用于放大能量的方法和功率放大器技术

披露了一种用于对电磁辐射的功率进行放大的功率放大器。该功率放大器包括：第一气态燃料成分，该第一气态燃料成分是氘；第二气态燃料成分，该第二成分是除氘之外的另一种气体，选择该第二气态燃料成分使得氘中的核质量减少同位素移位比该第二燃料成分中的核质量增加同位素移位需要更少的能量；以及燃料隔室(12)，该燃料隔室包含该第一气态燃料成分和该第二气态燃料成分的混合物。还披露了一种用于对电磁辐射的功率进行放大的方法。

Methods and power amplifiers for amplifying energy

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于放大能量的方法和功率放大器
本专利技术涉及一种用于放大能量的方法。本专利技术还涉及一种功率放大器。
技术介绍
能量产生是人类最优先考虑的问题之一。在寻找新的能量产生技术方面投入了很多努力。EP3086323A1中披露了新的能量产生技术的第一步。
技术实现思路
鉴于以上内容，本专利技术的一个目标是提供用于能量产生的新颖手段。根据第一方面，提供了一种用于对电磁辐射的功率进行放大的方法。该方法包括：使燃料混合物经受输入电磁辐射，该燃料混合物包括第一燃料成分和第二燃料成分，该第一燃料成分是气态氘，并且该第二成分是除氘之外的另一种气体，以产生：该氘中的核质量减少同位素移位，该第二燃料成分中的核质量增加同位素移位，以及由该核质量增加同位素移位引起的输出电磁辐射；其中，氘中的该核质量减少同位素移位比该第二燃料成分中的核质量增加同位素移位需要更少的能量。此处，使燃料混合物经受或暴露于输入电磁(EM)辐射意指输入EM辐射对该第一燃料成分的至少一部分进行照射。输入EM辐射可以包括具有至少一个频率或频率模式的光子。在第一实施例中，输入EM辐射包括具有多种频率模式的光子。在第二实施例中，输入EM辐射实质上是单色的，包括具有固定频率的光子。而且，输入EM辐射可以具有优选的强度水平和/或功率水平。优选的强度水平和/或功率水平可以与特定频率相关联。可选地，输入EM辐射可以被极化。输入EM辐射可能影响燃料，使得燃料将进入等离子体相。进一步地，输入EM辐射可以向第一燃料成分传递能量。可以借助于波粒加速过程来提供能量传递。在向第一燃料成分传递能量时，该第一燃料成分将呈现高能状态，其中，第一燃料成分中的中子将受到影响，并且将发生核质量减少同位素移位。第一燃料成分的至少一部分可以呈现高能状态。通常，核质量减少同位素移位将在通过输入EM辐射传递的能量高于或等于阈值能量时发生。然而，另外，量子机械隧穿效应可以允许核质量减少同位素移位低于阈值能量。可以基于第一燃料成分的物理特性来选择波粒加速过程。举例来说，第一燃料成分的物理特性可以涉及以下各项：第一燃料成分的材料类型、材料的晶格结构类型、材料的物理量(比如原子质量、原子数、原子分离距离、声速、等离子体特征速度、局部温度、平均温度等)、材料的晶格结构的长度尺寸、材料的晶粒结构的长度尺寸、以及材料的晶格结构的几何形状。物理特性还可以是第一燃料成分的等离子体共振频率。可以以优选的强度向第一燃料成分传递通过波粒加速过程接收的能量。等离子体共振频率具有相关联的频率ω和相关联的共振波长λ。根据本专利技术的方法，在第一燃料成分中产生核质量减少同位素移位。在第一燃料成分中的核质量减少同位素移位处从第一燃料成分中释放的中子将诱导第二燃料成分中的核质量增加同位素移位。由第二燃料成分中的质量增加同位素移位产生的多余能量可以作为电磁辐射进行输出。第一燃料成分包括氘(D)。第一燃料成分在经受输入EM辐射之前可以处于气相。因此，最初，第一燃料成分在经受输入EM辐射之前可以是氘气(D2)。使用氘的一个优点是氘便宜。另一个优点是使用氘得到电磁辐射的功率放大中的高净增益。第二燃料成分可以包括某种气体。第二燃料成分可以包括氮气(N2)。第二燃料成分可以包括14N2。优选使用氮气，因为14N可以通过核质量增加同位素移位来捕获中子从而形成15N。14N和15N都是氮的稳定同位素。进一步地，15N与14N的质量差高于中子的静止质量。氮气中从14N到15N的质量增加同位素移位将导致能量作为电磁辐射进行输出。通过使第二燃料成分经历核质量增加同位素移位，将产生多余的能量。更具体地，第二燃料成分中的核质量增加同位素移位的过程可以释放比第一燃料成分中的核质量减少同位素移位所需的能量更多的能量。借助于本专利技术构思，通常不存在元素嬗变。相反，第一燃料成分和第二燃料成分中存在同位素移位。同位素是指一组具有相同原子序数Z但具有不同中子数N＝A-Z的核素，其中，A为质量数。在同位素移位的过程中，同位素的质量数A移位至少一个整数步级。质量减少同位素移位可以是从具有质量数A的同位素AP到具有质量数A-1的同位素A-1P的同位素移位。质量增加同位素移位可以是从具有质量数A的同位素AP到具有质量数A+1的同位素A+1P的同位素移位。第一燃料元素中的质量减少同位素移位可能源自反应通道D+Ws→n+1H，其中，D是氘(2H)，并且其中，1H是氕，即核中没有中子的氢。进一步地，Ws是用于发生质量减少同位素移位的阈值能量。用于诱导D中的质量减少同位素移位的阈值能量为2.25MeV。注意的是，1H以及2H本身是稳定的同位素，但是上述反应可以由高于阈值能量的照射来诱导。此处，输出电磁(EM)辐射意指在第二燃料成分中的核质量增加同位素移位的过程中释放的能量。能量将以电磁波/光子的形式释放。例如，在第二燃料成分包括14N的情况下，到15N的质量增加同位素移位将使10.8MeV的能量可用。因此，几乎比从氘(D)到氕(H)的质量减少同位素移位所需的能量多5倍。第一燃料成分与第二燃料成分之间的初始比率可以在40/60摩尔百分比至60/40摩尔百分比之内、优选地为50/50摩尔百分比。输入电磁辐射的频率可以为300GHz至300MHz或更低。因此，输入电磁辐射可以处于电磁辐射的微波范围内。输入电磁辐射的频率可以为2GHz至3GHz、优选地2.5GHz。因此，可以使用与当今微波炉所使用的相同类型的微波辐射器。这使得低廉且高效地实施该方法。输出电磁辐射的频率可以为500GHz至1.5THz。因此，根据以上大体地和更详细地表达的本专利技术构思，提供了一种用于对电磁辐射的功率进行放大的方法。根据第二方面，提供了一种用于对电磁辐射的功率进行放大的功率放大器。该功率放大器包括：第一气态燃料成分，该第一气态燃料成分是氘；第二气态燃料成分，该第二成分是除氘之外的另一种气体，选择该第二气态燃料成分，使得氘中的核质量减少同位素移位比该第二燃料成分中的核质量增加同位素移位需要更少的能量；以及燃料隔室，该燃料隔室包含该第一气态燃料成分和该第二气态燃料成分的混合物。该方法的上述特征在适用时也适用于这个第二方面。为了避免过度重复，参考上文。燃料隔室对于第一气态燃料成分和第二气态燃料成分可以是气密的。燃料隔室可以是封闭隔室。由此，可以将功率放大器提供为分离构件。例如，可以省去与气体供应的任何连接。由此，功率放大器易于实施并且在各种应用中使用。由此，功率放大器也易于提供为例如可以在第一燃料成分和/或第二燃料成分已经用完或用到一定程度后进行替换的可替换单元或构件。燃料隔室可以包括辐射输入表面，该辐射输入表面对于频率为300MHz至300GHz、优选地2GHz至3GHz、更优选地2.5GHz的输入电磁辐射而言是可透射的。由此，第一燃料成分可以有效地经受频率为300MHz至300GHz、优选地2GHz至3GHz、更优选地2.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对电磁辐射的功率进行放大的功率放大器，该功率放大器包括：/n第一气态燃料成分，该第一气态燃料成分是氘；/n第二气态燃料成分，该第二成分是除氘之外的另一种气体，选择该第二气态燃料成分使得氘中的核质量减少同位素移位比该第二燃料成分中的核质量增加同位素移位需要更少的能量；以及/n燃料隔室(12)，该燃料隔室包含该第一气态燃料成分与该第二气态燃料成分的混合物，其中，该混合物在经受输入电磁辐射之前是气态的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170512 EP 17170750.81.一种用于对电磁辐射的功率进行放大的功率放大器，该功率放大器包括：
第一气态燃料成分，该第一气态燃料成分是氘；
第二气态燃料成分，该第二成分是除氘之外的另一种气体，选择该第二气态燃料成分使得氘中的核质量减少同位素移位比该第二燃料成分中的核质量增加同位素移位需要更少的能量；以及
燃料隔室(12)，该燃料隔室包含该第一气态燃料成分与该第二气态燃料成分的混合物，其中，该混合物在经受输入电磁辐射之前是气态的。


2.根据权利要求1所述的功率放大器，其中，该第二燃料成分是气态氮。


3.根据权利要求1所述的功率放大器，其中，该第二燃料成分是气态14N。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的功率放大器，其中，该第一燃料成分与该第二燃料成分之间的初始比率在40/60摩尔百分比至60/40摩尔百分比之内、优选地为50/50摩尔百分比。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的功率放大器，其中，该燃料隔室(12)对于该第一气态燃料成分和该第二气态燃料成分是气密的。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的功率放大器，其中，该燃料隔室(12)是封闭隔室。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的功率放大器，其中，该燃料隔室(12)包括辐射输入表面(14)，该辐射输入表面对于频率为300MHz至300GHz、优选地2GHz至3GHz、更优选地2.5GHz的输入电磁辐射而言是可透射的。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的功率放大器，其中，该燃料隔室(12)包括辐射输出表面(16)，该辐射输出表面对于频率为500GHz至1.5THz的输出电磁辐射而言是可透射的。


9.根据权利要求8和9所述的功率放大器，其中，该辐射输入表面(14)是该燃料隔室(12)的第一主表面，并且其中，该辐射输出表面(16)是该燃料隔室的第二主表面，其中，该第一主表面和该第二主表面优选地彼此相反。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的功...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯·利德格伦，
申请(专利权)人：瑞顿控股有限公司，
类型：发明
国别省市：英属维尔京群岛;VG