本發(fā)明涉及通過嬗變、更精確地通過放射性同位素的嬗變的能量產(chǎn)生的領(lǐng)域。為了滿足安全能量的需求，碳燃燒必須被另一來源代替。源自50年代軍事研究的使用鈾裂變作為能源具有在暴露于安全隱患的同時產(chǎn)生大量的放射性廢料的缺點。本發(fā)明還涉及減少放射性和/或毒性的廢料處理的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

過去，一些研究與以晶體結(jié)構(gòu)接收的氘有關(guān)。氘較昂貴且反應(yīng)難以預(yù)測。

通過在被電磁輻射照射的膠體混合物中使用Li、Ni、Cu、Pd和Ti作為核燃料，進行了其它的嘗試。但是，需要減速劑。

Sergio Focardi教授在90年代晚期在Ni-H生熱方面公開了幾份文件。進行在具有氫氣的銅管中基于Ni⁶²的嘗試。能量產(chǎn)生低于期望。

進行了基于過渡金屬向另一材料的質(zhì)子發(fā)射的嘗試。但是，反應(yīng)器較復(fù)雜。

需要適于工作需求的安全可靠的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

一種用于至少部分地去活放射性材料的放熱嬗變方法，包括以下步驟：

－在封閉容器外面的反應(yīng)器的腔室內(nèi)布置包含至少一種過渡金屬的塵狀化合物；

－在所述腔室內(nèi)布置放射性材料，該放射性材料處于所述封閉容器中并且在其中保持被封裝；

－在高于環(huán)境壓力的壓力下，提供與塵狀化合物和放射性材料接觸的氫氣；

－在腔室內(nèi)產(chǎn)生電場，該電場被施加于塵狀化合物和放射性材料；

－通過超聲波使塵狀化合物增強活力，從而產(chǎn)生所述至少一種過渡金屬向另一種過渡金屬的嬗變以及向放射性材料的質(zhì)子發(fā)射，所述放射性材料至少部分地被去活；

－從反應(yīng)器去除熱能。

獲得連同熱量生成的放射性減少。

在隨后的步驟中，可從反應(yīng)器去除塵狀化合物。去除的塵狀化合物可被處理為非放射性材料。去除的塵狀化合物可在處理中被重新使用或者分為若干份，例如，分為物種，以獲得與處理開始時相同的成分。在處理期間已獲得的物種的一部分可被去除，在處理期間已被消耗的物種可被補全(completed)。

現(xiàn)在，放射性材料被指定為“被處理的材料”。可從反應(yīng)器去除被處理的材料。去除的放射性材料可被處理為非放射性材料，或者通過化學處理分成非放射性部分和放射性部分。所述放射性部分，如果有的話，可在以上的方法中被重新提交。在大多數(shù)的情況下，建議具有足夠強的處理以獲得非放射性被處理的材料。參照諸如IAEA標準的標準，該材料可被歸類為非放射性。

在實施例中，方法包括在腔室內(nèi)產(chǎn)生電場，該電場被施加于塵狀化合物和放射性材料。

在實施例中，提供一種用于至少部分地去活放射性材料的放熱嬗變方法，該方法包括以下步驟：

在反應(yīng)器的腔室內(nèi)布置包含至少一種過渡金屬的塵狀化合物；

在所述腔室內(nèi)布置放射性材料，該放射性材料接近塵狀化合物或者與其混合；

在高于環(huán)境壓力的壓力下，提供與塵狀化合物和放射性材料接觸的氫氣；

在腔室內(nèi)產(chǎn)生電場，該電場被施加于塵狀化合物和放射性材料；

通過超聲波使塵狀化合物增強活力，從而產(chǎn)生所述至少一種過渡金屬向另一種過渡金屬的嬗變以及向放射性材料的質(zhì)子發(fā)射，所述放射性材料至少部分地被去活；

從反應(yīng)器去除熱能。

在實施例中，方法包括加熱塵狀化合物和放射性材料。

在實施例中，放射性材料是核廢料。方法允許有效的放射性減少。

在實施例中，核廢料是裂變產(chǎn)物。方法適于長壽命的裂變產(chǎn)物。所述長壽命裂變產(chǎn)物在以前回收起來最昂貴。在實施例中，核廢料是醫(yī)療/工業(yè)核廢料。醫(yī)療放射源用于成像。工業(yè)放射源用于非破壞性檢查。大量的醫(yī)療/工業(yè)核廢料被產(chǎn)生并且應(yīng)被回收。

在實施例中，核廢料是礦業(yè)廢料。礦業(yè)廢料較豐富并且具有各種成分。因此，已知的處理較昂貴并且/或者不實際。在一些情況下，進行簡單的填埋。在其它情況下，進行與盲區(qū)(dead ground)的混合。這些不是處理，并且使得常常不遠離地表且易于浸出的土壤具有放射性。由于礦業(yè)廢料一般具有各種成分，因此不容易確定適當?shù)囊阎奶幚?。本方法很好地適于礦業(yè)廢料，原因是可對各種礦業(yè)廢料成分使用相同的化合物成分。如果必要的話，礦業(yè)廢料在去活之前被填埋，以從中去除生物產(chǎn)物。

在實施例中，方法包括在初始溫度下加熱腔室?？捎秒娮柽M行加熱。初始溫度可以處于100～140℃的范圍內(nèi)。

在實施例中，方法包括從腔室去除空氣的步驟。去除空氣可在引入氫氣之前發(fā)生?？捎谜婵毡眠M行去除空氣。否則，去除空氣可在引入氫氣的過程中或者通過引入氫氣發(fā)生。在其它條件下，進行空氣沖除(air flush)。去除空氣明顯增加該過程的效率。

在實施例中，塵狀化合物包含Ni和Fe，Ni原子嬗變?yōu)镃u，特別是嬗變?yōu)镃u的非放射性同位素。

在實施例中，塵狀化合物包含按質(zhì)量50％～95％的Ni和5％～50％的Fe。已對其進行實驗測試。

在實施例中，塵狀化合物包含按質(zhì)量70％～90％的Ni和10％～30％的Fe。

在實施例中，塵狀化合物包含按質(zhì)量1％～10％的Cu。已發(fā)現(xiàn)，Cu增強放射性減少。由于當Ni嬗變?yōu)镃u時Cu量增加，因此，同一化合物可被使用幾次，直到Cu百分比變得太高。

在實施例中，塵狀化合物包含按質(zhì)量2％～7％的Cu。優(yōu)選地，初始塵狀化合物包含2～3％的Cu，并且最終的塵狀化合物包含6～7％的Cu。塵狀化合物當在處理中被最后一次使用時為“最后”。然后，在方法中去除它。Cu可被分離以減少Cu含量并且獲得重新生成的工業(yè)塵狀化合物。

在實施例中，塵狀化合物的Cu有至少99％的粒子的平均尺寸為在10～100μm之間、優(yōu)選在10～50μm之間。Cu的選擇的顆粒尺寸縮短處理的持續(xù)期并且減少要提供的能量。

在實施例中，塵狀化合物的Cu有至少99.9％的粒子的平均尺寸為在10～100μm之間，優(yōu)選在10～50μm之間。

在實施例中，塵狀化合物的Ni有至少99％的粒子的平均尺寸不大于10μm。

在實施例中，塵狀化合物的Ni有至少99.9％的粒子的平均尺寸不大于10μm。

在實施例中，塵狀化合物的Fe有至少99％的粒子的平均尺寸不大于10μm。

在實施例中，塵狀化合物的Fe有至少99.9％的粒子的平均尺寸不大于10μm。

在實施例中，塵狀化合物的Ni有至少99％的粒子的平均尺寸不大于5μm。

在實施例中，塵狀化合物的Ni有至少99.9％的粒子的平均尺寸不大于5μm。

在實施例中，塵狀化合物的Fe有至少99％的粒子的平均尺寸不大于5μm。

在實施例中，塵狀化合物的Fe有至少99.9％的粒子的平均尺寸不大于5μm。

在實施例中，塵狀化合物包含按質(zhì)量25％～40％、優(yōu)選30％～40％的石墨。石墨有99％的粒子的平均尺寸不大于10μm。

在實施例中，塵狀化合物包含按質(zhì)量10％～15％的Fe、80％～85％的Ni和2％～5％的Cu。

在實施例中，塵狀化合物包含按質(zhì)量5％～10％的Fe、57％～65％的Ni、1％～3％的Cu和25％～30％的石墨。

在實施例中，塵狀化合物包含按質(zhì)量10％～15％的Fe、75％～80％的Ni、1％～3％的Cu和8％～15％的Cr。

優(yōu)選地，塵狀化合物被均質(zhì)化。

在實施例中，封閉容器實質(zhì)上由鋼制成，該鋼優(yōu)選包含按質(zhì)量至少1％的Cr，更優(yōu)選由不銹鋼制成。

在實施例中，所述腔室內(nèi)的壓力大于5×10⁵Pa，所述腔室包含至少99％的H₂。

在實施例中，所述腔室內(nèi)的壓力為在5×10⁵Pa～20×10⁵Pa之間，優(yōu)選為在10×10⁵Pa～15×10⁵Pa之間。

在實施例中，氫氣在加熱之前被提供，并且在隨后的步驟中保持處于腔室中。在從反應(yīng)器去除塵狀化合物之前去除氫氣。

在實施例中，初始溫度為在80～200℃之間、優(yōu)選在100～150℃之間。

在實施例中，塵狀化合物包含Cr的主動添加。

在實施例中，塵狀化合物包含按質(zhì)量多達15％的Cr。

在實施例中，相同的塵狀化合物成分用于各種放射性材料。作為例子，相同的塵狀化合物成分用于包含Co⁶⁰、U²³⁵、Cs¹³⁷的廢料。

在實施例中，相同的塵狀化合物用于多個放射性材料去活。塵狀化合物在方法完成之后不具有放射性。

在實施例中，電場本質(zhì)上是靜態(tài)的。

在實施例中，電場為在20～30000伏特/米之間。

在實施例中，放射性材料是有至少99％、優(yōu)選99.9％的粒子的平均尺寸不大于10μm的粉末。

在實施例中，放射性材料是有至少99％、優(yōu)選99.9％的粒子的平均尺寸不大于5μm的粉末。

在實施例中，塵狀化合物/放射性材料的原子數(shù)比例為在3/1～6/1之間。

在實施例中，氫氣喪失氘和氚的主動添加。在其它條件下，使用天然氫氣。不需要氫同位素分離。

在實施例中，反應(yīng)器包括包含鋼、不銹鋼或陶瓷中的至少一種的腔室壁。優(yōu)選地，腔室壁由不銹鋼制成。

在實施例中，超聲波具有在250～600kHz之間的頻率。

在實施例中，超聲波由具有在400～2000W之間的功率的發(fā)生器產(chǎn)生。該功率是發(fā)生器所需要的電力。

在實施例中，通過氣體冷卻，從反應(yīng)器去除熱能。

在實施例中，通過液體冷卻，從反應(yīng)器去除熱能。

在實施例中，在在所述初始溫度下加熱腔室之后，產(chǎn)生電場和超聲波，加熱在電場和超聲波產(chǎn)生時間段的第一部分中被保持，加熱在所述第一部分結(jié)束時停止，去除熱能在所述第一部分之后開始。

在實施例中，初始溫度為在100～140℃之間。

在實施例中，用于99％放射性減少的以上步驟的持續(xù)期為在5～10小時之間。

在實施例中，電場和超聲波產(chǎn)生時間段具有在5～10小時之間的持續(xù)期。

附圖說明

在參照附圖給出的以下的說明書中，解釋本發(fā)明的特征和優(yōu)點。

圖1是用于本發(fā)明的方法的具有超聲發(fā)生器和加熱器的反應(yīng)器的軸向斷面圖。

圖2是用于本發(fā)明的方法的具有超聲發(fā)生器和微波發(fā)生器的反應(yīng)器的軸向斷面圖。

圖3是具有一杯塵狀化合物的圖1的發(fā)生器的軸向斷面圖。

圖4是具有一杯塵狀化合物和一杯放射性材料的圖1的發(fā)生器的軸向斷面圖。

圖5是對實驗1的被處理材料進行的光譜分析的示圖。

圖6是實驗2的自然環(huán)境的伽馬射線的測量的計數(shù)/能量圖。

圖7是實驗2的裂變廢料的伽馬射線的測量計數(shù)/能量的示圖。

圖8是實驗2的被處理材料的伽馬射線的測量計數(shù)/能量的示圖。

圖9是表示圖6～8的三個測量的結(jié)果的比較示圖。

圖10是用于實驗4中的裝置的透視示意圖。

圖11是用于實驗4中的容器的透視示意圖。

圖12是用于實驗4中的容器的分解透視示意圖。

圖13是用于實驗4中的發(fā)生器的分解透視示意圖。

圖14是實驗4的裂變廢料和被處理材料的伽馬射線的測量計數(shù)/能量的比較圖。

附圖不僅用于完成本發(fā)明，而且，如果必要的話，有助于其定義。

具體實施方式

為了改善能量產(chǎn)生和廢料處理，發(fā)明人對由過渡金屬輔助的低能量嬗變進行了長期的研究。以下的物種被識別為適于輔助嬗變：Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、鑭系元素和錒類元素。它們可在工業(yè)上為純的或者被合金化。在金屬粉末的化合物中存在少量的Cu在實驗中看起來是有利的。但是，Cu不是驅(qū)動金屬。Cu具有增強嬗變的功能。

發(fā)明人尋求在低或中溫度和工業(yè)可分級設(shè)備下當在安全過程中產(chǎn)生能量時凈化排到不活動材料的核廢料。

WO0129844涉及從經(jīng)受電流脈沖的吸氫金屬產(chǎn)生能量。

WO2010058288提出在強感應(yīng)1～70000高斯和電場1～300000v/m下從氫氣與金屬之間的核反應(yīng)產(chǎn)生能量。

WO2013/10859公開了用照射源照射膠質(zhì)混合物的核反應(yīng)器。

在圖1中，反應(yīng)器1包含下壁2、上壁3、限定孔5的周壁4和能夠關(guān)閉孔5的門6。當門6被關(guān)閉時，反應(yīng)器1限定密閉的腔室7。當門6打開時，能夠穿過孔5在腔室7中插入固態(tài)材料。反應(yīng)器1形成閉合的空間。反應(yīng)壁2、3、4和門6基本上由鋼制成，鋼優(yōu)選包含按質(zhì)量至少1％(at least 1％in mass)的Cr。反應(yīng)壁2、3、4和門6可由不銹鋼制成。在20℃下，反應(yīng)器1適于高于10⁶Pa、優(yōu)選2×10⁶Pa的內(nèi)部壓力。反應(yīng)器1適于100～800℃之間的平均內(nèi)部溫度和200～1000℃之間的局部化內(nèi)部溫度。處于腔室7中并且在后面描述的反應(yīng)器1的多個部分能夠耐受以上的溫度、以上的壓力和H₂氣氛。

反應(yīng)器1具有圖中未示出的與真空泵連接的第一開口8和第一閥9。第一開口鉆入周壁4中。真空泵用于在門關(guān)閉之后從腔室7去除空氣。反應(yīng)器1具有圖中未示出的與氫氣源連接的第二開口10和第二閥11。氫氣源可以是加壓的H₂容器。氫氣源用于在空氣去除之后在腔室7中引入氫氣。氫氣源被配置為在環(huán)境溫度下在所述腔室7內(nèi)設(shè)定高于5×10⁵Pa、優(yōu)選處于10⁶Pa的壓力。腔室7可包含至少99％的H₂、優(yōu)選包含至少99.9％的H₂。

在變更例中，第一開口8與環(huán)境氣氛連接并且配有閥。氫氣源用于形成將氧氣驅(qū)逐出腔室7的氫氣氣流。可以設(shè)置氮氣源以形成氮氣氣流以避免混合氫氣和空氣。

反應(yīng)器1包含冷卻部件12。冷卻部件12可被加入反應(yīng)器1的至少一個壁中以構(gòu)成至少一個冷卻壁。冷卻部件12可包含循環(huán)冷卻劑的導(dǎo)管。在圖1中，下壁2配有冷卻部件12。

反應(yīng)器1包含電場發(fā)生器。電場發(fā)生器包含配置于腔室7中的陽極13和陰極14。陽極13和陰極14具有相互面對的表面。這里，陽極13和陰極14——電極——一個被安裝于腔室7的上部中并且另一個被安裝于其下部中。這里，陽極13處于下部中并且陰極14處于上部中。陽極13和陰極14以及面對的表面可基本上水平。在另一實施例中，陽極13和陰極14基本上垂直。電場發(fā)生器包含包圍陽極13、陰極14和陽極13與陰極14的面對表面之間的區(qū)域的絕緣部分15。絕緣部分15防止電場與反應(yīng)器1的壁中的一個的短路。電場發(fā)生器包含反應(yīng)器1外面的高電壓源和連接電壓源與陽極13以及與陰極14的絕緣導(dǎo)線。絕緣部分15包含配置于上壁3與陽極13之間并且與陽極13接觸的上板15a和向下面突出的上圓筒緣15b。上板15a和上圓筒緣15b形成上半殼。絕緣部分15可由陶瓷制成。絕緣部分15由耐受腔室7在處理期間的溫度且與H₂環(huán)境相容的材料制成。

在對稱配置中，絕緣部分15包含配置于下壁2與陰極14之間且與陰極14接觸的下板15c和向上突出的下圓筒緣15d。下板15c和下圓筒緣15d形成下半殼。

在半殼之間即在上圓筒緣15b與下圓筒緣15d的端部之間剩余有空間。“圓筒”在其幾何意思中使用，緣的橫截面為圓形、正方形或多邊形。所述空間足以使至少兩個接收器移動通過其中，至少一個接收器用于核廢料并且至少一個用于驅(qū)動化合物21。半殼的形狀被配置為使得電場線盡可能平行。施加平行的電場線提高處理的均勻性并且減少核廢料中的熱點的出現(xiàn)和尺寸?？赡艹霈F(xiàn)通過部分熔融導(dǎo)致原子的結(jié)塊的納米尺寸的熱點。例如為從微米到毫米的大尺寸的熱點可能對處理的效率有害。在高于被處理廢料的熔融溫度的大熱點的情況下，可能需要對被處理廢料的后壓碎。

反應(yīng)器1包含超聲發(fā)生器16。超聲發(fā)生器16被配置于電場發(fā)生器的絕緣部分15的下半殼的凹處中。超聲發(fā)生器16沿垂直軸被配置于下電極13與絕緣部分15的下板15c之間。超聲發(fā)生器16在水平板中被絕緣部分15的下圓筒緣15d包圍。超聲發(fā)生器16具有400～2000W之間的標稱電力。該電力是發(fā)生器所需要的電力。超聲發(fā)生器16具有250～600kHz之間的頻率，例如，頻率為300kHz。頻率可固定。

在圖1的實施例中，反應(yīng)器1包含兩個電加熱器17和18。電加熱器中的一個被配置于腔室7的下部區(qū)域中。下電加熱器18駐留于反應(yīng)器1的下壁2上。電加熱器中的另一個被配置于腔室7的上部區(qū)域中。上電加熱器17與反應(yīng)器1的上壁3接觸。為了增強腔室7的加熱，在下電加熱器18與下壁2之間以及在上電加熱器17與上壁3之間剩余小的空間。小的空間確保熱絕緣。該小的空間能夠通過設(shè)置在面向相應(yīng)的壁的電加熱器的表面上的間隔腿來獲得。在另一實施例中，絕緣材料層被配置于電加熱器的所述表面與相應(yīng)的壁之間。如圖1所示，電加熱器17、18覆蓋相應(yīng)的壁的表面的大部分，例如，覆蓋多于90％。獲得加熱均勻性。

在圖2的實施例中，反應(yīng)器1包含微波發(fā)射器19。微波發(fā)射器19被周壁4支撐。微波發(fā)射器19與門6相對。微波發(fā)射器19具有在腔室7中突出的波導(dǎo)。微波發(fā)射器19的其它部分可被配置于腔室7內(nèi)。在另一實施例中，微波發(fā)射器19的其它部分被配置于腔室7外面并且通過密閉壁套管與波導(dǎo)連接。波導(dǎo)具有帶有大的發(fā)射端的截頭圓錐形狀。波導(dǎo)被配置為在腔室7中向會出現(xiàn)核廢料的接收區(qū)域發(fā)射微波。在其它條件下，核廢料和驅(qū)動化合物21將在處理期間駐留于微波接收區(qū)域中。為了清楚起見，在圖中沒有表示用于向上述的電能接收器饋電的電纜。

如圖3所示，反應(yīng)器1容納驅(qū)動化合物21的容器20。容器20駐留于下電極的表面上。容器20為杯形。容器20包含盤狀底壁20a和包圍底壁的圓形緣20b。緣20b是具有30～60°之間的角度的截頭圓錐。容器20可制成一個零件。容器20可包含銅或黃銅。容器20可由銅或黃銅構(gòu)成。在變更例中，容器20可由鋼構(gòu)成。容器20的厚度可選自從0.4mm到幾毫米的范圍?？筛鶕?jù)其中的驅(qū)動化合物21的質(zhì)量或者熱傳導(dǎo)需求選擇容器20的厚度。在試驗中，使用了0.5mm厚度的銅杯。除了包含以外，容器20還使驅(qū)動化合物21內(nèi)的溫度均勻化。

容器20容納驅(qū)動化合物21的層。驅(qū)動化合物21的層的厚度不大于緣的高度。驅(qū)動化合物21的層具有基本上恒定的厚度。層厚度可以為在2～12mm之間。驅(qū)動化合物21在容器20的底壁的表面上均勻展開。驅(qū)動化合物21具有面對上電極的均勻表面，均勻理解為宏觀的意思。驅(qū)動化合物21可被壓制或者不被壓制。驅(qū)動化合物21基本喪失易于與H₂進行化學反應(yīng)的材料，例如，氧氣。

在試驗中，驅(qū)動化合物21包含具有不小于99％的純度的粉末。粉末的各金屬可具有不小于99％的純度。按質(zhì)量小于1％的金屬雜質(zhì)可被接受。特別是在非金屬雜質(zhì)的情況下，粉末的純度優(yōu)選不小于99.9％。

驅(qū)動化合物21一般具有小于5μm的粒度。但是，在已進行的實驗中，作為反應(yīng)增強劑存在的銅粉末具有小于20μm的粒度。在變更例中，銅粒子具有10～40μm之間的直徑。在其它條件下，在已進行的實驗中，除銅以外的各金屬晶粒具有小于5μm的粒度。

驅(qū)動化合物21為非放射活性的。在其它條件下，驅(qū)動化合物21具有放射活性，但該放射活性不高于基本天然水平。

在一個實施例中，塵狀化合物包含Ni和Fe。成分可以為按質(zhì)量50％～95％的Ni和5％～50％的Fe。成分可以為持續(xù)期70％～90％的Ni和10％～30％的Fe。Ni原子在處理期間嬗變?yōu)镃u。

在一個實施例中，塵狀化合物包含按質(zhì)量1％～10％的Cu。在一個實施例中，塵狀化合物包含按質(zhì)量2％～7％的Cu。Cu是塵狀化合物的一部分，但不是嬗變反應(yīng)的驅(qū)動劑。Cu還是從Ni的嬗變反應(yīng)的產(chǎn)物。塵狀銅增強塵狀化合物的熱傳導(dǎo)性。

在一個實施例中，在塵狀化合物中的Cu中，至少99.％、優(yōu)選99.9％的粒子的平均尺寸為在10～100μm之間，優(yōu)選為在10～50μm之間，更優(yōu)選為在10～20μm之間。

在一個實施例中，在塵狀化合物的Ni中，至少99％、優(yōu)選99.9％的粒子的平均尺寸不大于10μm。

在一個實施例中，在塵狀化合物的Fe中，至少99％、優(yōu)選99.9％的粒子的平均尺寸不大于10μm。

在一個實施例中，在塵狀化合物的Ni中，至少99％、優(yōu)選99.9％的粒子的平均尺寸不大于5μm。

在一個實施例中，在塵狀化合物的Fe中，至少99％、優(yōu)選99.9％的粒子的平均尺寸不大于10μm。

可在塵狀化合物中完成石墨的添加。塵狀化合物可包含按質(zhì)量25％～40％、優(yōu)選30％～40％的石墨。當通過微波加熱時，石墨是有用的。石墨可具有不大于10μm的平均尺寸。

可在塵狀化合物中完成鉻的添加。相同的塵狀化合物成分可用于各種放射性材料。在其它條件下，塵狀化合物成分在一定程度上與放射性材料成分無關(guān)。

在一個實施例中，塵狀化合物包含按質(zhì)量10％～15％的Fe、80％～85％的Ni、2％～5％的Cu。這種化合物已通過電加熱器加熱得到測試。

在一個實施例中，塵狀化合物包含按質(zhì)量5％～10％的Fe、57％～65％的Ni、1％～3％的Cu和25％～30％的石墨。這種化合物已通過微波加熱得到測試。

在一個實施例中，塵狀化合物包含按質(zhì)量10％～15％的Fe、75％～80％的Ni、1％～3％的Cu和8％～15％的Cr。這種化合物已通過激光器加熱得到測試。

如圖4所示，反應(yīng)器1容納驅(qū)動化合物21的第一容器20和核廢料23的第二容器22。第二容器22駐留于驅(qū)動化合物21的上表面上。第二容器22為杯形。第二容器22具有小于第一容器20的直徑的直徑。被驅(qū)動化合物21支撐的第二容器22與第一容器20分開。第二容器22包含盤形底壁23a和包圍底壁23a的圓形緣23b。緣23b是具有30～60°之間的角度的截頭圓錐。第二容器22可被制成一個零件。第二容器22可包含銅或黃銅。第二容器22可由銅或黃銅構(gòu)成。第二容器22可由疊層的銅葉構(gòu)成。第二容器22的厚度可選自從0.4mm到幾毫米的范圍?？筛鶕?jù)其中的核廢料23的質(zhì)量或者熱傳導(dǎo)需求選擇第二容器22的厚度。在試驗中，使用了0.5mm厚度的銅杯。除了包含以外，第二容器22還使驅(qū)動化合物21內(nèi)、核廢料23內(nèi)以及核廢料23與驅(qū)動化合物21之間的溫度均勻化。但是，減小第二容器22的厚度增強了處理的效率。

第二容器22容納核廢料23的層。核廢料23的層的厚度不大于緣的高度。核廢料23的層具有基本上恒定的厚度。層厚度可以為在2～12mm之間。核廢料23在容器20的底壁的表面上均勻展開。核廢料23具有面對上電極的均勻表面，均勻在宏觀的意義上被理解。核廢料23可被壓制或者不被壓制。在變更例中，驅(qū)動化合物21的第三容器和核廢料的第四容器被設(shè)置在反應(yīng)器1中，與第一和第二容器22重疊，等等。

在實施例中，第二容器22比0.4mm薄，例如，為選自0.15mm和小于0.4mm之間的厚度。為了減輕重量從而允許移動加載的第二容器22，核廢料23的層可以為在2～4mm之間。在變更例中，第二容器22在被插入腔室7中時是空的，并且核廢料被加載于駐留于腔室7中的第二容器22中。在另一變更例中，第二容器22的緣被增強。增強可包含形成第二容器22的銅葉的折疊的第二層，以形成雙重片緣。增強可包含從緣突出并且與緣垂直的邊緣。邊緣可與緣一體化。增強可包含固定于緣上的鋼環(huán)。在另一變更例中，中間支撐可在第二容器22的插入過程中被設(shè)置在第二容器22下面并且在插入腔室7中之后被去除；中間支撐可在其去除之前被設(shè)置在第二容器22下面。

在試驗中，核廢料23是塵狀的。核廢料23由包含一種或幾種放射性元素的粉末構(gòu)成。核廢料23基本上喪失碳。碳盡可能地低，原因是它使反應(yīng)減慢。特別是在包含有機材料的礦物廢料的情況下，碳可通過燃燒被提取。核廢料23基本上喪失易于與H2化學反應(yīng)的材料。

核廢料23一般具有小于5μm的粒度。驅(qū)動化合物21的質(zhì)量和核廢料23的質(zhì)量為在3/1～6/1之間的比例。驅(qū)動化合物21過量延遲處理的激活。當前已檢測到抑制效果。

加載有驅(qū)動化合物21的第一容器20和加載有核廢料23的第二容器22可被依次插入于腔室7中。在變更例中，加載有驅(qū)動化合物21的第一容器20和加載有核廢料23的第二容器22可被一起插入于腔室7中。

由于該處理，相對于自然嬗變，該嬗變被強烈地加速。該處理的基礎(chǔ)理論在當前被完全理解。對該處理進行了實驗的發(fā)明人允許強烈地增加去活速度。

通過在電場下使核廢料經(jīng)受處于中溫下的加壓的氫氣氣氛并且接近金屬驅(qū)動劑，一起獲得核廢料去活與產(chǎn)生熱。一些專家使用表達詞語“中子云”以描述由驅(qū)動金屬劑上的超聲導(dǎo)致的中子可用性的效果。但是，這種表達受到其它專家的批評。

在處理的開始，提供能量以加熱氫氣、廢料和金屬驅(qū)動劑。加熱可由電加熱器和/或微波發(fā)生器和/或激光器提供。電場極化核廢料和金屬驅(qū)動劑的粒子。極化增強質(zhì)子從核廢料向金屬驅(qū)動劑的遷移。該現(xiàn)象包括由超聲觸發(fā)的質(zhì)子的遷移。在一段時間之后，停止加熱并且該處理放熱。保持電場?？赏ㄟ^冷卻部件12去除熱。電場被保持預(yù)設(shè)的持續(xù)期或根據(jù)測量的參數(shù)，例如為放射性、去除的能量、溫度總和的持續(xù)期。持續(xù)期可以為1～10小時。停止電場發(fā)生器。從腔室7去除氫氣。可進行氮氣沖除以避免氫氣與空氣混合。如果必要的話，保持冷卻，直到達到易于去除被處理的核廢料的溫度，例如，40℃。被處理的核廢料不再具有放射性。被處理的核廢料可被用作普通的金屬粉末。

在應(yīng)中斷處理的情況下，關(guān)掉電場發(fā)生器導(dǎo)致嬗變的迅速減少。如果有微波發(fā)生器，最好關(guān)掉它。如果有超聲發(fā)生器，也推薦關(guān)掉它。電加熱器或加熱器可被關(guān)掉。保持冷卻。在其它條件下，輸入到反應(yīng)器1中的任何能量被關(guān)掉。但是，能夠?qū)㈦妶霭l(fā)生器設(shè)定為具有明顯低于去活階段期間的電場的絕對值的絕對值的反向電場。可優(yōu)選在低溫下通過氮氣沖除從腔室7去除氫氣。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到處理的步驟，金屬驅(qū)動劑被制備為具有不低于99％的純度和小于10μm的粒度。實驗表明小于5μm的粒度具有更高的效率。具有大于金屬驅(qū)動劑的意義的塵狀化合物包含金屬驅(qū)動劑，并且可能包含不是驅(qū)動劑本身的金屬，但是增加嬗變數(shù)。不是驅(qū)動劑本身的金屬可用作催化劑。已發(fā)現(xiàn)銅的存在是有利的。初始塵狀化合物中的1～5％Cu是選定的范圍。在塵狀化合物幾次使用之后，Cu的含量可達到7％而沒有負面效果。在高于7％時，Cu含量可通過化學處理減少。已用Fe、Ni對金屬驅(qū)動劑進行了實驗。其它金屬，如果是固態(tài)的，例如，Zn和Cr，是可能的。塵狀化合物還可包含石墨的添加以增強熱傳導(dǎo)性并因此增強塵狀化合物中的溫度均勻性。構(gòu)成塵狀化合物的所有材料被混合以獲得均勻的化合物。塵狀化合物被灌注到第一容器20中。

同時或者不同時，核廢料被制備為具有小于10μm、優(yōu)選小于5μm的粒度。如果存在碳，那么從核廢料去除碳。核廢料可以為金屬或非金屬。核廢料被混合以獲得均勻的產(chǎn)物。核廢料被灌注到第二容器22中。

在打開反應(yīng)器1的門6之后，第一容器20被移動到腔室7中。第一容器20被放在陽極表面上。第一容器20的下表面與陽極13的上表面接觸。

第二容器22被移動到腔室7中。第二容器22被放在駐留于第一容器20中的驅(qū)動化合物21上。第二容器22的下表面與驅(qū)動化合物21的上表面接觸。反應(yīng)器1的門6以密閉的方式關(guān)閉。氮氣通過反應(yīng)器1的開口被引入到腔室7中，同時通向環(huán)境氣氛的另一開口保持打開。氧氣含量被降低低于3％。進行氮氣沖除。氮氣沖除避免H₂和空氣的O₂之間的化學反應(yīng)的風險。然后，氫氣通過反應(yīng)器1的開口被引入到腔室7中，同時通向環(huán)境氣氛的所述另一開口保持打開。氫氣含量被降低低于3％，優(yōu)選低于％。進行氫氣沖除。氫氣沖除比氮氣沖除長。氫氣應(yīng)盡可能深地占據(jù)腔室7的可用空間。由于第一容器20比第二容器22大，因此氫氣與第一容器20和第二容器22之間的塵狀化合物接觸。氫氣滲透到核廢料的粉末中并到塵狀化合物的粉末中。由于H₂是小分子，因此粉末可非常細。塵狀化合物的氫氣飽和。核廢料的氫氣飽和。

電場發(fā)生器被接通。電場為1000V/m或更大。根據(jù)腔室尺寸和分別在第一和第二容器中的塵狀化合物和核廢料的厚度選擇電場。

超聲發(fā)生器16被接通。超聲發(fā)生器16被設(shè)定為300kHz的頻率。作為替代方案，根據(jù)金屬驅(qū)動劑選擇頻率。能量通量可不小于1.3Wm^-2。超聲發(fā)生器16在大于核力的Minkowski閾值的級別操作。Minkowski閾值必須被理解為使得能夠與亞原子級別交互作用的機械波的值。

通過電加熱器、微波發(fā)生器或激光器中的至少一個向腔室7提供熱。通過電加熱器，腔室7被加熱到90℃。然后，超聲發(fā)生器16被接通。嬗變步驟在腔室7中約180℃的平均溫度開始。電加熱器可被關(guān)掉。

通過微波發(fā)生器，超聲發(fā)生器16被同時接通。溫度的升高比電加熱器慢。嬗變步驟在腔室7中約180℃的平均溫度開始。微波發(fā)生器可被關(guān)掉。嬗變步驟是穩(wěn)定的。

通過激光器，超聲發(fā)生器16被事先接通。溫度的升高比電加熱器強。但是，與前面的實施例相比，氫氣溫度更不代表塵狀化合物和核廢料的溫度。嬗變步驟驟然開始。激光器可被關(guān)掉?！凹す馄鳌痹谶@里被用作“激光發(fā)射器”的同義詞。

但是，加熱是任選的。也可在沒有專用的加熱器的情況下獲得嬗變步驟。在這種實施例中，嬗變步驟以利用指向核廢料的電場和超聲開始。超聲激起核廢料的顆粒與塵狀化合物的顆粒之間的機械移動和溫度的稍微上升。

在嬗變步驟期間，腔室7中的溫度可以為約360℃。冷卻可在選自180℃與360℃之間的溫度下開始。更一般地，冷卻在處理變得熱自足之后開始。塵狀化合物和核廢料的溫度可以為在400～600℃的范圍中。塵狀化合物和核廢料的溫度是相近的。在微觀上，熱點可以為更高的溫度，諸如1000℃或1400℃。熱點可產(chǎn)生粉末的金屬顆粒的局部熔融。塵狀化合物和容器、可能是核廢料的高的熱傳導(dǎo)性減小熱點的尺寸并縮短其持續(xù)期。

在嬗變步驟結(jié)束時，任選地在預(yù)設(shè)的持續(xù)期之后或者當達到相關(guān)的參數(shù)時，電氣發(fā)生器被關(guān)掉。超聲發(fā)生器16被關(guān)提。保持冷卻以獲得安全的溫度。通過氮氣沖除氫氣。然后，打開門6。去除被去活的核廢料。

塵狀化合物可駐留于這里并且被重新使用幾次來去活新鮮的核廢料。如果Cu含量天花板水平被達到或估計，那么去除塵狀化合物。富Cu塵狀化合物可被化學處理以去除Cu的一部分，然后在處理中被重新使用。

一般地，不存在磁場的自發(fā)性產(chǎn)生。

實驗1

進行實驗以處理常常存在于醫(yī)療廢料中的⁶⁰Co。⁶⁰Co嬗變成穩(wěn)定的同位素⁶¹Ni或⁶²N2的假設(shè)基于測量結(jié)果的。原來包含⁶⁰Co的被處理材料的中子發(fā)射和伽馬射線的等級接近零。嬗變會基于：

⁶⁰Co+p⁺→⁶¹Ni

⁶⁰Co+2p⁺→⁶²Ni

用SEM EDAX儀器進行被處理材料的光譜分析。在圖5上表示結(jié)果。光譜表示以指定“Ni”的三個峰為證據(jù)的鎳的幾乎排他地存在。與鈷對應(yīng)的位置由“Co”表示并且揭示非常低含量的Co。

參見圖1，電阻被用作加熱器。反應(yīng)器內(nèi)的壓力為約13bar。在反應(yīng)器外面測量的開始溫度為約110℃。持續(xù)期為約165分鐘。驅(qū)動劑包含粒子尺寸小于5微米的約13克的鎳(Ni)和鐵(Fe)。廢料包含粒子尺寸小于5微米的約1克的鈷-60(⁶⁰Co)。不產(chǎn)生電場。

實驗2

進行實驗以處理裂變廢料。作為參照，參見圖6，在9:00進行自然環(huán)境的伽馬射線的第一測量。圖7的刻度為100。參見圖7，在14時25分，進行被處理的裂變廢料的伽馬射線的測量。圖7的刻度為10000。通過下面的表使得圖6和室7的描述更容易。

在15:45，裂變廢料被遷移到反應(yīng)器并且反應(yīng)器和測量裝置就緒。測量裝置包括：

-冷卻部件12上的兩個溫度探針，一個處于上游，另一個處于下游；

-被配置為測量冷卻劑的流動的冷卻回路上的流量計；

-用于測量用于開始并保持處理的電能的電力計。

測量裝置被安裝以建立該處理的能量平衡。

值被連續(xù)登記。

參見圖1，電阻被用作加熱器。反應(yīng)器內(nèi)的壓力為約18bar。在反應(yīng)器外面測量的開始溫度為約140℃。驅(qū)動劑包含約27克的粒子尺寸小于5微米的鎳(Ni)和鐵(Fe)和粒子尺寸小于10微米的銅(Cu)。廢料包含粒子尺寸小于5微米的約1.6克的水合乙酸雙氧鈾(CAS n°6159-44-0)。沒有產(chǎn)生電場。

在16:00，處理開始。進行環(huán)境氣氛以及反應(yīng)器的附近的放射性發(fā)射測量。在實驗結(jié)束之后進行反應(yīng)器內(nèi)的放射性的測量。

在18:35，處理被中斷。

在19:15，被處理的廢料被置入用于測量伽馬射線的裝置中。

在19:25，測量并且在圖8上報告由被處理廢料發(fā)射的伽馬射線。圖8的刻度為100，與圖6相同。

基于天然放射性的測量已得到伽馬射線測量裝置是可靠的。直接或者間接地通過第二代的核素的存在，裂變廢料的放射性的測量表明存在放射核素的存在。被處理廢料的放射性的測量表明非常明顯的伽馬射線減少。被處理廢料的剩余伽馬射線發(fā)射具有與天然放射性相同的大小。

在以對數(shù)坐標建立的圖9上，比較伽馬射線發(fā)射測量：

d1 09.00：天然放射性測量；

d2 14.25：處理之前的裂變廢料放射性測量；

d3 19.15：處理之后的廢料放射性測量。

已計算該處理的功率平衡。消耗的能量為630Wh_e。溫度探針之間的溫度差在9240秒期間為2.506℃，質(zhì)量流為580kg/h冷卻水，見下表：

為了簡化，該表表示上游和下游的發(fā)展的溫度值。通過幾種近似根據(jù)表3進行計算。1.49m³的體積的水被加熱2.5℃，這與4.34kWh的熱對應(yīng)。反應(yīng)器的熱損失被忽略，雖然這種熱損失由于本實驗期間的非密封而較明顯。發(fā)送到反應(yīng)器的能量為0.63kWh。

作為結(jié)論，向著自然放射性的光譜的伽馬射線發(fā)射光譜變化、處理的放熱性能以及點火之后的自維持表示嬗變反應(yīng)。

實驗3

乙酸雙氧鈾粉末與在處理之前添加的鎳(Ni)混合，從而形成樣品，并且將其置于支撐結(jié)構(gòu)上。樣品的總重量為20.306克，其中0.846g為乙酸雙氧鈾。在試驗結(jié)束時，樣品的重量為21.290克，即，比之前增加0.984克。重量增加可能由與臟手套接觸導(dǎo)致。在任何情況下，看起來反應(yīng)器內(nèi)的乙酸雙氧鈾的一致(consistent)損失可被排除。反應(yīng)器是根據(jù)圖2的。

在插入反應(yīng)器之前，在確保不可能有材料的取代的情況下，將樣品置于定位于裝料管周圍的銅管內(nèi)，從而在視覺上隱藏樣品，但是允許以下描述的放射性測量。

通過Lantanium Tribromide光譜計記錄來自定位的含銅樣品的伽馬射線發(fā)射。在下表中報告能量間隔為1.8-1534keV的600秒的總計數(shù)和85.8與97.8keV之間(即，在約93keV的²³⁴Th-doublet周圍)的通道中的部分計數(shù)：

然后，在約93keV的²³⁴Th-doublet被明確檢測。

在插入反應(yīng)器中之后，將同一光譜計定位為盡可能地接近樣品，但是沒有揭示高于背景的活動；可能是由于反應(yīng)器內(nèi)的一些屏蔽。因此，在以下的處理過程中，沒有檢測到放射性變動的可能性。反應(yīng)器被密閉。處理通過電場和加熱在19:30開始。通過直流電流產(chǎn)生電場。電場為約10000V/m。在3小時之后即在約22:30，由于發(fā)熱自維護，因此關(guān)掉反應(yīng)器的加熱電阻。電場穩(wěn)定化并且反應(yīng)的速度增加。電場可被用于設(shè)定源自嬗變的材料。作為例子，從U開始，高的電場允許獲得大的Ba量并且低的電場允許獲得大的Pb量。在40分鐘之后，反應(yīng)器壁折斷，可能從冷卻系統(tǒng)發(fā)出的熱流泄漏。因此，氫氣被放出并且處理中斷。

在該活動的短時間段期間，發(fā)熱十分可觀：在冷卻系統(tǒng)上，在△T＝40℃進行測量，流量為與大于30kW的功率對應(yīng)的650kg/h。第二天，用Germanium腔室分析處理的樣品。為了比較，已分析類似的幾何結(jié)構(gòu)中的類似量的裸露乙酸雙氧鈾的γ射線光譜。處理樣品的放射性總的為未處理樣品5％。這事實上是由于兩個樣品的重量和幾何結(jié)構(gòu)的不同。由計算機分析識別的發(fā)射線確實相同，其相對強度相同。因此，沒有發(fā)現(xiàn)通過識別的核素的γ射線發(fā)射的實際變動。但是，在來自處理樣品的最微弱的線中，存在一些新的：特別是揭示正電子湮滅的511keV的線。

實驗4

這里報告的實驗的目的是闡明和展示處理之后的樣品的放射性的減少。減少是可重復(fù)的，并且它與此時沒有完全理解的處理有關(guān)。如圖11和圖12所示，樣品是氣密容器，內(nèi)有放射性材料。

電阻被用作加熱器。通過兩個相應(yīng)的壓力控制系統(tǒng)，反應(yīng)器內(nèi)的壓力在反應(yīng)器內(nèi)為約12bar并且在容器內(nèi)為7bar。在反應(yīng)器外面測量的開始溫度為約140℃。驅(qū)動劑包含約36克的粒子尺寸小于5微米的約70％的鎳(Ni)、20％的鐵(Fe)和3％的鈷(Co)和粒子尺寸小于10微米的7％的銅(Cu)。驅(qū)動劑被配置于容器外面和周圍。廢料包含約1.3克的粒子尺寸小于5微米的(UO₂(CH₃COO)₂(CAS n°6159-44-0)。圖10中心的天平被用于廢料和驅(qū)動劑的稱重?！皻錃獍濉奔词孪冉?jīng)受吸氫的燒結(jié)的氫化鈀的小的芯部被布置于容器內(nèi)。氣密容器內(nèi)的溫度升高引起氫氣的釋放。

發(fā)生處理的圖13中的反應(yīng)器在處理過程中是不能從外面檢測的。還沒有進行處理中的放射性測量，這主要是由于放在里面的材料的很少的光子放射性，并且還由于插入的屏蔽(與反應(yīng)器的兩個壁中的一個對應(yīng))。還沒有進行在處理期間在反應(yīng)器中使用的材料的化學和物理分析。

目的是通過處理的樣品的發(fā)射率與未處理的樣品的發(fā)射率之間的比值的評價來闡明效果。將放射性發(fā)射的該比值與樣品重量之間的比值相比較。

通過重復(fù)的結(jié)果驗證以下描述的效果的可重復(fù)性。在當前的結(jié)果之前，該過程被重復(fù)5次。在任何時間都清楚地看到以下描述的活性的減少。

容器

1.1銅氣密圓筒容器(如圖11和圖12所示，50mm長，14mmΦ，1÷2mm厚)。用作加熱器的電阻被設(shè)置在容器內(nèi)。

該處理的激活器或反應(yīng)器

入口加壓以插入容器的金屬箱

用于激活和控制處理的電子設(shè)備

反應(yīng)器的水冷卻回路

反應(yīng)成分(反應(yīng)器內(nèi)容物)

固態(tài)添加劑(會與必須被處理的保護材料混合)：約1.3克的鎳(Ni)

放射性材料：CAS n°6159-44-0

圖10中心所示的解析天平

Mettler-Tolede G603-S

圖10左邊所示的放射性測量

單通道分析器-Ludlum 2221(靜電計)

GM探針Ludlum 44-9

NaI探針(5.1×5.1cm)Ludlum 44-10

便攜式光譜計－Camberra檢查儀1000

在5.4的描述(addiction)中使用的LaBr3－IPROL-1－Intelligent LaBr3探針(30keV至3Mev，具有1.5英寸×1.5英寸、38.1×38.1mm)，即，“HPGe Gamma Spectrometer-Canberra HPGe with Eagle Plus MCA in a low bkg lead shield”。

用于便攜式檢測器5cm厚的鉛屏蔽

圖10所示的低背景鉛屏蔽中的HPGe Gamma Spectrometer-Canberra HPGe with Eagle Plus MCA。

如引言所述，該試驗的目的是估計通過該處理所處理的樣品的放射性的減少。相同測量條件下的相同的樣品表明放射性的減少。研究著眼于光子放射性發(fā)射輻射。容器的實體質(zhì)量和受限的體積是恒定的。出于這種原因，在整個氣密容器的重量上，限定質(zhì)量守恒。重量用于估計容器在處理前后之間的質(zhì)量守恒。觀察的放射性的類型是用積分式(NaI)和光譜計(HPGe)放射線檢測器測量的光子型。在兩種檢測器中，前后的源(樣品)與檢測器之間的相對位置在誤差內(nèi)是可比較的。即使在最壞的情況下，反應(yīng)器內(nèi)的源的幾何分布也不能是描述的效果的原因。用積分式檢測器(NaI)測量每分鐘計數(shù)(CPM)比值。在這些積分值上計算的比值用于展示伽馬活動的減少。光譜計量檢測器的使用使得結(jié)果更完全并且允許對處理進行觀察。

試驗暫時分成三個部分：處理之前、其間和之后。以下表示對這些部分中的每一個執(zhí)行的測量和過程。

處理之前

1.將放射發(fā)射材料稱重。

2.根據(jù)放射性材料在化合物制備之前將這里為約1.3克的鎳(Ni)的固體添加劑稱重。

3.用容器裝載化合物，然后，容器被氣密關(guān)閉并且被安置。

4.將制備的容器稱重。為了評價統(tǒng)計可變性，將該測量重復(fù)10次。

5.在低背景(bkg)屏蔽中用NaI探針(CPM模式中的SCA)測量伽馬發(fā)射率，以強調(diào)來自樣品的伽馬信號(SNR)。為了評價統(tǒng)計可變性，將該測量重復(fù)10次。為了處理“之后”測量，記錄樣品與探針之間的相對位置。

6.用HPGe光譜計分析伽馬放射線發(fā)射。實時時間被設(shè)定為21600秒，該值比如用于獲得主峰下的統(tǒng)計合理計數(shù)值。獲得的光譜，見圖14，僅用于比較并且不用于樣品的活動的絕對測量。

處理期間

1.參見圖13，將容器放入激活處理的反應(yīng)器1內(nèi)。所需要的時間在經(jīng)驗上基于經(jīng)驗。通過使用的量、幾何結(jié)構(gòu)和其它參數(shù)，能夠?qū)?h估計為合理的時間以獲得達到的結(jié)果。

處理之后

1.將包含被處理材料的容器稱重。如點1.4那樣，將該測量重復(fù)10次。

2.在低背景屏蔽中用NaI探針(CPM模式中的SCA)測量伽馬發(fā)射率，以強調(diào)來自樣品的伽馬信號(SNR)。如點1.5那樣，將該測量重復(fù)10次。樣品與探針之間的相對位置與處理“之前”測量結(jié)果相同。

3.參見圖14，用HPGe光譜計分析伽馬放射線發(fā)射。如點1.6那樣，實時時間被設(shè)定為21.6千秒。

設(shè)置的放射性材料的質(zhì)量為1克(§1.1)。具有該材料的制備的容器稱重：

處理之前(§1.5)：40,666±20mg

處理之后(§3.2)：40,604±20mg

放射率被表達為CMP。制備的反應(yīng)器(內(nèi)有化合物)稱重：

處理之前(§1.4)：8,860±150CPM

處理之后(§3.1)：1,130±100CPM

光譜計數(shù)的積分(16÷2048keV)為：

處理之前：3,925,442計數(shù)

處理之后：301,114計數(shù)

之后與之前的樣品的重量差為：

D_W＝-62±40mg

百分比差：-0.15％

之后與之前之間的放射率發(fā)射差為：

D_R＝-7730±250CPM

百分比差：-87.25％

光譜可用于質(zhì)量分析(即，涉及哪個能量)。主要的能量和有關(guān)的同位素為：

Th-234(63.29keV、92.5keV、112.81keV)

Pa-234M(766.36keV、1001keV)

U-235(143.76keV、163.35keV、185.71keV、205.31keV)

Pa-234(131.28keV)

它表明在氣密容器內(nèi)約束的活動的減少。必須在給出的方法的累積誤差內(nèi)解釋和考慮測量：

·容器結(jié)構(gòu)不允許包含的材料留下體積。很少的質(zhì)量差D_W被報告。重量與CsPM之間的比值表明該差值不是減少的原因。事實上，最壞情況下的(0,062/1)g可帶來10％的減少，不足以解釋反應(yīng)器內(nèi)的伽馬發(fā)射核的大于90％的損失。

·由于該處理導(dǎo)致的反應(yīng)器內(nèi)的源的分布可改變檢測器的效率。出于這種原因，當樣品在處理之后被放在測量位置中時，估計在關(guān)于在事先過程中測量的一個的另一側(cè)是否由于對反應(yīng)器內(nèi)的源的檢測器的不同的接近程度而存在更多的信號。該評價表明差異在任何情況下小于20％。表示的伽馬減少可在通過用具有不可檢發(fā)射的穩(wěn)定的材料替代放射性材料給出的光譜上被解釋。包含放射性材料的受限體積僅使得我們將結(jié)果解釋為由于處理導(dǎo)致的所含核的放射性能的變化的結(jié)果。

根據(jù)進行的實驗和基本理論評估，系統(tǒng)的輸出能量明顯依賴于嘗試的引導(dǎo)和存在于反應(yīng)器中的產(chǎn)物(放射性核素和驅(qū)動劑)的量。

1.能量產(chǎn)量

更詳細地，處理的溫度越高(即處理強度越大)，則揭示的COP越高。COP(性能系數(shù))測量系統(tǒng)或處理的輸入與輸出能量之間的比值。例如，COP＝30意味著一定的處理提供是激活它并且支撐它所需要的30倍的能量測量。

類似地，處理的持續(xù)期增加能量過剩，這主要－但不唯一地－根據(jù)這樣一種事實，即，在啟動過程中向系統(tǒng)提供最多的能量，而發(fā)熱迅速增加，因而然后在整個處理中保持基本上恒定。

存在于裝置中的材料的量至少在理論上確定處理的可能的持續(xù)期。但是，在系統(tǒng)的能量效率的定義上，材料的量實際上不相關(guān)。但是，這種說法應(yīng)被約束性地解釋，原因是，嬗變(成在處理中不激活的元素)的處理中所涉及的質(zhì)量百分比或者質(zhì)量損失(過剩能量的產(chǎn)生)太小，以確保處理(以及隨之發(fā)生的過剩能量的產(chǎn)生)的持續(xù)期本質(zhì)上依賴于裝置的體積(氫氣飽和)和在處理過程期間保持環(huán)境的壓力。

作為例子，我們給出處理和持續(xù)期的條件不同的一些實驗情況。

1.a低強度處理

在這里概括的條件下實施試驗：

1.a.1試驗時間：9,240秒(約2小時34分鐘)

1.a.2使用的材料的量(總)：7.654g(±10％)，其中，

1.a.2.1放射性核素：0.819g(±10％)

1.a.2.1金屬驅(qū)動劑：6.835g(±10％)

1.a.3在整個試驗持續(xù)過程中供給到系統(tǒng)的能量：0.63kWh_e。

1.a.4在整個試驗持續(xù)過程中產(chǎn)生的能量：4.3396kWh_t

1.a.5COP：7.0907711。

要得到更多細節(jié)，參見實驗2。

1.b中低強度處理

在這里概括的條件下實施試驗：

1.b.1試驗時間：22,414秒(約6小時14分鐘)

1.b.2使用的材料的量(總)：12.581g(±10％)，其中，

1.b.2.1放射性核素：1.309g(±10％)

1.b.2.1金屬驅(qū)動劑：11.272g(±10％)

1.b.3在整個試驗持續(xù)過程中供給到系統(tǒng)的能量：1,269kWh_e。

1.b.4在整個試驗持續(xù)過程中產(chǎn)生的能量：16,893kWh_t

1.b.5COP：13.3120567。

要得到更多細節(jié)，參見實驗4。

1.c中強度處理

在這里概括的條件下實施試驗：

1.c.1試驗時間：27,805秒(約7小時43分鐘)

1.c.2使用的材料的量(總)：17.806g(±10％)，其中，

1.c.2.1放射性核素：1.804g(±10％)

1.c.2.1金屬驅(qū)動劑：16.002g(±10％)

1.c.3在整個試驗持續(xù)過程中供給到系統(tǒng)的能量：2.491kWh_e。

1.c.4在整個試驗持續(xù)過程中產(chǎn)生的能量：62.397kWh_t

1.c.5COP：25.0489763。

1.d理論評價

由Sergio Focardi教授實施的能量生產(chǎn)率的理論計算(Nuclear Physics,University of Bologna)提供了等于463(明顯高于在初步實驗中記錄的值)的COP值。

1.e嘗試性結(jié)論

通過繪制使用的產(chǎn)物的質(zhì)量的能量生產(chǎn)率探索的構(gòu)想只能建立最小值。

實施的實驗均沒有導(dǎo)致被處理材料(甚至氫氣)的耗盡潛力：該理論在于，該項可在數(shù)月內(nèi)被計算。在實驗室條件下，實驗的時間持續(xù)期受氫氣的量限制。從約16bar下的0,5到4升，時間限制為在約20天和4個月之間。

簡言之，根據(jù)實驗值，通過一千克的被處理產(chǎn)物不能凈得小于3,365kWh。通過報告最小實驗理論計算，來自一千克被處理產(chǎn)物的能量產(chǎn)生的凈值將達到62,186kWh。

2嬗變的可能的機制

2.a ⁶⁰₂₇Co

⁶⁰Co(通過中子激發(fā)從⁵⁹₂₇Co獲得的合成放射性同位素－半壽命為5.27年)向⁶⁰₂₈Co的衰變自然出現(xiàn)。總核反應(yīng)式可表達如下：

即，(僅對于末期衰變)：

通過β衰變出現(xiàn)嬗變，直到⁶⁰₂₈Ni*(受激鎳-60)，然后，鎳-60通過發(fā)射伽馬射線切換到其最低能量狀態(tài)。即，

這里，是電子反中微子，

該第二式更好地示出靜電極化的作用。

在實驗階段，通過SEM EDAX分析樣品，從而獲得圖5所示的光譜。光譜清楚地表明，存在由三個峰突出顯示的鎳(標有符號Ni)－幾乎是明確的。會出現(xiàn)鈷峰的位置由符號Co表示。

但是，光譜的相同的讀數(shù)表明形成鎳的兩個不同的穩(wěn)定的同位素：

⁶⁰Co+p⁺→⁶¹Ni

⁶⁰Co+2p⁺→⁶²Ni

這是用于突出顯示超聲的作用。解釋可以是極化和“中子云”有利于這兩個不尋常的同位素的出現(xiàn)。

2.b ¹³⁷₅₅Cs

¹³⁷Co(特別是在核裂變反應(yīng)器中，主要作為鈾的核裂變的副產(chǎn)品形成的銫的放射性同位素－半壽命為30.17年)向¹³⁷₅₆Ba的衰變自然出現(xiàn)。核式(僅對于末期衰變)可表達如下：

通過β衰變出現(xiàn)嬗變，直到¹³⁷₅₆Ba＊(受激鋇-137)，然后，鋇-137通過伽馬發(fā)射通向最小能量的狀態(tài)。任何附加的推導(dǎo)和評價與已描述的對⁶⁰₂₇Co表達的那些相當類似。

2.c ²³⁵₉₂U(+²³⁸₉₂U)

基于使用的鈾的產(chǎn)物(CAS n°6159-44-0)看到，具有自然衰變的非常不同的模式的²³⁵U和²³⁸U均存在。

作為例子，我們簡要檢查在金屬經(jīng)受處理²³⁵U的情況下發(fā)現(xiàn)的衰變鏈。結(jié)果是鋇和氪的穩(wěn)定的同位素中的鈾的嬗變的衰變鏈。²³⁵U從處理獲取質(zhì)子(作為結(jié)果，在相同的環(huán)境中，電子被釋放)，從而變?yōu)槎虝旱?sup>236U(²³⁶Np)。

²³⁵U+p⁺→²³⁶U[²³⁶Np] (→e^-)

²³⁶U幾乎暫間衰變，從而形成¹⁴¹Ba和⁹²Kr-均是不穩(wěn)定的-以及正電子處理的釋放環(huán)境。

²³⁶U→¹⁴¹Ba+⁹²Kr (→e⁺)

電子和正電子伴隨能量(被冷卻系統(tǒng)的流體保留吸收)的發(fā)射而湮沒。

e^-+e⁺→2γ

在三個中子的兩種情況下，不穩(wěn)定的¹⁴¹Ba和⁹²Kr瞬間衰變到它們的穩(wěn)定的形式(¹³⁸Ba和⁸⁹Kr)。

¹⁴¹Ba→¹³⁸Ba+3n

⁹²Kr→⁸⁹Kr+3n

6個中子(壽命≤1.100秒)最終在流體限制中被熱化。