申请公开说明书 （11）页    申请号：200810243312.X  申请日：2008.12.26   公开日：2010.07.07

一种太阳中微子脉冲波的产生和倍增方法

技术领域

本发明涉及一种太阳中微子脉冲波的产生和倍增方法。

   背景技术

已知世界各国耗资巨大的氯探测器、镓探测器等每年只能获得少量的太阳中微子作用事例，仅仅是限于基础科学实验研究领域，尚没有将太阳中微子汇聚成可利用的中微子束技术，而太阳光能的开发利用技术则是不胜枚举和家喻户晓。

已知人们利用加速器实现原子核间的高能碰撞，碰撞产生的众多核碎片中，高能态晕原子核的数量极少，种类不确定，并且很难分离，因此目前世界上晕原子核的产生主要限于少数重大的科学实验室。

已知世界各国的大多数核电站采用热中子反应堆，核燃料为235U；少数核电站采用快中子反应堆，核燃料为239Pu（238U）；两者都必须在高温下运行，必然产生放射性核废料，出于安全原因等方面的考虑，人们一直希望氘D→氦He的热核聚变能够替代235U、239Pu（238U）的重核裂变提供核能。虽然氘的热核聚变研究耗资巨大，但是进展甚微。

1989年3月，S．Pons和M．Fleishmann在美国犹他大学宣布发现了氘的冷核聚变，震惊了全世界，之后吸引了世界各国数以百计的科学家——有人还是诺贝尔物理学奖获得者——几年乃至十几年的实验探索。对冷核聚变的责难主要集中在三点：①实验的低重复性；②核反应产物的不匹配；③理论上很难解释低温下氘核如何高概率地克服库仑势垒。

2004年12月，美国能源部公布了重新评审冷核聚变的结果：1尽管实验取得了进步，但是结论与1989年的差不多；2 两个领域必须重视，即①含氢领域和②制作钯薄膜（使得4He好跑出来）；3评审者一致同意继续执行个案支持。这里，实验取得了重大的进步主要是指：氘钯比必须大于0.89，并且氘钯比与过热之间并非呈线性正比关系，而是超过阈值后有一个最佳值；必须大于阈电流密度200mA/cm2；钯阴极处于非平衡态时才有过热发生，江兴流教授因此提出涡旋动力学模型；著名原子物理学家苟清泉等实验发现TiD2与PdD两个离子晶体是冷聚变材料；日本的Yoshiaki教授等（1990年8月）发现钯阴极必须足够大；等等。

1996年6月，苟清泉成功地解释了为什么很多冷核聚变试验的经验指出，钯作阴极电解重水时，氘与钯之比必须大于0.89时，才能产生明显的过热效应，认为这时晶体的大部分已形成氘与钯之比为1的离子晶体PdD，其中的氘D原子已变成负离子D－ ，有两个电子围绕氘核转动，增强了屏蔽作用，因此易于发生聚变。

著名核物理学家王淦昌最先提出影响深远的“激光核聚变”技术设想。原日本高能加速器研究所所长Hirotaka Sugawara教授提出，未来用加速器产生的高能中微子束诱发重核裂变、破坏核武器的设想。但是，加速器产生的高能中微子束内中微子能量、动量的分布杂乱无序，就象太阳光一样，行为特征完全不能与激光相类比。

2002年10月，张建新发表的论文（忻州师范学院学报，2002， 5：48-50）提出，将一定面积内通过的 “满足干涉、衍射条件”的中微子汇聚为中微子束的“中微子反衍射环”：光子与电子通过单缝后出现了相同相似的衍射条纹（与单缝存在虚电磁流γ的交换），说明具有相同相似的衍射与干涉条件。根据弱电统一理论中弱中性流Z与电磁流γ的垂直正交性、量子力学的互补性原理和海森堡测不准原理，若以满足干涉条件的、一定能量范围内的中微子按电子衍射条纹分布（类比于黑体、理想气体等的理想模型，这里是为了便于理解），从不同的角度射入单缝，与单缝存在虚弱中性流Z的交换，将汇聚成为一列直线运动的脉冲波离开单缝，约定称此类单缝为中微子反衍射环。反衍射环壁上所有与中微子相互作用的电子（等）必须处于一个狭小的能级范围，必须确保在局部区域即中微子物质波相互干涉的区域不能出现较强的电磁场。生物大分子中苯环结构构象——主要是π键——满足上述反衍射环的两个基本条件。有人检索国外文献时发现，在弱电统一理论尚未创立的数十年前，两位国外学者早已分别提出中微子反衍射的学术观点。

发明内容

本发明提供了一种太阳中微子脉冲波的产生和倍增方法, 它可以高效地利用能量强度足够大的太阳中微子脉冲波。

本发明采用了以下技术方案，它包括以下步骤：

步骤一，将产生电路的阴极与阳极分离开来平行地、互为镜象地放置；

步骤二，在产生电路中接入一个对温度变化非常敏感的非线性电阻元件，并放置在一个温控仪中，再接入一个电流强度监视器，目的是使得阴极中的电流密度在狭小的范围内呈现出波浪式的非线性变化，阴极处于非平衡态，这是中微子反衍射环形成的必要条件。电流密度的大小变化与反衍射环环径的大小变化呈反比，表现为中微子脉冲波能量谱的变化，存在上下两个大小的电流密度，超出两者给出的变化区间，中微子反衍射环不能产生；

步骤三，将产生电路的电解系统放在一个旋转跟踪设备上（与雷达旋转跟踪飞机等一样），使得阴极中电子的定向运动方向（即电流的反方向）与射入阴极的太阳中微子运动方向始终保持一致，这是中微子反衍射环形成的必要条件；

步骤四，在电解液中铺设一个温控装置（水空调），保证电解系统始终处于一个狭小的温度范围内，在一定的温度下阴极内中微子反衍射环才能稳定地存在；

步骤五，调整钯阴极等的厚度，对应于阴极中一定大小的电流密度，直至不再产生过热，即钯阴极中不再显著地发生氘核聚变，以及钯锶合金阴极内88Sr不再显著地发生冷核裂变，这样使得阴极内中微子筛选漏斗得以稳定存在；

步骤六，冷核裂变反应堆与电解系统相互独立，核燃料为非金属元素75As 、76Se和金属元素88Sr，同样放在一个旋转跟踪设备之上，两个旋转跟踪设备始终与太阳运动同步，确保阴极产生的中微子脉冲波始终照射在核燃料上，直至发生冷核裂变。

(******详见申请公开说明书)

具体实施方式

解释说明：钯阴极等内中微子反衍射环的形成：①处于钯晶格八面体间隙的两相邻氘D－离子的四个电子，其角动量取向和量子自旋取向相同，因而氘D－离子电子云的主体呈现为扁平的环状，两个环状电子云前后叠加在一起才能构成中微子反衍射环，才能汇聚与微波背景辐射相对应的宇宙中微子背景中的低能中微子。②主要是在两环状电子云的曳引下，两氘核物质波的主体同样呈现为环状，并且相当靠近（距离不能超过环径），两氘核的角动量、量子自旋取向相同，两个存在弱电相互作用的环状氘核物质波前后叠加在一起才能构成反衍射环，才能汇聚能量较高的太阳中微子。③因为前两者的角动量、量子自旋取向的一致性，自然地会在局部区域内产生相应的电磁场——极化效应，导致入射中微子在反衍射环附近不能有效地进行干涉，更不会经过反衍射环——过滤筛选处理——汇聚成为中微子脉冲波。因此，钯阴极中必须存在强度呈现非线性变化的电流——外层定向迁移的电子（由①产生的中微子脉冲波也可以使载流子如电子作定向运动而形成电流），最大限度地抵消由中微子反衍射环产生的电磁场，这与超导体内部的磁感应强度为零是相似的。

钯阴极等处于非平衡态是中微子反衍射环形成的必要条件。中微子反衍射环即是出现在江兴流教授指出的多层膜的非平衡点处，反衍射环中氘核与电子的运动即是一种涡旋运动（来自太阳中心的中微子运动方向则是高度定向的）。D.Ruelle 和F.Takens在《论湍流的本质》中提出：只要三个独立的运动就可以产生湍流的全部复杂性，出现具有较强稳定性的、非周期性的“奇怪吸引子”。上节所述即是量子湍流系统中的三个构成元素及其运动，根据海森堡测不准原理可以视为三个独立的运动；换个角度来看，三者的运动又是紧密相关的，破坏了其中之一的运动状态，剩余的两者状态也将自然地改变，不能稳定地存在。

只有钯阴极等中形成一个个足够大的中微子筛选漏斗（存在上限），在漏斗顶端才能产生能量强度足够大的、可利用的太阳中微子脉冲波。根据功能特征，中微子反衍射环可以形象地比喻为微型漏斗（仅仅是为了便于理解），将“满足干涉、衍射条件”的太阳中微子筛选汇聚。钯阴极中数量巨大的、点阵分布的中微子反衍射环进行的是链式汇聚，即由一个个的微型漏斗嵌套式组合构成宏观可观察的大型漏斗，约定称为中微子筛选漏斗，有效地将一定面积内通过的太阳中微子筛选汇聚。易见，钯晶体内不能有太多太大的局部结构缺陷，必须最大限度地保持面心立方点阵结构，确保是嵌套式长程链式汇聚。Yoshiaki教授等发现使用小的钯阴极是致命的错误。

弱相互作用的作用距离远远小于强相互作用、电磁相互作用的作用距离，象极小的探针一样，中微子能够通过弱相互作用精确地将一个核子“打”出来成为晕核子，这是用相同能量的中子、光子等不可能做到的，若提高后者的能量也是以“打碎”整个原子核为主，晕核子的产生概率实在太小了，成为人们很难制备晕原子核的主要原因。高能（8B）太阳中微子的能量（为连续谱）与大多数原子核的核结合能——7Mev／核子~9Mev／核子之间——处于相同的范围，理论上能够以极小的概率（作用截面）从原子核中激发出晕核子，而中能（7Be和CNO）太阳中微子、低能（PP）太阳中微子的能量分布与超变形核激发态能级分布、与晕原子核蜕变所吸收的能量分布处于相同的范围。中微子筛选漏斗汇聚产生的太阳中微子脉冲波中，中微子的能量虽然不高，但是中微子的能量、动量分布是高度有序的——经过“满足干涉、衍射条件”的筛选处理，与加速器、核反应堆中产生的高能中微子束相比，就象激光与太阳光相比一样，其行为特征完全不能相提并论，它们与原子核中的一群质子和中子产生“共振碰撞” （熟知的一个关于共振现象的故事：一列士兵步伐一致地经过一座桥，桥因为共振吸收能量而发生断裂），交换能量、动量的概率不再是太小，完全可以用于制备各种各样的晕原子核。

本发明中，通电条件下处于非平衡态的氘钯离子晶体阴极和含氦的铜砷合金阴极、铜晶体阴极的功能与凸透镜相似（凸透镜将一定面积内通过的太阳光汇聚于焦点，就能够点燃易燃物如报纸、木屑等），将来自太阳中心的中微子高效地汇聚成一列列直线运动的太阳中微子脉冲波。太阳中微子脉冲波穿越钯核，将一个中子激发出来，形成晕钯核；中子晕的中子与中微子脉冲波中的中微子发生碰撞而脱离钯核，受太阳中微子运动的影响，逸离钯核的中子运动并不是无序的，其动能也不算高。钯阴极的特定区域中，以上述慢中子为中间媒介子，反衍射环中两氘核（注意它们是玻色子）贯穿电磁势垒实现三者参与的核聚变反应，产物绝大多数是4He和1个中子；可以理解为，先形成以中子为核芯、两氘核为晕的过渡核，之后两氘核晕收缩成为4He核，迅速地将中子挤出。这里，首先是因为氘核反衍射环的特殊结构，其次也是最主要原因的是，慢中子与两个氘核之间的强相互作用使得两个氘核轻易地克服了库仑斥力（库仑势垒）。冷核聚变中有发挥辅助催化作用的慢中子参与，与热核聚变迥然不同，从而回答了核反应产物的不匹配。

    本发明结合两实施例来进一步地说明。

实施例一，直接在庞—费冷核聚变实验设备和方法上作出技术改进（国外在庞—费专利技术方案的基础之上衍生出众多的专利）。(******详见申请公开说明书)