahl / Ionenkanal, sondern abwechselnd an jedem Fluidstrahl stattfinden. Jede solche ultrakurze Blitzentladung bewirkt eine Ionenbeschleunigung am Fluidstrahlen-Kollisions-Punkt und führt dabei teilweise zu Kernfusion der dort kollidierenden Ionen / Atomen. Wie beschrieben, werden hier nicht nur die Elektrische-Entladungen impulsartig abgegeben, sondern auch die Fluidstrahlen. Allerdings die Fluidstrahlen-Impulse werden mit deutlich niedrigerer Repetitionsrate erzeugt. Je nach Größe des Reaktors und deren technischen Gestaltung, können somit pro Fluidstrahlen-Impuls mit einer Länge von 1500mm ca. 50 - 200 Fusionsvorgänge mit der dementsprechenden Anzahl der freigesetzten, schnellen Neutronen registriert. Obwohl eine sehr große Anzahl der Ionen pro Impuls Blitzentladung dabei miteinander kollidiert (einige Milliarden), führen leider nicht alle Kollisionen zu einem Kernfusions-Vorgang, deswegen ist die Anzahl der fusionierten Ionen so gering, aber dennoch hoch genug, um Energie für kommerzielle Nutzung frei zu geben. Durch die abwechselnde Blitzentladung in beiden Fluidstrahlen, werden die Ionen sehr stark gegen einander beschleunigt. Die Beschleunigung erfolgt zwar zwischen den Ionenkanälen geringfügig zeitversetzt, aber es werden immer die Ionen eines Ionenkanals zu einem Zeitpunkt elektrisch bewegt, während die Ionen des anderen Ionenkanals zu dem Zeitpunkt, sich weiterhin durch die Massenträgheit bewegen. Die letzten wurden ja kurz davor elektrisch beschleunigt und besitzen immer noch eine hohe kinetische Energie, trotz fehlender elektrischer Treibkraft. Im nächsten Moment (Mikrosekunden später) ändern sich wieder die Verhältnisse. Die Ionen, die durch Massenträgheit in Bewegung waren, werden jetzt aktiv elektrisch angetrieben / beschleunigt, während die vorher elektrisch beschleunigten Ionen, jetzt alleine durch die gewonnene kinetische Energie und Massenträgheit sich weiterbewegen.
Auf der 3 ist eine weitere Ausführung der Erfindung, wobei die Fluidstrahlen im Vordergrund stehen, dargestellt. Es werden zahlreiche Mikro-Kernfusion-Explosionen stattfinden, die jedes Mal die Fluidstrahlen stören werden, aber weil Nachschub der Inhalt in dem Fluidstrahl kommt, gleicht sich das in einigen Mikrosekunden bis Nanosekunden wieder aus. Die fusionsfähigen Elemente in ionisierter Form werden durch elektrische Spannung derart stark beschleunigt, dass sie miteinander heftig kollidieren und dabei teilweise miteinander fusionieren. Selbstverständlich fusionieren nicht alle Atome / Ionen, die in dem Fluidstrahl sich befinden, miteinander, aber ein geringer Anteil davon wird es schaffen. Die BewegungsGeschwindigkeit der Ionen ist hier sehr hoch, weil diese durch elektrische Spannung abwechselnd angetrieben werden. Die möglichen Störungen, die durch elektrische Spannung an den Ionen stattfinden können, werden weitgehend durch abwechselnde und wechselhafte Ansteuerung des Strom-Flusses zwischen den beiden Elektroden-Paaren in den Laserstrahlenkanälen beseitigt. Genau im Moment des Aufpralls der Ionen aus den beiden Fluidstrahlen, wird der elektrische Stromfluss in einen der Fluidstrahlen abgeschaltet, sodass die Ionen eines Fluidstrahls auf die Ionen des anderen Fluidstrahls, lediglich durch die gewonnene kinetische Energie und Massenträgheit aufeinanderprallen, während die Ionen des anderen Fluidstrahls weiterhin aktiv elektrisch beschleunigt werden. Die Ionen müssen lediglich maximal 1-5mm antriebslos zurücklegen. Die Massenträgheit der Ionen 39 reicht vollkommen aus, um die paar Millimeter alleine dadurch zu passieren und miteinander dennoch mit hoher Geschwindigkeit zu kollidieren. Auf diese Weise wird ein kleiner Anteil davon miteinander auch fusionieren. Vor allem fusionieren die Ionen, die drin in der Achsen-Mitte 41 des Ionenstrahls / Fluidstrahls sich befinden. Die außerhalb angrenzende Ionen oder Moleküle bilden eine Art Fluidstrahlen-Hülle 42, die durch ihre Massenträgheit die in der Mitte befindlichen Teilchen am Vorbei-Passieren weitgehend verhindern und eine Kollision miteinander begünstigen. Für einen wirtschaftlichen Wirkungsgrad, reicht es vollkommen aus, wenn nur ein paar tausende bis Millionen von einigen Trillionen im Fluidstrahl vorhandenen Atomen, pro Minute zu Fusion kommen. Die dabei freigesetzte Energie kann für Stromgewinnung verwendet werden, wobei herkömmliche Umwandlungsmethoden (z.B. mit Turbinen oder ähnliches) in Frage kommen. Auf der 3 ist der Aufbau dieses Systems und der Fluidstrahlen-Zusammensetzung dargestellt. Hier ist zu sehen, dass der Fluidstrahl 2 relativ schmal (ca. 1-2mm in Durchmesser) ist und reist in dem Laserstrahl drin bis zum Kollisions-Punkt. Der Laserstrahl bildet dabei eine Art Hülle / Laserstrahl-Ummantelung 43 um den Fluidstrahl. Weil der Laserstrahl etwas breiter (ca. 3mm Ø) ist, wird die Luft ionisiert und wie eine Ummantelung um den Fluidstrahl gelegt. Selbstverständlich dringen die Laserstrahlen auch zusätzlich in dem Fluidstrahl ein und reisen mit. Der Kern 53 des Fluidstrahls ist am besten für Fusionszwecke im Kollisions-Punkt geeignet, weil die Ionen drin durch die „Hülle“ 42 am Ausweichen verhindert werden. Die Massenträgheit der „Hülle“ 42 wirkt dabei positiv, um die Ionen des Fluidstrahlen-Kerns 53 zum direkten Kollision zu verleiten und dabei Kernfusions-Vorgänge zu vollenden.
Auf der 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Atome / Ionen 39 in den Fluidstrahlen 2 reisen mit ca. 20 - 100m/s zum Kollisions-Punkt durch die Hochdruck-Pumpe 9 angetrieben in den beiden Rohren (22 und 23). Hier müssen keine gesteuerten Entladungen generiert, sondern der Fluidstrahl wird von Anfang an durch Elektroden 18, 19 und Gegen-Elektroden 34, 35 unter Strom gesetzt. Sie steuert selbst die Strom-Entladung drin. Am anderen Ende (Rohr-Enden 32 und 33) eingetroffen, schließen sie automatisch je einen Stromkreis und sie werden impulsartig unter Strom von dem Hochspannungserzeuger gesetzt und dadurch eine beschleunigte Bewegung einer kleinen Anzahl der Atome des Fluidstrahls in Richtung des anderen Strahls bewirkt. Der Rest des Fluidstrahls zerstreut sich vollständig. Wenn die Fluidstrahlen aber sehr nah an einander den Kollisions-Punkt erreichen, dann wird ein größerer Teil der Fluidstrahlen einander treffen und eine intensivere Stromladungsträger-Bewegung stattfinden. Auch hier kann die Strom-Abwechslung-Methode verwendet werden. Weil der Strom abwechselnd und impulsartig in jedem Fluidstrahl abgegeben wird und deren Zerstreuung ebenso kleinere „Fluid-Leiterbahnen“ 44 bis am Ende des Fluidstrahls bildet, wird kreuzend und abwechselnd eine Bewegung der Stromladungsträger stattfinden. Um die Störungen durch Strom-Knotenpunkt (Kollisions-Punkt der beiden Fluidstrahlen) zu vermeiden, wird der Strom mit ca. 200MHz ein und ausgeschaltet und das abwechselnd zwischen beiden Fluidstrahlen. Die Ionen bewegen sich dort in den zwei Leiterbahnen 44 aus Fluid, einander breitwinklig kreuzend, weil diese durch die elektrischen Felder abwechselnd beschleunigt werden. Es kommt dabei die Massenträgheit der Ionen und deren durch elektrische Beschleunigung gewonnene kinetische Energie voll zu Geltung. Das Bewirkt, dass im Kollisions-Punkt 6 die Ladungsträger in Form von Ionen, mit hoher Geschwindigkeit aufeinander treffen. In die Reaktor-Kammer kann eine kreuzförmige Trennwand-Konstruktion 45 oder die Konstruktion mit zwei Rohren verwendet werden, die breitwinklig einander kreuzen (5). Die Konstruktion weist zwei breite Winkel (jeweils ca. 170 - 178°) 4 und zwei sehr enge Winkel (jeweils ca. 10 - 2°) 8 auf. Durch die abwechselnden Stromabschaltungen und Erzeugung der Strom-Pulse mit z.B. 200MHz bei einer Rohrlänge von lediglich 50mm, bedingt durch die Massenträgheit der Ionen, kommt es keinesfalls zu einem Bremseffekt auf Ionen, was deren Kollisionen und eine Kernfusion begünstigt. Es werden praktisch zwei getrennte Stromkreise generiert, die abwechselnd extrem kurz jeweils nur den Inhalt in einem Rohr bzw. den Fluidstrahl drin zwischen zwei Elektroden betreffen und dort das Potential blitzartig entladen wird. Auf diese Weise werden Ionen der jeweiligen Fluidstrahlen impulsartig abwechselnd stark beschleunigt, ohne, dass die beiden Stromkreise einander durch elektrischen Knotenpunkt im Kollisions-Punkt stören. Man könnte auch zwei, z.B. induktiv, kapazitiv, galvanisch oder anderweitig getrennte Stromkreise gleichzeitig in beiden Fluidstrahlen generieren, die im Knotenpunkt sich kreuzen würden, allerdings durch das Treffen der beiden Ionenstrahlen im Knotenpunkt, wäre die Stromkreise-Trennung aufgehoben. Dadurch, dass die StromEntladungen in den Fluidstrahlen abwechselnd stattfinden, ist die Aufhebungsgefahr der Strom-Trennung dabei nicht gegeben. Somit werden saubere Entladungen in jedem Fluidstrahl stattfinden und innerhalb Mikrosekunden in jedem Rohr jeweils beachtliche Ionen-Beschleunigungen zustande kommen. Weil die Stromentladungen mit einer sehr hohen Frequenz erfolgen (z.B. bei einer Rohr-Länge von 50mm, mit z.B. 200MHz-Impuls-Wiederholungsrate), behalten die Ionen, bedingt durch ihre Massenträgheit auch während stromlose Zeitpunkten, die Bewegungs-Richtung bei und somit kollidieren sie mit den Ionen des anderen Fluidstrahls. Wichtig ist dabei, dass jedes Mal ein Ion, der durch Massenträgheit sich weiterbewegt, mit einem anderen Ion des anderen Strahls, der zu dem Zeitpunkt elektrisch aktiv beschleunigt wird, nahezu frontal bzw. unter den 170° - 178°-Winkel kollidiert. Die so beschleunigte Ionen kollidieren mit hoher Geschwindigkeit miteinander fast „frontal“, bedingt durch die Winkelanordnung der beiden Fluidstrahlen (je nach Konstruktion, in den Rohren drin oder außerhalb, zwischen der Trennwand-Konstruktion), die miteinander unter ca. 170° - 178° treffen (wobei der enge Winkel des Kreuzes bei ca. 10° - 2° liegt). Die Fluidstrahlen müssen nicht kontinuierlich abgegeben werden. Sie können ebenso in Impulsform, allerdings genau gleichzeitig und mit einer deutlich niedrigeren Repetitionsrate als die Stromentladungen generiert werden. Das führt zu Kernfusion, wenn auch in einem sehr geringen Prozentsatz, sodass durch Fluidstrahlen-Impuls, bei einer elektroventilgesteuerten Impuls-betrieb, eine Energie-Freisetzung, die abhängig von dem Fluidstrahl-Durchmesser, Stromentladungs-Intensität und Reaktor-Größe, durch Kernfusion von ca. 60 - 75.000 Atomen / Sekunde zustande kommen kann. Für kleine Reaktoren reichen 60 - 150 fusionierte Atome pro Impuls vollkommen aus, weil die Impulsrate dabei beliebig generierbar ist. Somit kann man mit einem kleinen Reaktor die Repetitionsrate der Fusions-Vorgänge variabel gestalten und damit den Leistungsoutput beliebig steuern. Der Druck in die Reaktor-Kammer oder in den Rohren (in der Rohrkonstruktion drin) bei Verwendung von Gas-Strahlen, kann fast im leeren Vakuum oder zumindest deutlich geringer als 1Bar sein. Erst wenn das Material der Fluidstrahlen sich dort ausdehnt, kann dadurch der Druck geringfügig ansteigen. Durch eine eingebaute Vakuum-Pumpe 52 kann der Druck in die Reaktor-Kammer dennoch konstant sehr niedrig gehalten werden.
Eine Verwendung von Flüssigkeits-Strahlen mit geringe Elektrolytische Beimengen 46, kann viele Vorteile mit sich bringen, aber auch einige zusätzliche technische Maßnahmen erforderlich machen (z.B. zusätzliche Wärme-Abfuhr-Vorrichtung, geringfügig modifizierte Rohr-Konstruktion, Steuerung, etc.). Die Stromentladungen müssen nicht kontinuierlich mit z.B. 200MHz bei einer Fluidstrahlen-Länge / Rohrlänge von 10cm laufen, sondern es können sehr kurze Stromimpulse abwechselnd pro Rohr, lediglich für einige Mikrosekunden pro Sekunde generiert werden. Die Länge der jeweiligen Impulse beträgt dabei lediglich unter 0,000000005s und diese werden einige hunderte bis tausende Male pro Sekunde stattfinden.
Zu erwähnen ist, dass die Stromentladungen zwischen den Elektroden-Paaren, die an jeweiligen Enden der beiden Rohre in die Kreuz-Rohr-Konstruktion eingebaut sind, auch in den Vorratsbehältern 47 mit der fusionsfähigen Flüssigkeit 48 und Elektrolyten-Inhalt drin selbst stattfinden könnten und dadurch den Vorgang stören und den Energie-Ertrag senken. Deswegen werden die Vorratsbehälter-Ausgänge 49 jeweils mit Elektroventilen 50 ausgestattet, die sowohl physisch als auch elektrisch die Rohren-Inhalt und Vorratsbehälter-Inhalt voneinander trennen. Eine elektrische Trennung der beiden Inhalte kann auch durch einen deutlich längeren Weg in dem Fluid-Inhalt in die Vorratskammer / Vorratsbehälter, zwischen den Elektroden-Paare, die jeweils in den Rohren eingebaut sind. Die Form der Vorratskammer 47 und deren Ausgänge 49 kann so ausgelegt werden, dass der Weg der elektrischen Funkenentladung durch den Inhalt in die Vorratskammer ein paar Mal länger wäre, als direkt über dem Fluidstrahlen-Inhalt in dem Rohr. Das könnte durch die Widerstands-Unterscheide der beiden Wege die Ableitung der Richtung der Stromentladungen automatisch regeln.
Bei kleinen Reaktoren, können pro Stromentladung dabei ca. 60 - 170 Atome miteinander fusionieren. Wenn 1000 Funken pro Sekunde erzeugt werden, dann sind es pro Sekunde ca. 60.000 bis 170.000 Atome, die miteinander fusionieren werden. Die Fusions-Vorgänge können zeitlich gestreckt werden, oder noch besser, wenn in 200MHz kurzen Stromimpulsen stattfindet, wobei lediglich ca. 1000 solche ultrakurzen Impulse pro Sekunde stattfinden. Theoretisch könnten dabei 200 Millionen solche Impulse pro Sekunde entladen werden, allerdings würde das eher kontraproduktiv wirken, weil der Energie-Input extrem hoch und die Energie-Freisetzung fast explosionsartig dabei wäre.
Für die Hochdruckerzeugung werden hier vorgeschlagen, ähnliche Knallgas-Zündungs-Vorrichtungen, wie bei der Anmeldung DE 10 2021 004 283.2 beschrieben, einzusetzen. Solche Vorrichtungen erzeugen einen Hochdruck auf einem Fluid, durch Knallgas-Explosionen in kleinen Brennkammern. Die gleiche Methode kann auch hier verwendet, um den notwendigen Hochdruck auf das fusionsfähiges Fluid zu generieren. Der Hochdruck und der Fluidstrahl-Geschwindigkeit durch die Düse ist für die Kernfusion hier von geringer Bedeutung, dennoch ein ergänzender Vorgang zu Kernfusion in die Reaktor-Kammer. Es wird zwar hier angestrebt, aber, wenn man einen Fluidstrahl mit mehrere km/s erzeugen würde, dann gewinnt diese Fluidstrahlen-Hochgeschwindigkeit auch hier an Bedeutung.
Der Reaktor auf diese Weise wie hier beschrieben hergestellt, kann beliebig skalierbar und somit auch sehr kompakt gebaut werden und mit ein paar Modifikationen auch als mobiler Fusions-Reaktor konzipiert werden. Ein Einsatz im Schiffen, U-Boote, Flugzeugträger oder sogar Fahrzeugen wäre dabei denkbar.
Der größte Vorteil dieses Reaktors ist, dass er in der Lage ist, mit geringem Energie-Input Kernfusions-Prozesse in Gang zu setzen. Außerdem ist der Reaktor durch seine beliebige Skalierbarkeit vielseitig einsetzbar. Man kann sehr kleine Reaktoren bauen, die lediglich Fahrzeuge antreiben können oder um einzelne Häuser mit Strom zu versorgen, aber auch sehr große, die Schiffe, Flugzeugträger (in ferne Zukunft auch Raumschiffe) oder ganze Städte mit Energie versorgen können. Für die thermische Energie-Umwandlung in brauchbaren elektrischen Strom, können dabei zahlreiche konventionelle Methoden verwendet werden. Von Solarzellen 51 im inneren der Reaktor-Kammer 1 (geschützt durch eine Abdeckscheibe 54), bis großartige Turbinen 38, kann alles wie bei herkömmlichen Kern-Fission-Reaktoren auch hier angewendet werden.
Die Fluidstrahlen können / sollen aus Deuterium und Tritium bestehen. Ob sie getrennte oder vermischte Inhalte aufweisen, ist dabei nicht viel von Bedeutung. Sie können aber auch aus anderen fusionsfähigen Elementen bestehen oder diese beinhalten. Z.B. es ist denkbar, dass auch Bor für die Fusionsvorgänge benutzt wird. Durch die elektrische Entladung wären sehr kleine Mengen aus Bor in die Reaktor-Kammer oder in den Röhren schnell verdampft und ionisiert, wobei diese Ionen durch elektrische Felder beschleunigt werden können. Durch die abwechselnde, schnelle Ein- und Abschaltungen (z.B. mit ca. 200MHz-Impulsfrequenz) der beiden Stromkreise, würden sich in einem Rohr befindlichen Bor-Ionen und in dem anderen Rohr befindliche Wasserstoff-Ionen sehr stark beschleunigen und miteinander kollidieren lassen, was zu Kernfusion kommen würde und Energie freigesetzt wäre.
Der Reaktor kann auch für militärische Zwecke (Militär-U-Boote, Kriegs-Schiffe, schwere Panzer) oder auch als Antriebs-System für Raumschiffe verwendet werden. Als Antriebs-System benutzt, müsste eine Trichter-Vorrichtung oder Parabel-Schüssel-Ähnliches Gebilde verwendet werden, in dem Zentrum die Kern-Mikroexplosionen in dem Kollisions-Punkt der Fluidstrahlen, verlegt werden. Die Mikroexplosionen könnten dabei eine Ausdehnung des Inhalts der Fluidstrahlen-Impulse bewirken, wobei der Inhalt mit einige hunderte km/s in eine Richtung in den Weltraum, gebündelt in Form eines Rückstrahls, eng kanalisiert, abgegeben und dabei eine Schubkraft generiert werden.
BEZUGSZEICHENLISTE:

1: Reaktor-Kammer / Fusions-Kammer
2: Fluidstrahlen
3: Zwei-Rohren-Konstruktion
4: Breiter Winkel
5: Verbindungs-Stelle
6: Kollisions-Punkt
7: Wasserstoff-Isotopen
8: Sehr enger Winkel
9: Hochdruck-Pumpe / Hochdruckpumpe
10: Düsen
11: Rohr-Anfang
12: Zweiter Rohr-Anfang
13: Rohr-Ende
14: Zweites Rohr-Ende
15: Öffnungen
16: Kanäle
17: Auffangs-Behälter
18: Elektrode
19: Zweite Elektrode
20: Öffnungen der Elektroden-Ringe
21: Hochspannungs-Quelle / Hochspannungsgenerator
22: Rohr
23: Zweites Rohr
24: Ionenkanal
25: Zweiter Ionenkanal
26: Elektrischer Knotenpunkt
27: Laserquelle
28: Laserstrahlen
29: Zweite Laserstrahlen
30: Fluidstrahlenpartikel (Ionen, Moleküle)
31: Blitzartige Stromentladung / Blitzentladung
32: Rohr-Ende
33: Zweites Rohr-Ende
34: Gegenpol-Elektrode
35: Zweite Gegenpol-Elektrode
36: Plan-Spiegel
37: Zweiter Plan-Spiegel
38: Turbine
39: Ladungsträger / Ionen
40: Elektronische Steuerung
41: Achsen-Mitte des Ionenstrahls / Fluidstrahls
42: Fluidstrahlen-Hülle
43: Laserstrahl-Ummantelung
44: Fluid-Leiterbahnen
45: Trennwand-Konstruktion
46: geringe Elektrolytische Beimengen
47: Vorratsbehälter
48: Fusionsfähige Flüssigkeit
49: Vorratsbehälter-Ausgänge
50: Elektroventile
51: Solarzellen
52: Vakuum-Pumpe
53: Kern des Fluidstrahls
54: Abdeckscheibe / Schutz-Vorrichtung für die Solarzellen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 1996036969 A1 [0022]
US 10403405 B2 [0023]
US 11049620 B2 [0024]
US 20200075178 A1 [0025]
DE 112018004647 A5 [0026]
DE 102014004032 A1 [0027]
DE 1020210042832 [0045]

Claims

Kernfusion-Reaktor, umfassend - einen Vorratsbehälter, der mit einem fusionsfähigen Fluid gefüllt ist, - eine Hochdruck-Pumpe, die mit dem Vorratsbehälter gekoppelt ist, - zwei Düsen, die je einen gebündelten Fluidstrahl erzeugen können, die jeweils mit einen der Pumpen-Ausgängen durch Fluidleitungen gekoppelt sind, - eine Reaktor-Kammer, in der die Düsen so angeordnet sind, dass sie aus kurzer Distanz aufeinander unter einen breiten Winkel kreuzende Fluidstrahlen abgeben, die in einem Kollisions-Punkt sich treffen, - zwei Hochspannungselektroden-Paare, die jeweils mit den Düsen und einem Punkt hinter dem Kollisions-Punkt in Fluidstrahlen-Achse eingebaut sind, - eine Hochspannungsquelle, die die Elektroden-Paare unter Spannung setzt, - eine elektronische Steuerung, die mit der Hochspannungsquelle gekoppelt ist, die die Elektroden-Paare schnell abwechselnd unter Hochspannung setzt und kurze Blitzentladungen abwechselnd jeweils in den Fluidstrahlen generiert, die die Ionen der beiden miteinander kollidierenden Fluidstrahlen im Kollisions-Punkt frontal oder fast frontal gegeneinanderprallend beschleunigt.
Kernfusion-Reaktor nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, eine oder zwei starke Laserstrahlenquellen, die zwei gebündelte gasionisierende Laserstrahlen erzeugen, die jeweils in den Fluidstrahlen-Weg generiert werden, in denen die Fluidstrahlen eindringen, die von den Laserstrahlen umhüllt werden, eingebaut sind.
Kernfusion-Reaktor nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidstrahlen gasförmig sind.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das fusionsfähiges Fluid in die Vorratskammer im flüssigem Zustand sich befindet.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid eine Mischung aus zwei oder mehrere mit einander fusionsfähigen Inhalten bildet.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Weg-Enden der beiden Fluidstrahlen mit je einem Plan-Spiegel versehen sind, die gleichzeitig als Laserstrahlen-Reflektoren für den jeweiligen Laserstrahl und als Elektrode dienen.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen mit je einem Plan-Spiegel, mit jeweils einem Loch für den Düsen-Austritt, ausgestattet sind, die gleichzeitig als Laserstrahlen-Reflektoren für den jeweiligen Laserstrahl und als Elektrode dienen.
Kernfusion-Reaktor nach Patentanspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Plan-Spiegel für jeden Fluidstrahlen-Weg einen Plan-Spiegel-Paar bilden.
Kernfusion-Reaktor nach einem der Patentansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Plan-Spiegel, paarweise planparallel zu einander angeordnet sind.
Kernfusion-Reaktor nach einem der Patentansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Plan-Spiegel-Paare je einen optischen Resonator oder einen Laserstrahlen-Resonator bilden, in dem die Laserstrahlen durch mehrfache Reflektionen zwischen den beiden Plan-Spiegeln hin und her reflektiert werden.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens - eine Rohr-Konstruktion aus zwei Rohren, die einander unter breitem Winkel an einer Stelle oder in einem Treffpunkt / Knotenpunkt kreuzend gebaut sind, an deren Anfängen je eine der Düsen eingebaut ist und an deren Enden, je eine Fluid-Abführ-Leitung gekoppelt ist, und jeweils an den Anfängen und am Enden der Rohre, paarweise in Sichtweite in den geraden Rohren jeweils zwei Elektroden, drin angeordnet, eingebaut sind, - eine elektronische Vorrichtung, die die Hochspannung in den Fluidstrahlen in Form von Pulsströmen / Blitzentladungen, die in den Fluidstrahlen niemals zur gleichen Zeit, sondern stets abwechselnd und mit hoher Impuls-Frequenz abgegeben werden, die jeweils einen Ionen- oder Plasma-Kanal generieren, - eine Pump- oder Elektroventil-Steuerung, die die Fluidstrahlen in Form von kurzen Fluidstrahl-Impulsen durch die Düsen abgibt, - eine elektronische Reaktor-Steuerung, die die Abläufe steuert, aufweist.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit zwei getrennte Vorratsbehältern, die jeweils mit einem fusionsfähigen Fluid gefüllt sind, die mit einer Hochdruck-Doppel-Pumpe, gekoppelt sind, die über die zwei Düsen, je einen Fluidstrahl erzeugen können, die jeweils mit einen der Pumpen-Ausgängen durch Fluidleitungen gekoppelt sind, ausgestattet ist.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden ringförmig gebaut sind, in deren Öffnungen die Düsen eingebaut sind.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Vorratsbehälter-Ausgangs-Öffnungen für die Düsen, die den Inhalt aus den Vorratsbehältern in den Rohren leiten, Elektroventile eingebaut sind, die den Zufluss steuern und die Rohren von dem Vorratsbehälter elektrisch isolieren.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorratsbehälter-Ausgänge jeweils mit Elektroventilen ausgestattet, die gesteuert die Rohren-Inhalt und Vorratsbehälter-Inhalt elektrisch und physisch voneinander trennen.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kürzeste elektrische Weg zwischen die Elektroden-Paare, die in die Reaktor-Kammer oder in den Rohren eingebaut sind, durch die Inhalt der Fluidstrahlen führt und nicht durch den Inhalt in dem Vorratsbehälter.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Widerstand und die Medium-Spannungsdurchbruch-Werte, bedingt durch längere Wege, die ein Stromladungsträger zurücklassen müsste, höher in dem Inhalt in dem Vorratsbehälter als in den Fluidstrahlen, die durch die Elektroden-Paare unter Spannung gesetzt werden, beträgt.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen in die Reaktor-Kammer oder in die Rohrkonstruktion so eingebaut sind, dass die beiden Fluidstrahlen im Kollisions-Punkt der beiden Fluidstrahlen unter einem sehr breiten Winkel, sich aufeinandertreffen.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden so angeordnet sind, dass deren Plus-Pole an den Stellen, wo die Düsen sich befinden, positioniert sind, während die Elektroden mit den negativen Polen jeweils gegenüber in den Fluidstrahlen-End-Treffstellen oder Rohr-Enden positioniert sind.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Fluidstrahlen, jeweils aus Deuterium und / oder Tritium bestehen.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannung ausreichend generiert wird, sodass er zwischen einem Elektrodenpaar, von einer Elektrode auf die andere gegenüber, eine ionisierende Stromentladung und Funkenerzeugung erreichen kann.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kreuzstelle der beiden Rohre oder im Kollisions-Punkt der beiden Fluidstrahlen, eine breitere Kammer eingebaut ist.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Reaktor-Kammer mit Hitzeableitungs-Elemente ausgestattet sind.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Reaktor-Kammer mit Solarzellen, die intensives Licht oder Hochenergie-Strahlung in Strom umwandeln können, ausgestattet sind.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impuls-Ströme in Form von Puls-Gleichstrom, durch eine eingebaute Steuerung, mit hoher Frequenz abwechselnd an jedes Elektroden-Paar geleitet werden.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impuls-Ströme mit einer Repetitionsrate, die mindestens einen KHz beträgt, generiert werden.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impuls-Ströme mit einer Repetitionsrate, die bis ins GHz-Bereich ausreicht, generiert werden.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elektroden-Paare über zwei galvanisch getrennte Stromkreise mit Hochspannungs-Impulsen abwechselnd versorgt werden.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Steuerung, die die Fluidstrahlen in Form von kurzen Fluid-Impulsen, die abwechselnd durch eingebaute Elektroventile und deren Steuerung, generiert werden, die die beiden Fluidstrahlen-Paare, abwechselnd abgibt, ausgestattet ist.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem Erhitzer, der das Fluid unmittelbar vor, oder während Austritt aus der Düse ionisiert, ausgestattet ist.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid im Flüssig-Zustand durch die Düsen in Form von zwei Fluidstrahlen aus Flüssigkeit abgegeben wird.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, das in dem Fluid ein chemisches Element, der dem Fluid stromleitende Fähigkeiten verleiht oder es in einem Elektrolyten verwandelt, aufgelöst ist.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid nicht kontinuierlich, sondern in Impuls-Form mit hoher Repetitionsrate, gleichzeitig aus den beiden Düsen in die Reaktor-Kammer oder in den beiden Rohren abgegeben wird.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe aus einer Vorrichtung, die mit Knallgas und Knallgas-Zündung den notwendigen Hochdruck auf das Fluid generiert, besteht.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden-Paare abwechselnd aktiv und inaktiv sind.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden kreuzende Fluidstrahlen am Kollisions-Punkt treffend, kurzzeitig und abwechselnd unter einem elektrischen Stromfluss-Antrieb über Stromentladungen durch Elektroden-Paare gesetzt sind, der die Ionen der jeweiligen Fluidstrahlen, abwechselnd elektrisch beschleunigt, deren Ionen im Kollisions-Punkt miteinander kollidieren, wobei immer im Moment der Kollision die Ionen eines Fluidstrahls kurz davor elektrisch beschleunigt, durch Massenträgheit mit den Ionen des anderen Fluidstrahls, die aktiv durch elektrischen Feld beschleunigt werden, aufeinander treffen.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung so gestaltet ist, dass sie die Stromentladungen in jedem Fluidstrahl oder in jedem Rohr nicht kontinuierlich, sondern in Form von sehr kurzen Stromimpulsen, abwechselnd pro Fluidstrahl / Rohr, nur einige Bruchteile einer Sekunde oder einige Mikrosekunden lang, innerhalb einer einstellbaren Zeitspanne generiert.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden der Fluidstrahlen verschiedene fusionsfähige Elemente in Fluidform aufweisen.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Fluidstrahlen kleine Mengen aus Bor und das andere Wasserstoff beinhalten.
Kernfusion-Reaktor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktor-Kammer oder zumindest die Rohr-Konstruktion evakuiert ist.