203165. lajstromszámú szabadalom • Makroszkopikus bézer, továbbá eljárás bozonnyaláb előállítására, valamint berendezés és eljárás energia előállítására nukleáris fúzió útján
1 HU 203 165 B 2 ny(k) + ni(pi) + n2(p2) -» (ny - m) (k) + (m + n2) (p2) + k\ + ... k,ii (17) Az eredeti iu a-részecske és (nT - ni) (k) foton impulzusa nem változik. Ezek „nézőkként” viselkednek, kivéve azt, hogy n2(p2) a-részecske jelenléte ni(pi) arészecskét indukál úgy, hogy P2 impulzusállapotba szóródjanak. Az átmenet sebességét a következő egyenlet adja meg: ny (n\ +«2)! Wc ■ (ny-m)! W</W0 aránya: Wc (ni + «2)! n2! (ailjVP-lffwi (18) 10 * w ■ ■, (19) Wo n2! ami akkor válik 1-nél nagyobbá, ha ni~n2 » 10. Ebből következőleg az indukált rugalmas szórás kedvező a koherens nyaláb en masse növekedésének szempontjából, feltéve, hogy kinematikailag megengedett. Ezt a jelenséget blokk-kapcsolásnak nevezhetjük (14). Ha a (18) egyenletet átírjuk a (17) folyamatra vonatkozó átmeneti valószínűségre, akkor a következő alakot veszi fel: Pc -ny! (20 ) 15 20 (ny - m)! m Az átmeneti valószínűség ni-gyel gyorsan nő, de az egységnyiség miatt 1-nél énem lehet nagyobb. A limitet akkor éri el, amikor n~6 • 108 a pi-lO-29, r|~10'5 esetben. Nyilvánvaló, hogy a limit elérésekor az N- edik rendű perturbációs elmélet elégtelenné válik. Ekkor a szórási folyamatokat az összes rendben kell kezelni. Annak, hogy makroszkopikus bézerek állnak rendelkezésre, sok gyakorlati következménye van. A lézerrel összehasonlítva, azonnal szembetűnik, hogy a bézerben töltött bozonokat alkalmazunk, amelyeket azután szokványos mechanizmusokkal jóval nagyobb -MeV, GeV, TeV, stb. - energiákra gyorsíthatunk. A fotonoktól eltérően, a töltött bozonok rendszerint erősen kölcsönhatásba lépő részecskék. Ugyanúgy, ahogyan a lézerek elősegítik a nemlineáris effektusok és ritka effektusok tanulmányozását atomi és molekuláris szinten, a bézereket is alkalmazni lehet nemlineáris effektusok, egzotikus állapotok, egzotikus szórás és gyártási folyamatok, stb. létrehozására és tanulmányozására nukleáris és hadronikus szinten. A találmány néhány kiviteli alakját vázlatosan az 1-4. ábra alapján ismertetjük. Az 1. ábrán látható, hogy a rendszer áll egy 1 vákuumcsőből - ami helyett a berendezést egy vákuumkamrában is elhelyezhetjük -, valamint a vákuumcsőben d deuteronnyalábot létrehozó 2 ionforrásból, a d deuteronnyalábot az 1 vákuumcsőben visszatükröző két, 3 és 4 eltérítő mágnesből, a d deuteronsugarat fókuszoló két, 5 és 6 kvadrupól mágnesből és a 7 lézerből. A 7 lézer lézersugarat sugároz az 1 vákuumcsőbe az abban lévő áttetsző apertúrán át, ami fedésben van az 5 és 6 kvadrupól mágnes által fókuszolt d deuteronnyalábbal. A 7 lézerhez tartozik egy visszatükröző 8 tükör vagy prizma, amit úgy helyezünk el, hogy alkalmas módon tükrözze vissza a lézersugarat. Amint 25 30 35 40 45 50 55 60 ezt az előbbi elméleti leírásban kifejtettük, a lézersugár koherenssé teszi a d deuteronnyalábot. Egy 9 kapcsolószerkezet teszi lehetővé, hogy a koherens deuteronnyaláb kilépjen az eszközből. A jelen kiviteli alaknál a 9 kapcsolószerkezet lehet egy olyan szerkezet, ami az ábrázolt helyzetben semlegesíti az eltérítő mágnes mágneses terét. Alternatívaként villamos kapcsolószerkezetet lehet alkalmazni. Ha monokromatikus deuteronnyaláfcra van szükség, akkor a kvadrupól mágneseket ki lehet iktatni. A fentebb leírt, lézerrel indukált deuteron-bézer (d-bézer) lehet akár folytonos üzemű, akár impulzus üzemű. A d-bézer egyik alkalmazási lehetősége a termonukleáris fúzió. A fenti kiviteli alaknál a 2 ionforrás lehet egy 1 keV ... 100 keV energiájú deuteron alfarészecske forrás, vagy más nukleáris ionforrás. Ilyet gyárt például az Ortec Inc. cég, Oakridge, Tennesse, USA. A 3 és 4 eltérítő mágnesnek alkalmasnak kell lennie arra, hogy a MeV/C tartományú impulzussal rendelkező részecskéket 180*-ban megfordítsa. Hasonlóképpen, az 5 és 6 kvadrupól mágneseknek alkalmasnak kell lenniük ugyanekkora impulzussal rendelkező részecskék fókuszálására. Alkalmas mágneseket gyárt a Nuclear Accessories Co. Ltd. cég, Auckland, Uj-Zéland. A 7 lézer lehet egy 20 wattos vagy ennél nagyobb teljesítményű szén-dioxid lézer. Ilyet gyárt a California Laser Corporation cég, San Marco, California, USA. A 9 kapcsolószerkezetként lehet a fenti típusú eltéríő mágnest alkalmazni. A 2. ábra szerinti kiviteli alak felépítése hasonló az 1. ábra szerintiéhez és ennek megfelelően az azonos elemeket azonos hivatkozási számmal jelöltük. Ennél a kiviteli alaknál egy további, 12 ionforrást alkalmazunk, ami p protonáramot emittál. Ezt a protonáramot a 15 és 16 kvadrupól mágnes fókuszolja úgy, hogy p protonnyaláb egy vonalba kerüljön a d deuteronnyalábbal. A mechanizmus egyébként hasonló az 1. ábra kapcsán leírthoz. Minthogy azonban a protonok erősebb kölcsönhatást indukálnak, mint az előző kiviteli alaknál a lézer által emittált fotonok, ezért a reakciósebesség jóval nagyobb lehet, mint az előző kiviteli alaknál. Ennél a reakciósebességnél 105 nyereség várható. A 3. ábrán látható kiviteli alak is hasonló az 1. ábra szerintihez, azzal a kivétellel, hogy van egy további, 22 ionforrás, ami e elektronáramot emittál. Ezt az elektronáramot a 25 és 26 kvadrupól mágnes fókuszolja és a 23 és 24 eltérítő mágnes a d deuteronnyalábbal egy vonalba tükrözi vissza. Ebben az elrendezésben az elektronnyaláb alkalmazása a deuteronnyaláb koherenssé tételére azzal az előnnyel jár, hogy a nyaláb. negatív töltése elősegíti az elektrosztatikus eneigiaproblémák csökkentését Minthogy az e elektronnyalábban lévő elektronok tömege jóval kisebb, mint a deuteronok tömege, ezért az elektronnyaláb kellő helyezéséhez jóval gyengébb eltérítő mágnesre van szükség. 6
