147962. lajstromszámú szabadalom • Készülék szamárium 144 izotópok atommagenergiájának maghasadás útján való felszabadítására és hasznosítására

Megjelent: 1961. január 31. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.962. SZÁM /(."•'-'"• 21. g. 17—21. OSZTÁLY — TO-358. ALAPSZÁM Készülék szamárium 144 izotópok atommagenergiájának meghasadás útján való felszabadítására és hasznosítására Tommasi Giovanni Battista, Milano (Olaszország) A bejelentés napja: 1955. október 15. Olaszországi elsőbbsége: 1954. október 16. I, pótszabadalom a 146 715 lajstromszámú (TOi—357. alapszámú) törzsszabadalomhoz A 146 715 1. számú (TO—357 alapszámú) törzsszabadalom leírásában atommaghasadással járó olyan atommagreakciót írtunk le, amelynél legalább kilenc pozigravizomrétegből álló egyes vagy összetet kristályos alakú izotóp maghasadását neutronbecsapódással, beeső sugárzással vagy bármilyen más önmagában ismert eljárással váltjuk ki. E leírásban egyúttal utaltunk arra, hogy az atommagreakcióhoz természetes stabil izotópokat és különösen szamárium 144 izotópot használunk. Ujabban végzett kísérletek megerősítették a szamárium törzsszabadalom szerinti maghasadásának ipari használhatóságát. Atomsúlya alapján a szamárium maghasadásakor felszabaduló energiát 0,065—0,075 tömegegységre becsülik, amely energiává átalakítva a szamárium 144 izotóp minden kilogrammjára számítva körülbelül 9,75—11,5 milliárd kalóriának felel meg. Ez a maghasadási energia körülbelül a fele az uránium 235 izotópnál felszabaduló és körülbelül 20 milliárd kal/kg értékű energiának, amely viszont körülbelül egymilliószorosa az ismert jobb tüzelőanyagok fűtőértékének vagy kalóri atartalmának. A szamárium 144 és az uránium 235 izotópok előfordulásának gyakoriságával kapcsolatos értékelések azt mutatják, hogy a szamárium 144 izotóp atomjainak gyakorisága tizenötszöröse az uránium 235 izotópjának, minthogy pedig a szamárium jelenleg az uránium finomításának melléktermékeként adódik és felhasználás helyett hulladékba kerül, a szamárium 144 izotópnak az uránium 235 izotóp helyett és/vagy ehhez járulékosan való felhasználása még akkor is kézenfekvő, ha a felszabaduló energia súlyegységenként körülbelül fele az urániuménak. Mint ismeretes, más nem-rádioaktív ásványok is tartalmaznak szamáriumot és, legalábbis jelenlegi ismereteink szerint, a szamáriumban nem megy végbe spontán módosulás. A szamárium tehát nincs kitéve a spontán vagy természetes maghasadás lehetőségének és így gyakorlatilag korlátlan mennyiségben felhalmozható és tárolható, anélkül, hogy a kritikus állapot, amelyben a maghasadás láncreakció alakjában önmagától iniciálódik, bekövetkeznék. Természetesen szem előtt kell tartanunk, hogy a kozmikus sugárzással kiváltott maghasadás lehetősége abszolút értelemben nem zárható ki. A szamárium 144 izotóp maghasadását ezért, általában megfelelő neutronforrással kell kiváltani, a maghasadásból származó energia pedig lényegében kétféle készülékben hasznosítható. Az egyik megoldásnál a szamárium 144 izotópot önmagában vagy akár urániummal, akár más anyagokkal keverve, uránium vagy plutónium reaktorban vagy bombában egyaránt alkalmazhatjuk. Ez esetben a szamárium 144 izotóp maghasadásakor felszabaduló energiát ugyanúgy hasznosítjuk, mint az uránium vagy plutónium maghasadásából származó energiát. Ez az energia azonban a jelen esetben hozzáadódik az uránium vagy plutónium maghasadásából származó energiához. A második megoldásnál általában megfelelő energiával és intenzitással rendelkező neutronforrást, szamárium 144 izotópot e forrás által emittált neutronok hatóterében tartó eszközt, valamint a maghasadásból származó energiát hő, villamosság vagy nyomás alakjában a felhasználás helyére továbbító közeget alkalmazunk. Ha kozmikus sugárzás beesésével számolhatunk, ezt nyilvánvalóan felhasználhatjuk az iniciáló elemet alkotó neutronforrás létesítésére. Ilyen esetben csak szamárium 144 izotóppal táplált szokásos atommáglyát is üzemeltethetünk, vagy csak szamárium 144 izotópot tartalmazó saját neutronforrás nélküli bombát is készíthetünk.' Általában azonban a szamárium 144 bombát neutronforrásból álló iniciáló szerv, tiszta vagy vegyileg kötött szamárium 144 tömeg, valamint a bomba tömegének és a környező levegőnek