PROCÉDÉ D'INDUCTION DE CAPTURE ÉLECTRONIQUE PAR LES PROTONS CHAMP DE L'INVENTION
La présente invention se réfère à une méthode générale d'induction et de contrôle de phénomènes d'interactions faibles grâce à l'utilisation des interactions électromagnétiques (ém). Plus particulièrement, l'invention se réfère à un procédé d'induction de capture électronique par les protons pour générer les neutrons. Ces neutrons, dits "virtuels" sont à courte vie et peuvent se combiner à d'autres particules nucléaires et ainsi libérer de l'énergie nucléaire. L'invention a trait également à un appareil pour générer les neutrons virtuels à partir des substances stables et abondantes, par exemple l'hydrogène. La présente invention permet de produire de l'énergie sans faire appel aux substances radioactives, telles les isotopes d'uranium, ou aux appareillages de haute énergie et température coûteux
DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR L'extraction de l'énergie emmagasinée dans les noyaux des atomes requiert des techniques permettant une modification de la masse des noyaux mis en présence. Toute particule est le résultat de l'établissement de liens entre particules plus fondamentales. La complexité et/ou l'intensité des liens peut être accrue ou diminuée; cela nécessite un mouvement pour le transport de l'énergie et des conditions favorables de couplage pour son transfert. Pour passer d'un niveau de stabilité à un autre, un effort doit être fourni pour créer ou augmenter le déséquilibre de la condition originale, afin de forcer le mouvement vers le nouvel état d'équilibre. Une technique est d'autant plus intéressante que l'énergie déséquilibrante requise est faible par rapport au saut qu'elle permet d'effectuer.
La fission d'éléments plus lourds que le fer et la fusion d'éléments plus légers que le fer permettent théoriquement la génération d'énergie, en autant que des techniques efficaces permettent la production de plus d'énergie que celle requise afin d'entretenir la réaction. Un neutron énergétique de 6 MeV produit localement par la désintégration naturelle de uranium, permet la fission d'uranium enrichi et génère 200 MeV par événement. La fission se contrôle mécaniquement à l'aide de tiges d'éléments modérateurs insérées dans le réacteur. La fusion de deutérium exige des conditions d'excitation requérant des températures de quelques millions de degrés et fournit environ 20 MeV par événement. Après 50 ans de travaux de recherches, 35 ans seront encore requis afin de surmonter les difficultés de contrôle du procédé de la fusion. De plus, afin d'obtenir un rendement intéressant, l'utilisation de tritium radioactif semble incontournable, ce qui compromet son succès commercial.
La nature explosive de la propagation des phénomènes de fission et de fusion, la formation de déchets radioactifs, ainsi que les énergies énormes en présence entraînent des coûts
élevés d'infrastructures, de contrôle et de protection. L'efficacité de la conversion de l'énergie thermique en énergie électrique est de 33% seulement, ce qui entraîne l'utilisation d'importantes mesures de dissipation de chaleur. Tout cela se reflète par des coûts de production par kilowatt plus élevés que ceux associés aux modes plus traditionnels de production, soient l'utilisation des hydrocarbures et de l'hydraulique. Ds requièrent tous deux la même complexité de réseaux de distribution avec toute la pollution ém et visuelle qui l'accompagne, ainsi que la vulnérabilité aux intempéries, au vandalisme et aux cataclysmes naturels. La production de radio-isotopes se fait aussi par collisions, soit par l'exposition de matériaux à l'intérieur de réacteurs à fission nucléaire, soit par des tirs d'accélérateurs de particules sur les matériaux à transformer. Cela exige des moyens et des espaces considérables pour leurs réalisations, ainsi que de nombreuses précautions pour le transport du fabricant à l'utilisateur. La radioactivation est une méthode portative de production d'isotopes, pour fins médicales entre autres, à partir d'une source d'isotope radioactif enfermée dans un contenant protecteur. Des neutrons sont produits par les rayons gammas émis par des sources telles que le radium, le sodium-24, l'yttrium-88, etc. et arrangées de façon telle que les rayons gamma émis réagissent avec une substance telle le béryllium, lequel émet en retour des neutrons. Les neutrons sont alors capturés par les noyaux stables des échantillons tel que l'iode, pour en produire des isotopes radioactifs.
À la fin de leur vie utile, les équipements et les matériaux utilisés dans les cas précédant, posent des problèmes considérables de transport et d'entreposage de déchets radioactifs. La fusion et la fission ne se prêtent pas à la conception d'appareils portatifs et sécuritaires afin de répondre aux besoins personnels en énergie tels que le chauffage des aires d'habitation et de l'eau de baignade, la cuisson des aliments, le chauffage, la climatisation et la propulsion de véhicules utilitaires ou de plaisance.
La capture neutronique est un phénomène exothermique chez plus de 70 éléments. Il est remarquable que sa probabilité de réalisation soit plus grande pour les neutrons lents, i.e. thermalisés (0.025MeV), que pour les neutrons de moyennes et hautes énergies. La fission et la radioactivation ne sont que des cas particuliers du phénomène universel de transformation nucléaire par capture neutronique. Grâce à sa neutralité, le neutron peut pénétrer facilement à l'intérieur du noyau et s'y intégrer suite à un délestage d'un trop plein d'énergie, typiquement grâce à l'émission de trois rayonnements gamma successifs. L'APPROCHE SUBTILE: RÉACTEURS ÉLECTRONIQUES. Au moins deux groupes contemporains ont déjà recueilli et tenté d'exploiter certains indices permettant d'entrevoir des méthodes beaucoup plus douces, plus simples de transformation nucléaire.
PROVOCATION DES INTERACTIONS FAIBLES. Tenant compte des travaux de Lee and Yang, sur la découverte du non-respect de la parité dans le phénomène de la désintégration bêta, et inspiré par les travaux du professeur belge RL. Vallée, Éric Hoker, a proposé en novembre 1975 une expérience afin de provoquer artificiellement le phénomène des interactions faibles. Le montage proposé était constitué d'un noyau de carbone soumis à une différence de potentiel électrique alors qu'une bobine d'orientation, (reliée à une autre source de voltage) enveloppait la tige de carbone afin d'y produire un champ colinéaire opposé. Il s'agissait, disait-on, de trouver la bonne dose de champs électriques et magnétiques afin de générer en abondance des électrons énergétiques. FUSION FROIDE. Dans la demande de brevet WO 90/10935 (Fleischmann, Pons et al.), ces spécialistes en électrochimie ont proposé un montage non traditionnel d'électrolyse où les phénomènes obtenus semblaient liés au fait qu'une des électrodes était enroulée en spirale autour de l'autre utilisée conventionnellement de façon rectiligne. On retrouve ici, sous certaines conditions, la possibilité d'un effet de polarisation colinéaire sur un milieu d'interaction. Huit ans d'expérimentation internationale n'ont donné que des résultats mitigés et de très nombreuses controverses quant aux théories pouvant expliquer l'important dégagement de chaleur quelquefois observé, ainsi que divers autres phénomènes sporadiques.
Les quelques résultats obtenus sont entre autres le fait que l'exposition générale des montages sont propices à la capture des ondes ém ambiantes produisant occasionnellement certains artefacts. De plus, un montage électrique constitué de changements brusques de direction et de résistance, est en mesure de générer et d'entretenir des ondes ém par le passage d'un courant. Comme les longueurs, formes et positions des composantes de ces montages ne font pas partie des protocoles d'essais, il devenait pratiquement impossible de répéter systématiquement les résultats heureux.
Il manque entre autres aux deux approches précédentes, une stimulation ém afin de déclencher une résonance nucléaire et une pression cohérente pour créer et maintenir le déséquilibre propice afin de favoriser le processus de transformation nucléaire par capture électronique. La 'MÉTHODE DE FUSION DE PLASMA NUCLÉAIRE' du brevet EP 0 393 461 de Shunpei Yamazaki, a pour objet d'améliorer les performances de la technique de Pons. Il y préconise l'utilisation de micro-ondes et de champs magnétiques dans un espace de résonance, dans le but de conditionner la substance à transformer, un gaz de deutérium, afin de la convertir sous forme de plasma et de la projeter sur une surface catalysante. Ces deux dernières inventions s'intéressent à la fusion d'atomes de deutérium entre eux, avec l'aide de surfaces catalysantes, le palladium de préférence. Pons et al., suggèrent l'intérêt d'exciter la surface catalysante par radiation α, β et γ, alors que Yamazaki utilise
l'excitation isolée des atomes de deutérium par effet combiné de micro-ondes et de champs magnétiques à l'écart de la surface catalysante.
Aucune de ces approches ne fait appel à l'entretien d'un phénomène de résonance nucléaire afin d'arriver aux transformations requises. Le brevet US 5,494,559 et autres émis à Patterson sont des variantes de système d'électrolyse utilisant des matériaux à propriétés catalysantes.
Ces trois dernières inventions recherchent la réalisation de phénomènes de fusion en tentant de reproduire des conditions locales de pressions élevées entre des particules de même charge. Le brevet US 5,502,354 a été émis à Correa en rapport avec l'utilisation du phénomène de décharge anormale dans un tube à gaz afin de produire plus d'énergie qu'il n'en consomme. Cet inventeur attribue les vertus de son appareil à un phénomène particulier de électrodynamique, l'effet 'Apsden'. Il ne fait pas appel à aucune technique de cohérence afin d'amplifier la performance de son appareil. Il ne peut pas se réaliser par l'utilisation de liquides ou de solides.
Aucun de ces quatre inventeurs n'a manifesté l'intention de tenté d'exploiter le phénomène de résonance nucléaire ou des interactions faibles afin d'atteindre les résultats anticipés ou d'améliorer les effets de base, ni n'a envisagé de créer à l'aide de l' électromagnétisme des neutrons à partir de protons et d'électrons afin de transformer la matière. De plus, aucun chercheur n'a réussi à réaliser la capture des électrons par les protons afin d'exploiter les neutrons dits "virtuels" pour des réactions nucléaires génératrices d'énergie. OBJECTIFS DE L'INVENTION
L'objectif premier de cette invention est d'utiliser les interactions ém afin de réaliser la production du phénomène de la capture électronique chez les isotopes d'H. Les neutrons virtuels ou réels nécessaires à diverses transformations nucléaires, telles que la capture neutronique par exemple, sont ainsi produits.
Un autre objectif de cette invention est de fournir des méthodes et techniques afin d'augmenter la reproductibilité d'événements nucléaires et le rendement chez les appareils permettant d'observer la transformation nucléaire à faible énergie. Cette invention signale l'importance de choisir les dimensions et les positions relatives des composantes actives, telles que les électrodes utilisées dans les décharges électriques, les dimensions des cathodes et des plans de références entre autres, afin de favoriser la concentration de photons à polarisation circulaire et les phénomènes de résonances nucléaires. (Les termes polarisation circulaire s'appliquent aussi dans ce brevet, aux cas de polarisation elliptique. Ds sont utilisés par opposition à la polarisation dite linéaire ou plane.)
Cette invention indique aussi l'importance d'interrelier les composantes et modules requis, en tenant compte des techniques utilisées en circuits ém de moyennes et hautes fréquences.
SOMMAIRE DE L'INVENTION
L'inventeur a découvert que la capture électronique nucléaire et la capture neutronique sont les deux phénomènes naturels de faibles énergies nécessaires pour la génération d'énergie et la transformation des éléments chimiques à la base de l'évolution des trois règnes de la nature.
La capture neutronique est en général exothermique. Elle est de 2.425 MeV pour l'hydrogène, de 4.95 pour le carbone, de 10.8 pour l'azote et de 8.28 (7.25 + 2.86x0.4) pour le manganèse. La capture électronique est endothermique et de 0.782 pour l'hydrogène. Cela représente des gains potentiels de conversion de trois à quatorze fois, ce qui permet d'espérer l'élaboration de techniques permettant l' auto-entretien des phénomènes.
Ainsi, la fusion de deux particules d'hydrogène peut être résolue par le moyen détourné de la production d'un neutron à partir de la capture nucléaire d'un électron par un ion d'hydrogène. De même, le deutérium peut aussi capturer un électron et former un dineutron. Le neutron ou le dineutron peuvent alors s'intégrer à tout noyau environnant, selon leur probabilité de surface de capture σ, exprimée en barns. Le dineutron peut aussi se séparer et produire deux neutrons.
Au lieu de faire appel à des matériaux radioactifs dont la désintégration spontanée fournit continuellement les neutrons libres, le procédé selon l'invention crée le déséquilibre né- cessaire sur des éléments stables, à l'aide de diverses techniques électroniques, afin d'entretenir les conditions favorables de cohérence et de polarisation pour transformer des protons en neutrons. Les neutrons nécessaires à l'induction des transformations nucléaires sont ainsi générés à la demande. C'est la première fois qu'une telle approche est envisagée, de même qu'une technique pour y arriver est proposée. Ainsi, comme il était déjà possible de produire le feu et la glace où on le veut et quand on le veut, sans devoir conserver des provisions de feu ou de froid, l'homme pourra maintenant produire l'énergie requise au moment du besoin, sans avoir au préalable à produire, emmagasiner ou déplacer des réserves électro-chimiques ou des substances de combustibles radioactifs ou d'hydrocarbures. Comment la nature produit-elle le deutérium requis sur les étoiles, afin de permettre ultérieurement sa fusion? Quelles sont les conditions locales, les ingrédients présents et les phénomènes pouvant permettre la production d'un neutron? Un phénomène de radioactivité naturelle de la classe des interactions faibles, la désintégration β, interrelie trois des quatre particules élémentaires à la constitution d'un neutron: neutron => proton + électron + antineutrino + 0.782MeV (1)
Le neutron est une particule instable, demi-vie d'environ 12 minutes, lorsqu'il se trouve à l'extérieur d'un noyau. L'équation (1) peut se réécrire selon:
proton + électron -> neutron + neutrino (2)
L'équation (2) décrit le phénomène de capture nucléaire électronique (CE), soit la conversion d'un proton en neutron, un autre phénomène associé aux interactions faibles et observé chez quelques éléments naturels (I O, V50, Laι38 ) et une foule d'isotopes artificiels.
L'équation (2) fait appel à deux particules qui ont déjà une tendance naturelle à s'attirer, grâce à leurs charges opposées. Elle exprime que pour quelques noyaux, l'énergie relative de certains niveaux nucléaires pertinents permet à un proton d'un noyau instable, de capturer un électron de la couche atomique au lieu d'émettre un positron. La capture électronique produit un nouvel élément dont le numéro atomique sera un de moins que celui de l'atome original mais sensiblement de même poids, soit son isobare. Les équations (1) et (2) décrivent des phénomènes observés à partir de particules instables dites radioactives. Ainsi, l'énergie requise à la réaction est fournie par le noyau lui-même. L'état de stabilité est retrouvé grâce au réajustement des liens nucléaires. Le surplus est retourné au milieu ambiant typiquement sous forme d'une ou plusieurs des trois particules radioactives de base.
Pour effectuer de telles réactions à partir d'éléments stables il faut créer un état transitoire stimulant le réajustement des liens nucléaires. Le défi était donc de trouver comment entretenir un mécanisme cohérent d'échange entre les deux concentrations particulières d'énergie que sont le proton et l'électron, et comment capter, condenser et lier ces énergies. D'après la théorie de l'inventeur sur laquelle l'invention est basée, le trajet d'un électron circulant autour du noyau peut être modifié d'une façon telle que cet électron soit intégré d'une façon temporaire ou permanente au noyau récepteur. Cette intégration est possible grâce à la stimulation du renversement relatif du spin du proton et/ou de l'électron, produisant ainsi une période transitoire de spin relatif nul permettant la capture de l'électron à l'intérieur du volume nucléaire. Une intégration appropriée d'une durée suffisamment longue produira l'équivalent de la neutralisation temporaire de la charge d'une proton, tout dépendant du contexte. La particule résultant de cette association électron-proton a des caractéristiques associées à celle d'un neutron, d'où l'appellation de "neutron virtuel" ou n* utilisée ici afin de la décrire .
L'arrivée d'un n* chez un atome stable ou un noyau instable force le réajustement des liens nucléaires et l'expulsion du trop plein d'énergie sous une ou plusieurs des trois formes coutumières de radioactivité. Le procédé selon l'invention soumet un médium de nature et de dimensions appropriées, contenant des ions baignant dans un courant électrique, à un ou plusieurs phénomènes de résonance nucléaire.
Pour réaliser des n*, le procédé selon l'invention utilise des surfaces catalysantes et divers arrangements et ou combinaisons de champs électriques, magnétiques et ém, continus, variables ou discontinus, pour modifier l'équilibre et l'orientation des noyaux ainsi que la course, la trajectoire et le spin des électrons atomiques, plus particulièrment ceux ayant des caractéristiques de type s.
Outre des sources d'alimentation électriques, le procédé selon l'invention fait appel à des éléments et des techniques de circuits électroniques classiques ainsi qu'à des techniques de chimie-physique et de spectroscopie nucléaire, afin d'effectuer six fonctions de bases et une fonction accessoire, dépendant des rendements requis, des substances et/ou des objectifs à atteindre:
A- UN APPROVISIONNEMENT EN IONS des éléments chez lesquels la provocation artificielle du phénomène de la capture électronique est recherchée. Ceci facilitera entre autre l'établissement de trajectoires elliptiques, augmentant ainsi les probabilités de passage d'électrons près du noyau et /ou à l'intérieur du noyau. B- La POLARISATION NUCLÉAIRE des éléments à transformer. Elle permet d'orienter le spin des noyaux et des électrons dans le même sens, donc d'augmenter le rendement du procédé selon l'invention. Les champs magnétiques inhomogènes requis peuvent entre autre être fournis par des surfaces adsorbantes dites catalisantes. C- MODIFICATION DES COURSES ORBITALES ÉLECTRONIQUES. Cette fonction effectue la déformation des trajectoires électroniques afin de favoriser une trajectoire elliptique. La migration forcée des ions à l'intérieur ou près des surfaces adsorbantes de la structure permet aussi leur présence dans de multiples zones où les conditions locales fournissent des interactions favorisant le déséquilibre et la déformation des structures nucléaires. D- La GÉNÉRATION DES ONDES ÉLECTROMAGNÉTIQUES nécessaires à l'induction des phénomènes de transitions électroniques et/ou nucléaires. E- La CONCENTRATION de phénomènes ém de polarisation circulaire adéquate, par l'utilisation de STRUCTURES appropriées, permet d'augmenter considérablement le rendement du procédé selon l'invention. F- Le RENVERSEMENT DE SPIN des protons ou des électrons grâce à l'induction d'un ou plusieurs phénomènes de RÉSONNANCE NUCLÉAIRE. G- L'imposition de PERTURBATIONS NUCLÉAIRES, par l'utilisation de champs magnétiques et/ou électriques additionnels. Elle permet d'accentuer le déséquilibre des noyaux et ou de leurs électrons, et ou l'élimination de leur dégénérescence, et/ou l'effet de précession, afin de faciliter les transitions nucléaires.
Les techniques utilisées afin de produire les conditions requises pour réaliser une des sept fonctions précédentes, peuvent aussi permettre de produire simultanément une ou plusieurs
autres fonctions. Par exemple, l'utilisation d'arcs électriques dans une solution est en mesure de participer simultanément à l'approvisionnement et à la circulation des ions, ainsi qu'à la génération des ondes ém requises.
Afin de produire plus d'énergie qu'il n'en est consommé, il faut réaliser la transformation nucléaire indirectement, soit de produire des neutrons virtuels à partir d'isotopes d'H et de favoriser la capture neutronique par certains éléments, en augmentant artificiellement si nécessaire, leur probabilité de capture neutronique grâce à une autre méthode dévoilée par la présente invention. Les fonctions du procédé selon l'invention peuvent être utilisées de diverses façons afin de réaliser des transformations nucléaires d'éléments ou de substances ionisées, radioactives ou stables, autant solides, liquides que gazeuses. Elles permettent d'induire et/ou stimuler, et ou coordonner, et/ou contrôler les phénomènes de capture électronique et de désintégration β de la classe des interactions faibles ainsi que d'autres phénomènes de transformation nucléaire tels que la capture neutronique et la conversion interne. Pour atteindre ses objectifs, le procédé selon l'invention fait typiquement appel aux techniques de propagation ém et de couplages de certaines structures d'antennes telles que les antennes hélicoïdales et/ou cylindriques, aux théories et/ou techniques des oscillateurs à effets de champs retardants de type O'('Backward Wave Oscillator' = BWO) ou des oscillateurs à effets de surface (SWO), afin de capter, générer, entretenir, accumuler et/ou transférer de l'énergie. Il utilise aussi certaines fonctions de systèmes de spectroscopie nucléaire, une grande variété de composantes et de circuits retrouvés dans des appareils de radio-fréquences et de micro-ondes, ainsi que des composantes et technologies issues de la fabrication des piles électriques et des cellules à gaz. Lorsque requis, pour fins de résonance nucléaire, de détection et de contrôle entre autres, des techniques de modulation ou de pulsations d'onde ém, de champ magnétique, de courant, etc., sont intégrées au procédé selon l'invention. Des circuits auxiliaires afin de prendre avantages des caractéristiques du procédé selon l'invention dans des systèmes globaux peuvent aussi être adaptés afin de mesurer et de contrôler les transformations réalisées, et/ou de convertir et transférer l'énergie produite. Pour une opération optimale, les diverses techniques utilisées par le procédé selon l'invention afin d'assurer la réalisation des fonctions de base, peuvent aussi être supportées par l'intégration entre autres, de techniques de mesures, de contrôle et d'affichage: a) de la résonance nucléaire, b) de l'excitation des substances à transformer, c) de la température des substances et de l'appareil, d) des voltages, des courants et/ou des champs électriques, magnétiques et ém servant à l'orientation et à l'excitation des substances.
CAPTURE ELECTRONIQUE.
Dans un premier mode de réalisation, le procédé selon l'invention est utilisé afin de réaliser la capture électronique par des ions d'hydrogène afin de produire des neutrons virtuels ou réels. Une structure cristalline ayant la propriété de contenir de l'H sous forme atomique, telle un médium de charbon activé, est partiellement ou complètement à l'intérieur d'une structure de propagation d'onde ém, telle celle d'un enroulement hélicoïdal. Cette dernière structure permet la concentration locale, en une ou plusieurs régions distinctes, de la partie magnétique de toute onde d'excitation ém qui y circule. Des mesures sont prises afin d'assurer une interaction suffisamment forte entre l'onde présente dans la structure et les ions dans le médium, pour déclencher un phénomène d'absorption par résonance nucléaire, entre autres celui dû aux structures hyperfines impliquant un renversement de spin électronique.
Une technique additionnelle de polarisation nucléaire telle que la circulation du courant dans une structure hélicoïdale dont l'axe est colinéaire à la circulation électronique peut aussi être avantageusement utilisée pour créer un champ magnétique additionnel afin d'augmenter la contribution aux effets de polarisation des noyaux et de perturbation de la trajectoire des électrons gravitant autour.
Les conditions de résonances nucléaires doivent être ajustées afin d'entretenir l'échange permettant le transfert d'énergie ém et la capture de l'électron par l'H. Le rendement est particulièrement élevé si les dimensions du médium et de la structure favorisent la présence d'ondes totalement circulaires au lieu d'elliptiques. CONVERSION INTERNE
Dans un second mode de réalisation, le procédé selon l'invention est utilisé afin de favoriser le phénomène de la conversion interne (CI) au lieu de la désintégration γ, suite à la réalisation d'une capture neutronique. La méthode dévoilée ici est le fait que si l'élément subissant la capture neutronique et/ou l'élément produit suite à cette capture sont sous les conditions générales entretenues par le procédé selon l'invention, cela favorisera l'émission asymétrique d'électrons énergétiques au lieu du rajustement d'énergie uniquement par radiation γ. (Augmentation du coefficient de conversion interne et augmentation de la surface de capture) . Comme plusieurs combinaisons de courants de circulation, de champs magnétiques et ém peuvent produire la réaction selon l'invention, il y a certaines combinaisons qui favoriseront davantage la CI.
De plus, un phénomène additionnel de résonance nucléaire dénommé ici 'secondaire' pourrait être entretenu en rapport avec l'élément à privilégier comme capteur de neutrons, s'il est désiré augmenter le taux de CI.
L'avantage de ce mode, est de fournir directement de l'électricité au lieu de radiation ém, et de pouvoir contribuer à une plus grande force de poussée lorsque désiré. De même les électrons énergétiques requis pour l' auto-entretien de la réaction, sont disponibles directement. (Voir la section 'autonomie d'opération') Dans un environnement polarisé, les radiations γ se font perpendiculairement aux champs colinéaires électriques et magnétiques, alors que le rayonnement β se fait coliéairement à ces derniers. La polarisation de la circulation orbitale de l'électron par le procédé, favorise les réajustements β.
ACTΓVAΉON NEUTRONIQUE Un troisième mode de réalisation exploite la possibilité du procédé selon l'invention à pouvoir produire des n* à partir d'isotopes d'hydrogènes. Des RÉACTRONS (réacteurs électroniques) facilitant l'incorporation simple et le retrait dans la région de transformation, d'ampoules et/ou de solutions électrolytiques contenant les substances à activer et celles permettant la présence d'ions d'H, sont alors utilisées. FORCE PROPULSIVE
Dans un quatrième mode de réalisation, la position relative judicieuse des composantes et des fonctions de base nécessaires au procédé selon l'invention, permet de produire directement une force propulsive, grâce à l'exploitation d'une des caractéristiques de base des interactions faibles, soit le non-respect de la parité donnant lieu à la non symétrie de la génération des électrons. Pour cet effet, il y a avantage à ce que le plan de référence, typiquement circulaire avec un rayon approximativement égal à la hauteur des structures résonnantes, soit perpendiculaire à l'axe des structures.
Pour favoriser cet effet, il y a lieu de s'assurer que la prépondérance du courant et autres phénomènes affectant la déformation orbitale des électrons, se fassent coliéairement à l'axe des structures cylindriques. Lors de l'expérience originale, le déplacement a été observé selon l'axe de la structure hélicoïdale, et du côté du plan de référence. La force peut être utilisée autant pour les déplacements aériens qu'au sol. CAPTURE NEUTRONIQUE Un cinquième mode de réalisation est utilisée afin de favoriser la capture neutronique par certains éléments. Une fonction additionnelle d'excitation nucléaire induit par ondes ém propre à chaque élément devant être avantagé, est ajoutée aux fonctions de base du procédé selon l'invention.
La capture neutronique peut être considérée comme un phénomène de résonance, pouvant être influencé par les autres phénomènes locaux de résonance et autres perturbations causées par des interactions ém. Un noyau radioactif, donc instable, a souvent une surface de capture plus grande. Ainsi certains phénomènes d'excitation nucléaire sont en mesure d'augmenter la probabilité de la réalisation du phénomène de capture neutronique, en
créant et/ou augmentant le déséquilibre nucléaire. Se référer aussi à la section 'CONVERSION INTERNE' STIMULATION DE LA DÉSINTÉGRATION β
Dans un sixième mode de réalisation, le procédé selon l'invention est utilisé afin de forcer l'anisotropie de l'émission des électrons énergétiques et/ou afin d'accélérer le processus de rééquilibre des noyaux associés à un phénomène de désintégration β. Ces noyaux radioactifs peuvent indifféremment provenir d'un procédé de réaction selon l'invention ou suite à d'autres activités. Ces noyaux sont soumis aux diverses fonctions du procédé selon l'invention afin de modifier la trajectoire électronique et d'établir le phénomène de résonance nucléaire nécessaire afin de faire pénétrer l'électron à l'intérieur du noyau. L'électron virtuel ainsi créer augmentera l'instabilité nucléaire. Dans un premier cas il en résultera un isobare stable 'Z-l' suite à la stabilisation du neutron virtuel. Dans un second cas, deux électrons énergétiques seront expulsés et un isobare 'Z+l' sera formé. Dans un troisième cas, une particule α sera émise, accompagnée tout probablement d'une particule β. Le scénario le plus utile sera souvent la production d'un neutron virtuel et sa capture par le noyau instable. Pour le cas où le procédé selon l'invention est déjà en activité comme par exemple afin d'effectuer la capture électronique par un élément donnant un isotope instable, des électrons énergétiques d'une certaine gamme d'énergie sont déjà présents, mais typiquement d'un niveau inférieur d'énergie à celle devant être extraite des noyaux radioactifs. Ainsi, lorsque l'induction de la CI est déjà utilisée, un troisième phénomène de résonance nucléaire devra être entretenu s'il est souhaitable de minimiser les résidus radioactifs. Si la demi-vie est courte, cette résonance additionnelle pourrait être intégrée à un cycle de fermeture ou d'entretien de l'appareil. DÉCONTAMINAΗON DE DÉCHETS NUCLÉAIRES
Autant le procédé selon l'invention peut être utilisé afin d'augmenter la complexité des noyaux par l'ajout successif de neutrons qu'il permet de produire, autant il peut être utilisé afin de diminuer la complexité de noyaux en favorisant l'émission d'une série de particules alpha. Typiquement cette dernière propriété sera appliquée à des éléments plus lourds que le fer. Ce mode d'utilisation peut être vu comme l'induction d'une série de phénomènes de fission de faibles énergies où une particule α est émise suite à une capture électronique. D'ailleurs l'auto-suffisance énergétique de cette réaction se teπrύne lorsque la dégradation du noyau atteint les éléments avoisinant celui du fer. Cette fonction demande une source étendue de fréquences et un faible Q chez les structures résonnantes, afin de rendre disponible la grande variété de photons requis pour les résonances particulières à chaque éléments de la chaîne de stabilisation nucléaire.
AUTRES AVANTAGES
Un des avantages du procédé selon l'invention dévoilé ici, est de pouvoir choisir le mode d'opération des RÉACTRONS, afin de réaliser plus efficacement soit les fonctions de production d'énergie, soient les fonctions de remédiation nucléaire. Cela est possible en choisissant de permettre l'entretien d'un nombre limité de résonances nucléaires, ou un grand nombre de résonances en favorisant la présence de toute la gamme de fréquences ém et de conditions connexes alors requises.
Par exemple, le thorium 232 peut être dégénéré en fer 56, grâce à la provocation de l'éjection séquentielle de 44 particules d'hélium, avec un gain théorique d'environ lOMeV, suite à la réalisation d'une cinquantaine d'événements nucléaires différents. Deux événements typiques de capture neutronique sont en mesure de générer autant d'énergie.
Un autre mode de réalisation, est l'exploitation de pouvoir multiplier les modules de
RÉACTRON afin de traiter simultanément des quantités importantes de résidus nucléaires.
C'est aussi l'exploitation de la possibilité de réaliser des RÉACTRONS avec recirculation du médium, ainsi que la possibilité d'avoir la structure active immergée dans les substances à transformer. Ce mode, est l'extension du pouvoir d'activation neutronique du procédé selon l'invention à de grands volumes, dans le mode particulier de génération de neutrons virtuels. C'est aussi l'exploitation du fait que beaucoup d'isotopes radioactifs ont une plus grande surface de capture que pour celles d'éléments stables. Beaucoup d'isotopes à longues périodes de désintégration peuvent être convertis en des éléments à plus courtes périodes, ou en des éléments stables.
Plus d'un de ces divers modes de réalisations peuvent être combinés afin d'atteindre divers autres objectifs de transformation nucléaire.
Selon l'invention, le procédé d'induction de capture électronique par les protons pour générer les neutrons est caractérisé par les étapes suivantes: fournir une quantité d'une substance ionisée ayant des atomes à un seul électron dans son orbitale s; appliquer un champs électrique à cette substance afin de créer une asymétrie dans la distribution de l'électron dans ladite orbitale par rapport à son nucleus; appliquer une technique de polarisation nucléaire à ladite substance; générer des ondes électromagnétiques avec polarisation elliptique ou circulaire et à une fréquence propice pour renverser la direction du spin du nucleus ou de l'électron dans ladite orbitale; et appliquer lesdites ondes à ladite substance afin de favoriser la capture de l'électron de ladite orbitale par le noyau des atomes et de créer un neutron dit "virtuel" à courte vie qui peut se combiner à d'autres particules nucléaires et ainsi libérer de l'énergie nucléaire.
DESCRIPTION BRÈVE DES DESSINS
Les objets, avantages et autres caractéristiques reliés à la présente invention deviendront plus évidents à la lecture des descriptions non-restrictives de quelques meilleures façons de réaliser le procédé selon l'invention, fournies dans le seul but d'illustrer le procédé selon l'invention grâce aux références faites aux quelques dessins ci-joints dans lesquels:
La FIG. 1 est une illustration schématique de l' interrelation des fonctions de base utilisées par le procédé selon l'invention afin de réaliser la capture électronique nécessaire à la génération des neutrons virtuels et/ou réels. Elle illustre aussi les deux grandes catégories d'applications de transformations nucléaires que le procédé selon l'invention peut réaliser indépendamment ou conjointement.
La FIG. 2 est une illustration générale partiellement imagée et partiellement schématique des fonctions typiques, des composantes typiques et de leurs interrelations, d'un montage permettant de présenter le fonctionnement général du procédé selon l'invention et divers modes de réalisation. La FIG. 3 est une illustration de la disposition générale d'un montage pratique des composantes minimums de base requises, afin d'autogénérer les fréquences requises, et pour la démonstration de la force propulsive.
La FIG. 4 est utilisée afin d'illustrer une méthode minimale de réalisation des fonctions de procédé dans un milieu aqueux avec décharge électrique comme source d'onde ém. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE RÉALISATIONS PRÉFÉRÉES DE L'INVENTION
FIG1- Le dessin de la figure 1 sert à présenter les fonctions les plus essentielles réaliser par le procédé selon l'invention ainsi que leurs interrelations principales. L'information donnée en rapport avec cette figure et les autres, et tout particulièrement la figure 2, ainsi que celle fournie ailleurs dans ce document, fournit suffisamment de détails à des habitués de la RPE, afin qu'il soit en mesure de réaliser la réaction selon l'invention. Brièvement, il s'agit d'obtenir le phénomène de résonance nucléaire impliquant les structures hyperfines, sur des ions d'H soumis à une polarisation nucléaire, telle que celle d'une surface catalysante, où les dits ions baignent dans un courant de circulation électronique provoquant une polarisation suffisante de l'orbite électronique de la couche s en particulier. La procédure de réalisation recommandée afin de démontrer la réaction selon l'invention, est de réaliser d'abord les conditions normales à l'obtention de la RNE, et d'ajouter ensuite les conditions de polarisation électronique tout en s' assurant de faire le nécessaire pour maintenir la condition de résonance nucléaire. Une source de génération 170 d'ions des éléments chez lesquels la capture électronique doit être réalisée, est requise. Une technique de déplacement doit aussi transporter les dits
ions, sur ou près de la surface catalytique 177, réprésentant ici une région dans laquelle s'exerce de forts champs d'orientation nucléaire.
La fourniture en ions 170 peut entre autre être assurée par une différence de potentielle appropriée et/ou par un système de pompage ou de diffusion. La production des ions 170 doit fournir un volume suffisant afin de permettre le déclenchement, la mesure et le contrôle 172 de la capture électronique 183. Le contrôle de volume 172 permet aussi entre autres de contrôler la densité des ions présents dans la région 177, afin d'en limiter le taux de recombinaison. Un contrôle de l'énergie 174 des ions est utilisé entre autres afin de contrôler l'énergie moyennes des ions, entre autres afin d'assurer la présence d'un électron sur la couche K et afin de contrôler l'énergie des neutrons virtuels. Le contrôle d'énergie 174 maintient et contrôle entre autres la vitesse de déplacement des ions ainsi que le nombre et le type de collisions entre les ions. Le contrôle de l'énergie des ions est interdépendant de la fonction 179 d'ajustement de l'orbite elliptique des électrons. Un contrôle de la température 168 de la région catalytique 177 permet d'augmenter le rendement du procédé selon l'invention. Typiquement, il existe un plateau d'opération en dehors duquel le rendement diminue. Ce plateau est beaucoup relié à l'impact de la température sur le niveau d'excitation électronique. La température affecte donc l'orbite des électrons et les fréquences émises par interférences destructives et constructives, deux fonctions importantes dans le procédé selon l'invention. L'expérimentation sitiue la région propice des températures de réaction, sur une plage de 40% de chaque coté du point d'ébullition de l'eau.
Pour des fins de R&D, la surface catalysante peut être pré-conditionnée afin de la charger d'ions comme pour le cas du montage présenté à la FIG-3; ceci permet d'éviter les conditions d'opérations dans un contexte électrolytique. Dans de tels cas, il y a lieu de s'assurer de la présence sur la surface catalytique, d'un élément dont la capture neutiOnique est plus grand que un. Une cathode de charbon activé avec une couche contenant du Mn ou du bioxyde de Mn, ou une cathode de Ni, d'acier inoxydable ou de Pd faciliront l'observation des phénomènes recherchés. Une source de générations 150 de photons, et une méthode afin de les acheminer entre les différemes fonctions requises jusqu'à leur transfert dans la région 177 des surfaces catalytiques sont aussi essentielles à la réalisation du procédé selon l'invention. La section 'D' de la 'DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES FONCTIONS DE BASE DU procédé selon l'invention' ci-après, donne des informations sur diverses techniques pouvant être utilisées afin de remplir la fonction de génération, ainsi que sur les autres fonctions du procédé selon l'invention. Selon le besoin d'utiliser le procédé selon l'invention plus efficacement pour des besoins de production d'énergie et/ou de remédiation nucléaire, il y aura lieu de privilégier la présence d'une ou quelques fréquences particulières 152 ou de fournir un
éventail étendu de fréquences. Un contrôle 154 de l'intensité des photons requis est nécessaire au maintien des bonnes conditions d'opération du procédé selon l'invention. Un minimum de photons est requis et une trop grande intensité peut être détrimentale. La présence d'une ou plusieurs structures 156 permettant de localiser et concentrer dans des régions séparées les composantes électriques et magnétiques des photons requis, est essentielle au rendement élevé du procédé selon l'invention. Les dites structures 156 ont aussi avantages à favoriser une composante de polarisation 158 circulaire adéquate, chez les photons transferrés vers la surface catalytique 177, à l'aide d'une méthode de couplage 162 appropriée. C'est la composante magnétique 165 du champ ém qui est utilisée pour stimuler le renversement de spin. La grande surface de couplage et les nombreuses régions de concentration présentes dans une structure hélicoïdale offrent ici un intérêt certain. La surface catalytique 177 est un moyen d'obtenir un champ magnétique inhomogène afin de polariser les ions des noyaux des éléments adsorbés à sa surface. La polarisation des électrons est aussi obtenue. Cet ancrage des noyaux facilite l'obtention de l'orbite elliptique 179 requise. L'imposition d'un champ électrique 178 sur les noyaux à transformer, les forces à demeurer près de la surface catalytique. Ce même champ électrique crée aussi une circulation électronique qui favorise aussi entre autres l'obtention d'une orbite elliptique. Le renversement de spin requis 183 afin de permettre la modification de la trajectoire électronique pour favoriser une présence plus ou moins prolongée parmi la masse nucléaire, peut être facilité autant par le renversement du spin nucléaire à l'aide des techniques dérivées de la résonnace nucléaire magnétique (NMR), que celles de la résonance électronique paramétrique (RPE). Les techniques de RPE permettent plus facilement la bonne interrelation des états électrons-protons au moment du renversement de spins, ainsi que des moyens plus simples de réalisations, particulièrement pour répondre aux besoins de productions restreintes en énergie.
Pour atteindre la stabilité, les neutrons virtuels 188 produits doivent acquérir de l'énergie additionnelle. Pour le cas où la capture a été réalisée chez un élément 189 déjà nucléaire- ment instable, c'est à dire devant se délester d'un surplus d'énergie afin d'atteindre un nouveau niveau de stabilité, la présence suffisamment longue de l'électron à l'intérieur d'un noyau stimulera le réajustement vers un nouvel équilibre nucléaire. De nouveaux liens sont alors tissés afin de répartir le surplus d'énergie, formant ainsi un nouvel élément. Relativement peu d'énergie est en général disponible suite à cette activité. Lorsque le neutron virtuel produit provient de la capture électronique chez un isotope d'H, des neutrons libres 193 sont alors produits. Us ont alors une certaine probabilité de se joindre à tout autre élément afin de réaliser une capture neutronique 194. Une telle association temporaire permettra une redistribution des énergies entraînant la formation
d'un isobare de l'élément récepteur avec l'expulsion d'un excédent 196 d'énergie. Le procédé selon l'invention peut être intégré à divers systèmes de conversion 198 d'énergie. Le lecteur expérimenté dans les techniques de NMR et de RPE, reconnaîtra que certains points de mesures et de contrôles peuvent être déplacés et/ou ajoutés afin de pleinement observer et contrôler les effets obtenus et les fonctions intermédiaires pour y arriver. Ce même lecteur reconnaîtra aussi que les fréquences des ondes ém nécessaires à l'induction des phénomènes de résonance requis pour obtenir les effets recherchés, peuvent varier autour d'une fréquence optimale requise, interdépendante des conditions locales telles la présence d'autres champs magnétiques et électriques 186, fixes et/ou variables et/ou pulsatifs.
FIG 2 ILLUSTRATION GÉNÉRALE D'UN MONTAGE
Le dessin de la figure 2 sert à décrire une réalisation générale des différentes fonctions et de quelques méthodes utilisées par le procédé selon l'invention. Quoi que la structure utilisée pour fin d'illustration soit du type hélicoïdal, il ne s'agit ici qu'une des nombreuses alternatives possibles. Toutefois, pour les travaux originaux de R&D, il y a intérêt à s'en tenir au départ à cette structure, à cause de ses caractéristiques innées de polarisation circulaire, et à cause des résultats positifs déjà obtenus avec ce type de structure. Une région 42 contient les substances 49 requises pour les transformations désirées. Une substance conductrice 40 fait office de cathode à l'une des extrémités de la région 42. Une autre substance conductrice 44 fait office d'anode à l'autre extrémité de la région.
Une structure 60, représentée ici par un enroulement hélicoïdal, enveloppe partiellement ou complètement la région 42. Cette structure 60 permet la concentration en des zones différentes de la région, de la partie magnétique et électrique des ondes ém se propageant à l'intérieur ou près de cette structure. Le diamètre de la structure peut être entre 0.1 à 10 fois la longueur d'onde de la fréquence de résonance nucléaire et sa longueur axiale, un multiple du quart de la longueur d'onde. Pour le cas du protium dans un champ magnétique de faible intensité, le diamètre peut être de 8mm et la longueur de 28mm. Le courant, dans le médium et la structure d'une cinquantaine de tours, est de moins d'un ampère. Un matériau isolant 52 assure l' uniformité de distance de séparation entre la région 42 et la structure 60. Un autre matériau isolant 50 sépare la cathode 40 du plan de référence 62. L'épaisseur et les caractéristiques diélectriques du matériau 50 sont sélectionnées afin d'assurer la transition d'adaptation d'impédance entre la structure équivalente des régions 42 et 45 et entre le plan de référence 62. Les matériaux 50 et 52 peuvent être de l'air quand le choix des substances dans la région 42 s'y prête. Pour l'air, l'épaisseur de l'espace 50 est typiquement d'un maximum du 1/10 de longueur d'onde de la fréquence opérationnelle de la structure 60.
Le matériau 52 peut faire office de récipient aux substances 49 de la région 42 ou agir comme support mécanique pour la structure 60. Au lieu d'envelopper complètement la région 42, trois tiges de matériaux isolants tels que le quartz, peuvent assurer l' uniformité de l'espacement entre la région 42 et la structure 60. Ceci est un avantage lorsque la structure 60 est aussi utilisée comme anode.
Un matériau isolant 55 peut aussi faire office de support à la structure 60, afin de faciliter les essais expérimentaux pour l'échange de substances 49 ou pour l'essai de diverses structures 60. Des tubes de plastiques rétrécissants appropriés, susceptibles de donner ses propres signaux d'absorption à cause de la présence de protons, ou mieux un mélange de ciment et deutérium, ou un coulis de souffre peuvent faire office de matériaux de support 55.
Une enveloppe 65 de longueur 15 fait office de blindage ém et/ou de prolongement électrique du plan de référence 62. La longueur 15 + 16 est typiquement près d'un multiple impair du quart de longueur d'onde de la fréquence la plus utile, typiquement VA ou 5/4. Une ou plusieurs structures 45 sont contiguès au prolongement axial de la région 42, et peuvent être constituées de tiges conductrices solides ou creuses entre autres. Ces structures sont surtout utilisées pour les besoins d' autogénération des fréquences requises, ou afin de sélectionner et ou de stabiliser les patrons d'ondes requis, particulièrement dans les cas d'utilisation de décharges électriques comme source de génération d'ondes ou pour les phénomènes de résonances multiples lors de l'intégration de plusieurs fonctions.
Le plan 48 fait office de surface de contact avec la structure 45, et sert aussi de médium de raccordement au point 72 du fil de retour 70 raccordé au plan de référence 62. Le fil de retour 70 participe à un circuit d'antenne dit 'monopole replié' ("folded monopole") en même temps qu'il permet de compléter le circuit de la source 80 d'énergie d'excitation des substances dans la région 42.
À la limite, lorsque la longueur de la structure 45 est nulle, le plan 48 se confond avec celui faisant office d'anode en 44.
Les propriétés de réflexion (matching) à l'une des extrémités de la structure 60 peuvent être contrôlées par la présence d'un enduit résistif 59 ou par d'autres techniques. Une autre structure, enveloppant partiellement ou complètement 60, peut servir à fournir un champ magnétique additionnel de polarisation et/ou des fréquences additionnelles de résonances. Ces fonctions peuvent toutefois être fournies à partir de la structure 60, moyennant les précautions usuelles d'isolations des signaux ém de ceux des circuits d'alimentation alors requis. Les structures 45 et la région 42 sont selon des proportions favorisant la génération et/ou la propagation cohérente d'ondes ém circulaires.
Une source variable de courant 80 pouvant être puisée ou modulée par l'intermédiaire d'un contrôleur 82 est utilisée afin de fournir l'énergie excitation aux substances 49 à transformer. La source est isolée de la présence de champs ém grâce à l'utilisation de techniques usuelles telles qu'une bobine d'étranglement 84 (choke) et d'une capacité axiale 87. ('feedthrough capacitor')
Les fréquences d'excitation nucléaire, de détection de résonance et d'affichage des paramètres d'opération sont trois fonctions générales intégrées dans des systèmes de mesures tels que les spectromètres à résonance électronique paramagnétique ou les analyseurs vectoriels de réseaux. Les trois fonctions de base de ces équipements sont représentées sur la fig 1 par la fonction 1 des circuits de détection, celle de la source de signal ém 2, ainsi que celle de l'affichage 3. L'analyseur vectoriel permet aussi d'établir les caractéristiques individuelles des structures utilisées, ainsi que l'ajustement optimal du couplage du signal aux structures. Il est bien clair que les fonctions de détection de signaux, (résonance ém entre autres) et les fonctions d'affichages ne sont pas essentielles au procédé selon l'invention mais accessoires.
Une source monochromatique de signal 4, dont les caractéristiques et l' autorégulation sont assurées par un contrôleur 6, fournit un signal à un diviseur symétrique de puissance 8, pouvant aussi servir d'unité d'isolement entre la source 4 et les autres fonctions. Le niveau du signal est balancé dans la boucle de détection, grâce à l'utilisation d'une résistance variable 10. Le signal ém est fourni au réacteur à l'aide d'un circulateur 12 et par un conducteur coaxial 26 adapté à un circuit de couplage 30 vers la structure 60. Lorsqu'il y a résonance nucléaire, l'onde est partiellement absorbée, ce qui se traduit par une diminution du signal retourné au circulateur 12. Le signal est amplifié par un système de transistor GaAs à effet de champ 16, et soumis à un circuit mélangeur doublement balancé 18, où il est comparé au signal original dont la phase a été ajustée par un contrôleur de délai 11. Le signal en résultant est soumis à un contrôleur automatique de fréquence 6 ainsi qu'à un amplificateur à verrouillage 20 dont la sortie est injectée à un appareil d'affichage 22. Les dimensions physiques de la région 42 sont choisies afin d'entretenir un mode approprié de distribution des composantes électriques et magnétiques de l'onde ém afin de favoriser les interactions requises. Le mode dit de TMoi est particulièrement adapté à la reproduction des phénomènes recherchés.
La région 42 est suffisamment longue afin de permettre plusieurs zones de concentration de la composante magnétique des ondes ém qui s'y propagent. Ces zones favorisent l'accélération des particules pour l'acquisition d'énergie cinétique et des zones de transferts de momentum, de capture d'énergie.
Des ajustements sont apportés afin d'obtenir et de contrôler les propriétés ém requises, telles que la fréquence de l'onde, son intensité et son couplage, en fonction des conditions locales, afin de réaliser l'induction d'un phénomène de résonance proton-électron associée à la structure hyperfine. Des ajustements sont effectués sur la source 80 afin d'obtenir des électrons suffisamment énergétiques et afin d'obtenir et de contrôler des conditions de couplage propices au phénomène de la capture par un proton, d'un électron énergisé.
Le phénomène de résonance se manifeste par l'absorption de l'énergie de l'onde d'excitation. Cette absorption est observée par une diminution de l'intensité du signal de réflexion.
Une partie de l'énergie des particules produites peut être directement utilisée afin d'entretenir les réactions. Les autres parties peuvent être freinées afin de convertir leur énergie cinétique en chaleur. Un échangeur de chaleur est alors utilisé afin de transporter cet énergie vers l'extérieur. Une méthode de transfert de l'énergie transportée par les électrons énergétiques produits par le procédé selon l'invention peut entre autres être réalisée, grâce à une technique d'induction magnétique et/ou électrique. Un anneau en fer doux 90, encercle le noyau du réacteur. Un enroulement de fil autour de l'anneau permet d'adapter et de transmettre de l'énergie électrique à l'extérieur de l'appareil. Il peut être dans certains cas plus avantageux de disposer de deux anneaux de fer doux, l'une dans la région a et l'autre dans la région b ou c.
Le signal d'excitation requis peut aussi être auto-généré grâce à l'utilisation des propriétés de réflexion des diverses composantes traversées par le courant fourni par la source 80. Chaque changement de milieu correspond à un changement d'impédance entraînant un phénomène de réflexion d'ondes. Les dimensions appropriées des longueurs de la région 42 et de la structure 45, ainsi que les caractéristiques composantes de jonctions de contacts en 40, 44 et 48, ainsi que les caractéristiques du fil de retour 70 et le niveau de courant, déterminent la fréquence reliée à ce circuit. La polarité relative entre les régions devient alors un aspect important. Par exemple, si la région 44 est du Cu et que la région 42 contient du C, cette dernière devra être de polarité négative p/r au Cu. Les résultats des travaux tenus au début du siècle par Bose afin d'identifier les juxtapositions de matériaux les plus favorables à la cohérence pour la réception des signaux radio, seront ici d'une certaine utilité. La pression exercée entre les surfaces est un paramètre important à l'établissement des caractéristiques de rectification. Des différences de potentiel appliquées aux bornes de telles diodes, en présence de cetains autres éléments de circuits appropriés telled que des effets capacitifs, permettent la génération d'autres ém de très hautes fréquences. Les diodes de type Gunn, sont des versions modernes de tels effets. La
présence de telles conditions permet aussi d'augmenter la cohérence dans les montages utilisant les phénomènes par décharges électriques.
Pour certains cas où la région 42 doit contenir des liquides ou des gaz, les réactions selon l'invention peuvent être réalisées sur les surfaces de la cathode 40. Ces surfaces devront avoir les caractéristiques de pouvoir emmagasiner des ions d'H afin d'obtenir un rendement élevé. La cathode 40 peut même être constituée d'une courte tige de charbon activé.
Des astuces techniques peuvent alterner le sens des courants, permettant ainsi de doubler les surfaces de réaction. C'est un phénomène réalisable entre autres dans les tubes à décharges électriques.
FIG 3- RÉALISATION D'UNE FORCE PROPULSIVE.
La figure trois permet d'illustrer d'une troisième façon, l'application des principes dévoilés pour le procédé selon l'invention. Les composantes identifiées, ainsi que leurs dispositions relatives possèdent des caractéristiques particulièrement propices à l'autogénération des fréquences requises, ainsi qu'à la démonstration d'une force propulsive.
Un disque d'aluminium 300 dont le rayon est approximativement égal à la hauteur totale de la tige de cuivre 310 d'environ 84mm surmontée d'une tige poreuse de carbone 320 de 56mm contenant de l'hydrogène. La tige de carbone 320, d'un diamètre de 8mm, est enveloppée par une forme de montage 350 en fibre, sur laquelle est enroulée une bobine hébcoïdale 360 d'une cinquantaine de tours. L'ensemble peut être ajusté afin d'obtenir une fréquence naturelle de résonance, autour de 1420 Mhz.
La tige 310 de Cu est en contact avec la tige centrale 330 d'un connecteur 380 de type N. Un fil conducteur 376 permet via l'étrangleur 372, de relier une source variable de voltage 370, afin d'établir un courant dans le montage 310-320, dont l'extrémité possède une bague de raccordement 340, à laquelle est relié le conducteur 395 assurant le retour à la terre au point 397 sur le plan de référence 300.
La bobine 360 est aussi reliée au plan de référence, via le conducteur 390. Pour des fins d'ajustements des caractéristiques du montage, et ou pour l'utilisation d'une source extérieure d'onde d'excitation, le conducteur 390, est plutôt raccordé à la borne 331 du connecteur 399 au lieu du point 392. Un analyseur vectoriel de réseau 398 est alors relié au montage via le connecteur 399.
L'utilisation d'un analyseur vectoriel de réseau est un outil essentiel à tout travail sérieux de recherche en réaction selon l'invention. Il doit couvrir au minimum jusqu'à 3 gigacycles et de préférence jusqu'à 6Gic. Il permet d'ajuster les caractérisitques de résonance des structures, de fournir les fréquences ém requises à la résonance nucléaire, et d'observer la présence effective des phénomènes requis d'absorption. FIG 4- MODE ÉLECTROLYSE AVEC ARCS ÉLECTRIQUES
La figure 4 est utilisée afin d'illustrer à partir d'un montage très simple, l'application des principes du procédé selon l'invention et certaines précautions à prendre dans les réalisations d'appareils utilisant les techniques d'électrolyse et d'arcs électrique afin de produire des neutrons virtuels et de convertir des éléments. Les détails fournis sont limités surtout à l'aspect électronique.
Un récipient 440 d'au moins 30cm de hauteur, contient un électrolyte 430 permettant la déposition d'ions d'H et d'ions métalliques sur la cathode 421. L' électrolyte 430 peut-être de l'eau contenant suffisamment d'acide acétique pour établir un pH de 6. Si un mélangeur magnétique est utilisé, vaut mieux le tenir à plus de 20cm des composantes actives. La cathode 421, reliée à la borne négative d'une source de courant 404, est composée d'une tige cylindrique de carbone poreux du type de celui utilisé dans les piles Leclanché. L'anode 425, reliée à la borne positive de la source de courant 404, est composé d'une tige commerciale de Cu standard à 99.9%. Les dimensions nominales 460 464 de la cathode 421 et de l'anode 425 sont chacune de 8mm de dia. et d'une longueur nominale de 143mm. Une source de courant 404 avec des caractéristiques nominales de 15V et 2A et affichage de voltage 408 et de courant 406, avec bascule automatique du mode courant au mode voltage est suffisante. Les câbles coaxiaux de raccordements 412 et 418 sont de 50 ohms. Leurs gaines de mise à la terre sont reliées au point commun 401 de la source 404. Les blindages des câbles du côté des électrodes servent de plan de référence. Les conducteurs centraux 414 et 416 sont soudés aux capsules de raccordements 420 et 426. Un enduit isolant est appliqué sur les bouts des câbles, les conducteurs 414 et 416, ainsi que sur les capsules 420 et 426.
La longueur 468 et 470 sont de 143mm. Les électrodes sont à mi-hauteur du niveau 435 de l' électrolyte. Un manchon coulissant 442 permet d'ajuster la distance 462 entre les électrodes.
Suite à des activités de conditionnement d'électrodes, un arc d'environ 2mm peut être entretenu sous une tension entre 12 à 17V et des courant entre 0.5 et 1.0A. Une évolution 437 importante d'H est observée au-dessus de l'arc, et une de moindre importance 433,tout le long de la cathode 421. Les étincelles sont plus ou moins enfermées dans une gangue de C et de Cu. Des résidus de C et de Cu sont emportés par l'H en 437 et se déposent en 438 Un récepteur radio MA 480 sert de détecteur de niveau d'activité ém afin d'ajuster les conditions d'étincelles. Un dégagement important de bulles en 437 ne correspond pas nécessairement à la présence de radiation ém. La présence de radioactivité peut être identifiée par l'exposition sur des films utilisés pour les radiographies dentaires. Les longueurs des électrodes 460 et 464 sont ajustées indépendamment à l'aide d'un analyseur vectoriel de réseaux, afin de permettre un transfert maximum d'énergie à 1420Mc pour une longueur ém entretenant trois quarts de longueurs d'ondes.
Un plaquage de Cu est lentement constitué autour de la cathode 421. Le Cu et le C adsorbe des atomes d'H et contribue ici à la polarisation nucléaire. Il y a ici un courant axial prédominant vers l'arc et un de beaucoup moindre importance perpendiculaire à l'axe de symétrie. Le champ électrique non homogène présent à la surface de la cathode, favorise la déformation de la circulation électronique orbitale.
Deux supports isolants rigides peuvent être placés sous chaque électrode, ou mieux un manchon rigide de raccordement étanche, avec extension d'un tube de verre dans lequel passe le fil coaxial peuvent aussi être utilisés avec un seul support placé à mi-longueur de chacune des électrodes. CHAUFFE-EAU
Une autre façon d'illustrer des variantes d'application du procédé selon l'invention est faite à partir de l'utilisation de la fig. 3. Une explication très sommaire est ici faite à propos de l'application de l'utilisation d'une structure dans un milieu aqueux. Quoi que la fig 3 soit ici utilisée, de nombreuses considérations présentées à la première et seconde illustrations s' appliquent aussi ici.
La présente illustration est dans le but de signaler la possibilité d'utiliser le procédé selon l'invention dans un contexte d'électrolyse permettant de générer les ions requis. Il est entendu, qu'une procédure conventionnelle de nettoyage des électrodes par radiofréquence peut être ajoutée aux facilités ci-après décrites. Le montage de base précédemment présenté avec l'utilisation de la fig 3 peut être modifié selon des considérations suivantes. La forme 350 utilisée pour le montage est ici ajourée, afin de permettre une circulation de courant entre les conducteurs de la bobine 360 et le conducteur 320 contrôlant l'énergie ponctuelle des électrons. La bobine 360 est soumise à une différence additionnelle de potentielle, par l'utilisation d'une source supplémentaire de voltage 401. La source de voltage 401 doit permettre un courant d'électrolyse entre la bobine 360 et le noyau 320. Un étrangleur 405 isole cette source additionnelle 401, de la source de génération d'excitation ém 398, dans l'attente du développement complet de la technique d' autogénération de la fréquence et de son contrôle. Un condensateur de blocage 403, isole la source ém 398 des sources 401 et 370. L'utilisation de la structure 310 n'est pas essentielle ici. Le plan de référence 300, peut ici prendre l'allure de celui présenté en 65 sur la fig 2, sauf qu'il gagnera à être délesté par de nombreuses fentes. SOUDURE ÉLECTRIQUE.
Pour la santé des soudeurs, il faut éviter les conditions d'opérations permettant les conditions de résonances nucléaires pouvant donner lieu à la capture neutronique. Une sélection des longueurs efficaces de tige de matériel de transfert, entre la pièce à travailler et le point d'attache ainsi que la longueur et les types de conducteurs vers la source
d'alimentation ont intérêt à être effectués, afin d'éviter l'entretien des fréquences de résonances nucléaires.
D'autres part, pour les cas où il n'y a pas de risque de fabriquer des produits toxiques par la capture de neutron par les gaz ambiants, les conditions de transformation nucléaire pourraient être en mesure de fournir un apport important d'énergie pour échauffement des matériaux. Il y a aussi lieu d'évaluer l'influence des conditions de résonances nucléaire sur la qualité des structures de soudures. AUTONOMIE D'OPÉRATION Le plus faible coût de réalisation d'un RÉACTRON est lorsque la condition d'autonomie d'opération n'est pas essentielle. Dans un tel cas, l'utilisateur est déjà desservi par une source électrique, ainsi il n'est pas nécessaire que le RÉACTRON fournisse l'énergie électrique requise à son opération. Alors le besoin important à combler est celui de source de chaleur, ce qui peut être satisfait en faisant obstacle aux diverses particules émises afin de convertir leur énergie sous forme de chaleur. Plusieurs scénarios permettent l'autonomie d'opération d'un RÉACTRON. H peut être conçu pour fournir de la chaleur et de l'électricité, ou surtout de l'électricité. Dans tous les cas, des conditions d'opérations devront être choisies afin de favoriser naturellement la génération de particules électriquement chargées. Par exemple, assurer la présence d'éléments tels que aluminium ou le manganèse qui produisent nécessairement un élément instable de faible demi-vie, dont la radiation de rééquilibre fournie des particules chargées. Des éléments dont la surface de capture est élevée, dont la conversion interne est facilement réalisable et dont l'isotope produit est stable, sont aussi potentiellement intéressant. La capture neutronique entraîne en général la production systématique de rayonnements γ. Ces derniers peuvent subir trois types d'interactions donnant chacun lieu à la production d'électrons énergétiques. Pour des valeurs entre 0.1 et lOMeV, les interactions sont dominées par l'effet Compton (CE), alors que les photons peuvent être traités comme des particules. Les électrons produits suite à l'effet Compton, couvrent un spectre continu. L'effet Compton indique une propension naturelle à l'émission de rayonnement β suite à la présence de rayonnement γ. Il ne faut donc pas être surplus par la facilité de la réalisation du phénomène de conversion nucléaire interne dans le contexte d'opération du procédé selon l'invention.
Pour un isotope sous état approprié d'excitation nucléaire, la capture neutronique peut permettre le phénomène de CONVERSION INTERNE (CI) et émettre un électron énergétique au lieu de rayons gammas. Cet électron perdra son énergie par collisions, et à un certain niveau, pourra participer directement à un événement de capture électronique, permettant ainsi l'auto entretien de la réaction
La production interne de radiation β et γ peuvent aussi produire les ions requis à la résonance nucléaire. La nature du charbon activé est particulièrement propice à l'exploitation de cet avantage, grâce à la présence résiduelle d'hydrocabures. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES FONCTIONS DE BASE DU PROCÉDÉ SELON L'INVENTION A- IONS et SUBSTANCES
Les substances à transformer peuvent aussi bien être sous forme solide, liquide, gazeuse, sous forme de plasma ou sous n'importe quelle combinaison de ces formes. Elles peuvent aussi être constituées d'une juxtaposition et/ou d'un mélange de deux ou plusieurs éléments et/ou produits. Les substances peuvent être fournies sous forme colloïdale. (Comme dans une pile où du C est ajouté à un électrolyte contenant un sel de la substance, sulfure de Zn + Zn, sulfure de Pb + Pb).
Une des substances à transformer peut être sous forme d'ions dans un électrolyte intégré à une structure de particules solides. La substance peut aussi être un produit dont la transformation locale fournit les ions requis.
La présence d'ions peut être obtenue entre autres suite à une action d'électrolyse ou par réaction avec un agent ('reagent') ionisant, suite à une décharge, à un arc ou à un courant électrique, par photoionisation, par un fort champ électrostatique local, ou grâce au pouvoir ionisant de particules nucléaires. Les rayonnements β et γ produits lors de la capture neutronique peuvent exciter un atome et créer un trou lui donnant un caractère s.
La réaction selon l'invention génère peu ou pas de radioactivité résiduelle, ce qui rend plus difficile l'observation et l'ajustement de son opération. Lors de travaux de R&D, il sera opportun de disposer dans la zone d'interaction, de substances favorisant l'observation des phénomènes de conversion nucléaire. La présence de Cd permet l'observation immédiate de rayons gamma intense, alors que le Mn, l'iode et le Cu permettent aussi l'observation de γ en plus de β relativement intense et à courte demi-vie, car dans ces cas-ci, l'isotope produit suite à une capture électronique est toujours radioactif.
Les techniques de membranes de diffusion des cellules à gaz peuvent aussi être utilisées afin d'approvisionner en ions d'H la région d'interaction. B- POLARISATION NUCLÉAIRE
L'orientation systématique des noyaux favorise le rendement du procédé selon l'invention.
Un substrat avec structure cristalline permet aussi une orientation par sympathie nucléaire, particulièrement à très basse température. La polarisation peut être accrue par la présence de centres paramagnétiques dans l'échantillon, et/ou par l'application simultanée de radiations ém.
Les métaux, les alliages ou les compositions (Pd Pt Co W Ni Mn Fe Mo Cr Ag Au Cu Pb
Hg, Nb Ti V, le nickel-lanthanium et d'autres métaux de terres rares et les alliages au
nickel, le pentoxyde de nickel, le charbon activé et divers zéolites) (1-155 , 157) qui ont la propriété d'adsorber de grandes quantités de gaz d'H à l'intérieur de leur structure crystalline, sont tous susceptibles de développer les conditions permettant la polarisation nucléaire favorable à la catalyse des transformations nucléaires recherchées. Pour les cas de transformation des autres éléments, l'utilisation de matériaux catalyseurs efficaces pour ces éléments auront aussi intérêt à être utilisés.
Le charbon activé possède au départ des ions de protium, créés par la dissociation de liens d'hydrocarbures suite à la présence de la radioactivité naturelle. Des dépôts de noir de carbone (carbon black) sur des matériaux ayant déjà la propriété de maintenir des ions d'H peuvent aussi être utilisés. ('Pt-black, Pd-black, ..')
C- MODIFICATION DES COURSES ORBITALES ÉLECTRONIQUES ET APPORT
D'ÉNERGIE.
L'objectif est ici de prendre les moyens nécessaires afin d'arriver à modifier la trajectoire des électrons atomiques, plus particulièrement ceux de la couche K, afin de favoriser leur passage près du noyau. Il s'agit de forcer la présence d'une orbite elliptique sur une couche déjà en déséquilibre, soit ayant un nombre impair d'électron. Un trop grand effort arrachera l'électron de cet orbite, éliminant ainsi les chances de captures.
En général, les efforts de déformation de l'orbite électronique atomique, seront exercés plus ou moins perpendiculairement à l'axe d'orientation nucléaire. Cette approche sera utilisée ici d'illustrer la nature des actions requises en vue de conditionner l'état des substances à transformer. Toutefois, des efforts ayant une composante parallèle à l'axe d'orientation des noyaux sont aussi en mesure de modifier l'orbite, mais avec le risque accru d'affecter l'orientation de l'axe nucléaire, diminuant ainsi le rendement. Pour un élément conducteur, le passage d'un courant affecte la trajectoire électronique atomique. Des champs électriques ou magnétiques, continus ou pulsatifs (de 50 à 1,000 cycles par seconde comme exemple), peuvent aussi, par leur seule présence sur des éléments autant non-conducteurs que conducteurs, affecter la trajectoire orbitale des électrons de la couche K des substances. Le champ électrique requis sera de quelques dixièmes de volt à quelques centaines de volts dans les cas de substances solides, alors qu'il pourra être de quelques dizaines de volts à quelques dizaines de milliers de volts par cm pour les cas de la présence d'une phase gazeuse juxtaposée à une phase solide.
L'inventeur rappelle ci-après quelques techniques pouvant modifier les niveaux d'énergie électroniques et nucléaires, ceci afin de sensibiliser aux nombreux effets pouvant intervenir dans la réalisation plus efficace du procédé selon l'invention. Toutefois, selon l'inventeur, il ne faut pas s'attarder outre mesure à vouloir à tout prix disposer d'électrons énergétiques afin de réaliser la capture électronique. Il suffit par exemple de réaliser que dans les cas de
capture électronique naturelle et dans celui de la conversion interne, les électrons impliqués sont à l'origine non énergétique. Une partie des électrons fournis par la désintégration bêta sont aussi non-énergétique. Cela permet de croire qu'il n'est pas essentiel de disposer d'électrons ayant une énergie importante. Le truc important est vraiment de disposer de moyens d'augmenter la probabilité et la durée des passage des électrons à l'intérieur des noyaux afin de produire des neutrons virtuels.
L'utilisation de techniques afin d'augmenter la population d'électrons énergétiques, est en mesure d'augmenter le rendement du procédé selon l'invention pour les applications de remédiation nucléaire. En effet, la présence d'électrons libres à haute énergie, est en mesure d'exciter les atomes et de créer des trous donnant un caractère s, ce qui augmentera la probabilité du temps de résidence à l'intérieur du noyau, et ainsi les chances decapture électronique chez les noyaux autres que l'hydrogène.
La configuration de la cathode dans un tube à vide ou un montage d'électrolyse dans un contexte de changement radical de milieu favorise la présence ponctuelle de champs électriques élevés permettant l'accélération de particules ou des effets tunnel. (Effets d'émission de champ.)
L'augmentation considérable de la densité locale des champs électrique causée par les transitions entre les microstructures cristallines et les micro-fractures ou en général entre différents milieux ou différentes structures, augmentent les probabilités de création d'électrons énergétiques.
D- SOURCES D'ONDES ÉLECTROMAGNÉTIQUES
Une méthode de production, d'injection et ou d' autogénération des fréquences ém requises est requise afin d'assurer leur présence à l'intérieur de la structure.
Si les ondes sont produites à l'extérieur des zones de réactions, un technique de couplage d'ondes doit être utilisée. Le couplage peut être inductif, tel qu'illustré dans la FIG 2. Il peut aussi être capacitif. La structure peut aussi être reliée directement à la source de signal, avec une adaptation d'impédance réalisée grâce à une modification locale du début de la structure. L'efficacité du procédé selon l'invention dicte l'utilisation d'une source cohérente d'ondes ém. Pour les cas de remédiation nucléaire, cette source devra couvrir un large spectre de fréquences. Pour les fins de démonstrations simplifiées du procédé selon l'invention, les techniques dérivés de la production d'arcs électriques mentionnées ci-après pourront être de quelque utilité. Des sauts de voltage et des impulsions d'énergies peuvent déclencher des phénomènes transitoires d'oscillations et produire les fréquences requises à la stimulation nucléaire.
Une méthode de production d'ondes peut utiliser un système de modules et de composantes électroniques pour la génération et le contrôle d'ondes ém. Les ondes
d'excitation nucléaire peuvent aussi être produites par un renversement brusque de champs magnétiques.
Une autre méthode peut faire appel aux techniques de décharges électriques telles que les décharges lumineuses, les étincelles et les arcs électriques ainsi que les décharges silencieuses. Danns ce dernier cas, une ou plusieurs surfaces des électrondes en présence sont pré-conditionnées afin d'y établir une couche non conductrice. L'application d'un voltage alternatif suffisamment élevé, typiquement de plus de 100 volts, provoquera la présence d'étincelles aux surfaces des électrodes, générant ainsi des ondes ém détectables par des récepteurs radio. L'auto-génération des ondes requises par le procédé selon l'invention peut être réalisée par l'utilisation de techniques dérivées de la construction des oscillateurs à effets de champs retardant. Elle permet ainsi d'optimiser l'utilisation de la présence de courant dans la cavité et de simplifier grandement la complexité de réalisation du procédé selon l'invention. Les ondes ém peuvent être autogénérées grâce aux interactions entre les constituants de base de l'appareil, soit entre les substances, la cavité et les structures interreliées aux sources d'alimentation.
Les ondes produites peuvent être constituées d'une ou plusieurs fréquences, présentent simultanément ou alternativement. Ces ondes peuvent aussi être continues ou discontinues, modulées ou non. La différence de potentiel provenant d'un phénomène interne d' électro-chimie suite à la jonction de deux matériaux différents peut établir dans certains cas une fonction de non- linéarité typique aux diodes, permettant entre autre la génération de signaux ém. Une telle non-linéarité est aussi observée aux cathodes des tubes à vide et aux points de décharges électriques. En général, seulement quelques microwatts à quelques milliwatts d'ondes porteuses continues sont suffisants afin de déclencher les phénomènes de résonances nucléaires. Un signal trop intense peut détruire la manifestation du phénomène de résonance et ou réduire les effets recherchés, en renversant entre autre la polarisation relative requise . Il existe en général un signal optimal pour chaque technique de spectroscopie, et en principe à tout le moins, pour chaque échantillon de substance.
La friction locale, les activités biologiques ou de combustion, entraînent des zones de températures dont les différences de fréquences entre les ondes infra-rouges associées peuvent produire des photons aux fréquences de résonance requises. En effet, les phénomènes d'addition et de soustraction entre deux fréquences ém peuvent générer les ondes ém requises à l'évolution locale des particules présentes.
L'intensité des radiations ém visibles, infra-rouges et ultra-violette peuvent à certains niveaux donnés, favoriser ou compromettre les résultats recherchés, grâce à leur pouvoir
d'ionisation. Cela explique que l'utilisation d'une certaine zone de température d'opération puisse être en mesure de permettre un nombre plus élevé des événements recherchés. Les ondes originalement produites peuvent souvent être de polarisation linéaire. Toutefois, l'utilisation spécifique de techniques de conversion afin d'obtenir la polarisation circulaire appropriée s'avérera souvent avantageuse et même essentielle à l'induction significative des effets recherchés. Typiquement, les ondes ém devront irradier perpendiculairement aux surfaces des structures catalysantes. Les champs ém requis peuvent être générés à des fréquence entre 0.01 et 95,000 mégacycles. E- CONCENTRATION DES ONDES ÉM Les dimensions de la plupart des composantes agissant comme électrodes et/ou porteuse des substances à transformer, les composantes permettant l'excitation et le transfert des ondes d'excitation ém, ainsi que les plans de références doivent posséder des propriétés de concentration des photons nécessaires à la réalisation des transformations nucléaires désirées. Du point de vue électronique, ces composantes et/ou ces espaces seront considérées comme des cavités ou des structures résonnantes ou à effets de champs retardant et devront être dimensionnées afin de maximiser la concentration des photons requis.
E-2 CAVITÉS. La cavité est définie ici comme l'espace contenant les substances à transformer. La région d'interaction permettant d'obtenir les résultats anticipés, se trouve dans l'environnement immédiat des structures, autant à l'intérieur et/ou à l'extérieur des cavités. De nombreux modes de réalisation de la réaction selon l'invention font essentiellement appel à des phénomènes de surface. Lorsque la cavité est occupée par une substance solide ou très visqueuse, elle possède alors les caractéristiques d'une structure ém.
Il y a grand intérêt à ce que la géométrie de la cavité permette le respect des critères de propagation d'ondes applicables aux structures. Par exemple, dans le cas d'un enroulement de spires, la longueur d'un tour doit correspondre à une fraction de longueur d'onde, typiquement 1/8 ou V4. Le nombre de longueurs d'ondes entretenues sur la longueur du fil lui-même est de typiquement 5 à 15, alors que la longueur axiale correspond à un multiple de quart de longueur d'onde. Le rapport de la longueur de la cavité sur la largeur est typiquement entre 5 et 15.
Pour les cas (substances gazeuses ou liquides surtout) où les réactions sont favorisées à l'anode ou à la cathode, la longueur de la cavité devrait être des multiples de demi-longueur d'onde.
La nature des substances qui s'y trouve influence les paramètres d'opérations.
E-3 STRUCTURES.
Tout dépendant des modes de réalisations, une ou plusieurs structures enveloppent partiellement ou complètement la cavité et/ou la prolongent. Des structures peuvent aussi être présentes à l'intérieur de la cavité. Elles sont alors enveloppées et /ou imprégnées des substances à transformer.
Les structures permettent le renforcement de la composante magnétique des ondes ém qui s'y propagent. Les variations locales de ces mêmes champs contribuent à des effets de pompages afin d'entraîner une augmentation relative de la population ayant un niveau donné d'énergie. Elles peuvent avoir typiquement, d'une à cinq région de renforcement dans les cas de structures résonnantes, ou de cinq à quinze régions de renforcements pour les techniques faisant appel aux structures non-résonnantes.
Bon nombre des structures et arrangements de structures utilisés en BWO, SWO, et pour diverses techniques de résonance nucléaire s'avèrent particulièrement bien adaptées aux applications de la réaction selon l'invention. Un guide d'onde est, à la limite, une structure faite d'enroulements serrés de spires. Les parois de la structure peuvent être ridées, ondulées ou offrir divers patrons spatiaux, répétitifs ou non.
Pour les fins de familiarisation avec les différentes conditions d'opération du procédé selon l'invention, l'utilisation de structures hélicoïdales non résonnantes est particulièrement judicieuse. Elles facilitent le changement de substances pour les essais quant aux influences de leur positionnement relatif en rapport à la structure enveloppante, quant aux variantes de constitution ou aux types des substances et quant à l'influence de leurs dimensions. Toute personne familière avec les techniques utilisées ici, réalisera que les positions relatives de la structure 60 et de la cavité 42 peuvent être inversées tout en conservant les propriétés et caractéristiques d'opération, moyennant les rajustements entre autres de la cathode 40 et de l'anode 44 afin d'assurer la conduction électrique dans la substance.
Un côté de la structure 60 peut être mis à la terre 62 afin de stabiliser l'opération, en appliquant les techniques de transition pour assurer le transfert adéquat des signaux. En plus de l'application de champs magnétiques aux substances, ces structures peuvent cumuler des fonctions multiples telles que celles de guides d'ondes, de modulation de signaux et/ou pour l'application de champs magnétique d'orientation globale.
Les structures 45, 44 et 40 prolongeant la cavité ont typiquement les caractéristiques de celles utilisées pour les antennes dites épaisses ou dites cylindriques. À cause des fréquences élevées d'opération, la zone d'interaction est relativement mince; c'est un effet de surface, seulement les matériaux dans la zone immédiate de la structure seront impliqués dans les réactions. Ainsi, particulièrement pour le cas des substances solides, elles peuvent être sous la forme d'un cylindre creux. Cela permet la circulation d'un fluide d'échange calorique ou la circulation d'un gaz d'hydrogène afin d'alimenter la réaction,
grâce à l'utilisation de parois poreuses dans la cavité, selon les techniques utilisées pour les cellules à gaz.
Les techniques des oscillateurs à effets de champs retardant et à ondes inversées ("Backward Wave Oscillator") enseignent que la structure, résonnante ou retardante, doit être très près de la région, rypiquementde 1 à 2 mm. Pour les cas de structures hélicoïdales, la circonférence d'une boucle doit être typiquement de ou Vi longueur d'onde, la demi donnant un signal maximum d'absorption. La longueur totale du fil formant l'hélice doit être typiquement de 5 fois la longueur d'onde. La longueur axiale de l'hélice doit être un multiple de quart de longueur d'onde. La distance entre chaque tour de fil est égale au diamètre du fil. Un fil plat, dont l'épaisseur correspond à 0.3 de sa largeur, optimise le couplage du champ magnétique de l'onde sur la région à exciter. Les techniques concernant la construction d'oscillateurs à ondes de surface ("SWO"), indiquent la possibilité d'entretenir des ondes sur des structures dont le diamètre est plus grand que la longueur d'onde requise. Ces techniques indiquent aussi que les effets obtenus sont passablement plus importants quand la structure est répartie entre deux longueurs séparées par un espace.
Le choix d'une structure non résonnante de la famille hélicoïdale permet d'obtenir quand même les champs magnétiques requis tout en ayant un faible facteur Q. Cela permet la simplification des techniques d'échanges de chaleur en plongeant directement la structure dans la solution d'échange. De même, cela simplifie la réalisation du procédé selon l'invention dans un contexte d'opération en mode électrolytique pour l'approvisionnement en ions d'H.
F- RENVERSEMENT DE SPIN PAR RÉSONANCE NUCLÉAIRE. Toutes les fonctions précédentes sont des étapes afin de permettre la réalisation de la fonction du renversement de spin parle déclenchement et l'entretien d'un ou plusieurs phénomènes cohérents de résonance nucléaire, typiquement par absorption et impliquant les structures hyperfines, typiquement grâce à la présence d'une composante magnétique d'une onde de polarisation circulaire, colinéaire au déplacement des électrons. Pour les cas de l'H et du F, la facilité d'orientation est tellement grande que la seule composante du champ magnétique de l'onde ém est suffisante pour augmenter la cohérence afin de pouvoir observer le phénomène de résonance nucléaire.
Les ondes d'excitation nucléaire établissent aussi un niveau de cohérence afin d'augmenter le nombre d'événements produits simultanément. Le temps de relaxation permet de garder suffisamment longtemps sur nouveau niveau, (inversion des populations) pour permettre l'intensité facilitant l'observation. Elles contribuent aussi à la polarisation nucléaire. Chaque onde est le résultat d'un phénomène d'interférence, d'échange d'énergie, entre deux autres ondes.
Le phénomène de résonance est un mouvement harmonique permettant le transfert cohérent d'énergie entre 2 états d'être dans un contexte donné, permettant la naissance d'un troisième état d'être. G- PERTURBATIONS. L'utilisation de champs magnétiques influence aussi l'orientation des noyaux et est complémentaire à l'utilisation du champ électrique. Elle contribue surtout ici à l'ajout de déséquilibre nucléaire grâce à l'induction du phénomène de précession. Quoi que pas strictement essentielle, elle permet une simplification pour l'atteinte des conditions requises à la transformation, permettant d'obvier à l'interdépendance de l'effet du champ électrique sur la fréquence de résonance nucléaire.
DÉSÉQUILIBRER. Certains atomes sont neutres aux niveaux électroniques: He Ne Kr Ar. De même nous trouvons des phénomènes équivalents au niveau du noyau. On peut créer le déséquilibre de noyaux stables, même nombre de protons que de neutrons, (cas du C et de O) ou augmenter le déséquilibre. Les champs magnétiques, comme les champs électriques, peuvent servir afin d'enlever la dégénérescence des substances à transformer, forçant ainsi l'état de déséquilibre nécessaire à la transformation.
L'effet Stark utilise un champ électrique non homogène réagissant avec le moment électrique quadrupolaire des noyaux afin d'induire un petit moment dipolaire perturbant le niveau d'énergie rotationnelle. L'effet Zeeman utilise un champ magnétique faible. Le spin de l'électron (moment magnétique) réagit avec le champ magnétique et l'énergie est alors différente pour les électrons de spin positif ou négatif, brisant ainsi la symétrie de rotation. La force de déséquilibre doit souvent avoir une composante perpendiculaire à l'axe général d'orientation. Une balance doit être établie entre les forces de déséquilibre et d'orientation, car un déséquilibre trop intense peut changer complètement l'orientation.
Un champ magnétique additionnel, colinéaire au champ électrique, peut aussi être ajouté, entre autres en faisant passer un courant continu dans la structure hélicoïdale originale, ou grâce à l'utilisation d'une structure additionnelle. Le champ magnétique requis afin de démarrer et/ou de contrôler le procédé selon l'invention baigne les substances à transformer. Une composante des champs magnétiques doit être en mesure de perturber la trajectoire des électrons atomiques. Le champ magnétique requis peut être produit par des aimants permanents, des électro-aimants ou par un courant circulant dans les spires enveloppant partiellement ou complètement la substance. Le champ magnétique requis peut être continu, discontinu et/ou variable. D peut être modulé, particulièrement pour des fins de contrôle.
DIVERS
Quoi qu'un réseau d'ondes planes peut générer des phénomènes de résonances nucléaires, l'utilisation d'ondes sphériques, ou à tout le moins elliptiques peut possiblement grandement améliorer, voire même être essentielle à l'efficacité de la capture électronique. Les techniques d'antennes cylindriques démontrent qu'une antenne fortement cylindrique possède les caractéristiques d'une antenne non résonnante, ie polarisation circulaire requiert que le diamètre d'une antenne quart longueur d'onde doive correspondre à 30 fois son diamètre. De plus, une telle structure a une impédance caractéristique d'environ 50 ohms pour la troisième harmonique, alors qu'elle est de 30 pour la fondamentale et de 200 pour la seconde.
Le courant circulant dans la région, produit un champ magnétique circulaire autour de cette région. L'onde ém d'excitation voyage en périphérie de la région, selon un pas d'hélice particulier à la géométrie de la structure et de la région. Cette condition donne lieu à des composantes parallèles et perpendiculaires au champ généré par la circulation électronique. Ceci signale l'importance de la polarisation relative de l'onde propagée par la structure.