Отопление дома, дачи, теплицы, радиолампой на динатронном эффекте Болотова с холодным ядерным синтезом ХЯС в молибденовом аноде.

Все энергопотребление = 200 Вт, а тепла этот радиоусилитель выдавал столько — как будто там 10 киловаттная установка.

   Отец заметил, что усилительные радиолампы — это титроны и если он подавал чуть больше напряжение на экранную сетку, то возникал динатронный эффект и при этом аноды в радиолампах сильно разогревались, а там аноды большие. Отец подбирал напряжение электронной сетки таким, что анод раскалялся добела, а анод там молибденовый и является излучателем тепла.

   Но динатронный эффект в вакуумной радиолампе существует только 1 или 2 года, а потом (усилитель работает, лампы работают) аноды радиолампы уже не греются. Тогда отец говорил, что надо старые севшие радиолампы менять и ему привозили новые. Вот так все 4 года войны мы были обеспечены теплом.

   Отец все время мне говорил, что это какое-то чудо. Откуда берется дополнительная энергия для отопления дома? И конечно, в то время он не смог этого объяснить.

   А я окончил Одесский институт связи, я там хорошо изучал электронные радиолампы, и я понял, что есть такой динатронный эффект, при котором получается больше энергии, которая может использоваться для отопления дома или дачи например. А почему, как, откуда берется дополнительная энергия ?

   Понятно, что движется поток электронов от катода (-) к аноду (+), а в аноде что-то происходит. Выбиваются на аноде вторичные электроны, они направляются на экранную сетку, т.е. какой-то процесс идет в аноде, который прекращается через 2 года. Динатронный эффект не бесконечен. Хотя электроны идут.

   И наконец я заподозрил, что в Аноде радиолампы идет холодный ядерный синтез ХЯС. Потому, что никакая химическая реакция не даст столько тепла на протяжении 2 лет. Я разбивал старые радиолампы, а их Аноды отдавал на химический и спектральный анализ.

   Я заметил, что в старых отработавших своё и "севших" радиолампах с потерянной эмиссией молибденовый Анод содержит много ниобия Nb и технеция Tc, т.е. появилось 2 новых вещества.

   Это понятно, если молибденовый Анод (+) содержит 42 протона и ему дать еще один протон (+), то будет технеций Tc, а если один протон (+) отнять , то будет 41 протон — а это уже ниобий Nb.

   Все привыкли считать, — говорит Борис Васильевич Болотов, — что электроны в радиолампе летят к аноду. А я утверждаю – к ядрам анода. И выбивают из них нейтроны. Специально дозиметром замерял — действительно, нейтроны.

   Применяя различные материалы для анода, я получаю различные величины выделяющейся тепловой энергии в радиолампе. Здесь, конечно, не такие масштабы, как на атомных электростанциях: раз в сто меньше. Зато в миллион раз больше, чем при сжигании угля.

- Выходит, радиолампа – это ядерный реактор?

- Конечно. Причем ядерные реакции трансмутации в радиолампе идут при обычной комнатной температуре. Достаточно отработать способ съема энергии — и радиолампой можно отапливать дом.

   Вот идет ядерный процесс трансмутации. Почему? А потому, что уже потом вскрылось: когда радиолампу изготавливают, то нужно выкачать из нее воздух. А чтобы выкачать из лампы воздух, ее вначале заполняют водородом, который вытесняет воздух, а остатки водорода поглащаются самим молибденом Анода. Молибден — это редкий материал, который при нагреве поглощает водород и искусственно вакууммирует эту радиолампу. Протоны — это есть простой водород. Анализируя я понял, что в Аноде радиолампы идет ядерный процесс и именно реагирует водород. Под ударным действием электронов водород входит в кристаллическую решетку анода, а потом происходит слипание ядер водорода. При слипании он превращяется либо в дейтерий, либо в тритий, а дейтерий и тритий могут дальше слипаться и появиться гелий-3.

Сейчас для отопления дома Болотов Б.В. построил радиолампу динатронного эффекта с тепловой мощностью до 1000 кВт, поскольку мастерство достигается только практикой

Покажу её внутреннюю часть:

Снаружи — это молибденовый Анод (+). Далее экранная сетка и в центре Катод (-).

При нагреве катода (-) мы имеем с него термо-электронную эмиссию = 1 Ампер на 1 см2, а там катод сделан 1500 см2. С катодом на оксиде бария мы получаем 1 Ампер на 1 см2, а если мы вводим в катод оксид тория, то там уже не 1, а 10 Ампер на 1 см2. Так можно делать радиолампы для отопления дома, дачи или промышленного использования с тепловой мощностью до 1 МВт.

Позже Болотов Б.В. радиолампу немного модернизировал.

Здесь у нас наружный электрод - это катод (-), а анод (+) внутри.

  Анод (+) у нас греется. У нас в центре анода есть труба , а по трубе будет течь расплавленный метал и снимать тепловую энергию. Наружный катод имеет площадь 400 см2, а эмиссионный эффект с 1 см2 равен 1 Амперу, но когда мы его покрываем оксидом циркония, то эмиссия катода усиливается в несколько раз и может быть доведена до 10 Ампер на 1 см2. Поэтому в этой лампе эмиссия получается около 4000 Ампер.

   Здесь же имеется несколько сеток с помощью которых мы обеспериваем повышенное напряжение на сетках по отношению к центральному аноду. (См. ниже Динатронный эффект в тетроде) И анод от динатронного эффекта разогревается. Анод радиолампы имеет систему охлаждения для отвода тепла. Здесь вводится расплавленный металл и отбирается тепло. Динатронный эффект без заправки, хотя можно вводить газ водород, но в очень небольших количествах. Водород поглащается молибденовым анодом и на молибденовом аноде происходит ядерное превращение водорода, прочего водорода в дейтерий, а дейтерия в гелий-3..

Отопление дома радиолампой с динатронным эффектом Болотова.

   Если при питании радиолампы мы обеспечиваем на экранной сетке большее напряжение, чем на аноде (+), то с анода возникает вторичная электронная эмиссия. Вторичная эмиссия электронов возникает из-за того, что при скорости электронной бомбардировки анода происходит аннигиляция электронов с протонами анода.

   Аннигиля́ция (лат. annihilatio — уничтожение) — в физике реакция превращения частицы и античастицы при их столкновении в какие-либо иные частицы, отличные от исходных. Наиболее изученной является аннигиляция электрон-позитронной пары. Аннигиляция является методом перевода энергии покоя E0 частиц в кинетическую энергию продуктов реакции. При столкновении одной из элементарных частиц и её античастицы (например, электрона и позитрона) происходит их взаимоуничтожение, при этом высвобождается огромное количество энергии (E = 2E0 = 2mc², где E0 — энергия покоя, m — масса частиц, c — скорость света в вакууме)..

   Анод (+) в вакуумной радиолампе , как правило молибденовый. При этой аннигиляции протоны от одного атома молибдена переходят к другому. Таким образом один атом молибдена превращается в ниобий, а второй атом молибдена, на который падает протон превращается в технеций. Это экспериментально проверено. При этой ядерной реакции анод довольно сильно нагревается. Мы это тепло измеряем путем продувания воздуха вентилятором через радиолампу, лампа при этом покрыта чехлом, в котором есть температурные датчики. И сравниваем с нагревом от обычной спирали электроплитки. Так от обычной нихромовой спирали в электроплитке нагрев почти в 100 раз меньше, чем от динатронного эффекта. Ну это понятно, потому что в радиолампе с динатронным эффектом на аноде происходит ядерный процесс трансмутации и выделяется дополнительное тепло.

   Мы берем электронную радиолампу и создаем динатронный эффект. Радиолампа большой мощности, где-то на 10 кВт, питается и потребляет лишь 100 Вт (энергию берет на накал катода, на экранные сетки, на анод).

   Если мы понизили напряжение на накал катода, т.е. взяли легкий режим, то радиолампа может работать неколько лет и давать тепло для отопления дома или дачи. Ничего кроме тепла она не дает, а нам большей частью только тепло и нужно.

Preparation of Technetium Metal for Transmutationinto Ruthenium Показано, что металлический технеций Tc является кандидатом на нейтронную трансмутацию в стабильный рутений Ru

Устройство четырёхэлектродной радиолампы - тетрода. Роль экранирующей сетки.

Экранирующая сетка C2 расположена между Анодом радиолампы и Управляющей сеткой и выполняется обычно в виде спирали, окружающей управляющую сетку.

Управляющая сетка C1 в тетроде редкая, т.е. имеет большой шаг намотки спирали.

Экранирующая сетка соединена с катодом (-), она выполняет роль электростатического экрана между Анодом (+) и Управляющей сеткой и уменьшает ёмкость Анод - Сетка в сотни раз.

1 - управляющая сетка

2 — экранирующая сетка;

3 — анод (+);

4 - катод (-);

5 — вывод анода;

6 — верхний экран;.

б - условное обозначение на схемах.

Экранирующаю сетка C2 в радиолампе

Экранирующаю сетка C2 у тетрода делается частой, т.е. имеет малый шаг намотки спирали, поэтому она сильно экранирует катод от анодного поля. Анодное поле получается слабым. Слабым будет и влияние анодного напряжения на величину напряженности электрического поля тетрода, так как основное поле его создается Экранирующей сеткой, для чего на нее подается положительное напряжение Uc2, составляющее обычно более 50% аноднго напряжеиия лампы (см русунок 14-21).

Часть электронов проходя между витками Экранирующей сетки C2, достигает Анода (+), образуя анодный ток.

Другая часть электроноа попадает на Экранирующую сетку и образует сеточный ток, который должен быть по возможности мал.

Электрическое поле тетрода упрощенно показано на рис. 14-27. Так как Экранирующая сетка частая и потенциал ее ниже, чем потенциал анода (+), то большая часть электрических линий, выходящих из анода, заканчивается на витках экранирующей сетки.

Небольшая часть электрических линий анодного поля достигает управляющей сетки и еще меньшая часть — катода. Уменьшение поля, между Анодом (+) и Управляющей сеткой означает уменьшение емкости между анодом и управляющей сеткой в десятки и сотни раз.

Уменьшение напряженности анодного поля вблизи катода (-) приводит к уменьшению влияния анодного напряжения на анодный ток, а влияние потенциала управляющей сетки на анодный ток остается прежним, так как между управляющей сеткой и катодом нет никаких экранов.

Следовательно, коэффициент усиления μ и внутреннее сопротивление Ri у тетрода значительно больше (на два порядка) , чем у триодов, в то время как крутизна характеристики S одинакова.

Динатронный эффект в радиолампе - тетроде

При работе радиолампы напряжение на аноде (+) может оказаться меньше, чем напряжение на экранирующей сетке. При этом проявляется динатронный эффект, сущность которого заключается в следующем [3].

Каждый электрон при движении от катода (-) радиолампы к аноду (+) увеличивает свою скорость и приобретает запас кинетической энергии. Большая скорость электронов при их падении на анод может явиться причиной вторичной эмиссии электронов с поверхности анода (+), так как каждый электрон может выбить несколько вторичных электронов.

   В зависимости от соотношения напряжений на аноде и экранирующей сетке возможны различные режимы работы радиолампы.

   - Если напряжение на аноде (+) выше, чем напряжение на экранирующей сетке, то электрическое поле между анодом и экранирующей сеткой направлено так, как показано на рис. 2.31а (потенциал анода выше потенциала экранирующей сетки, и поле направлено от анода к сетке g2). При этом выбитые из анода вторичные электроны под действием электрического поля возвращаются на анод, не изменяя режима лампы.

   - Если напряжение на аноде (+) меньше, чем напряжение на экранирующей сетке, то электрическое поле направлено так, как показано на рис. 2.31 б (потенциал экранирующей сетки выше потенциала анода, и поле направлено от сетки g2 к аноду). В этом случае выбитые из анода вторичные электроны под действием электрического поля двигаются к экранирующей сетке и попадают на нее. В результате этого анодный ток лампы уменьшается, а ток экранирующей сетки возрастает. Этого нам и нужно добиться, именно сейчас молибден анода, содержащий 42 протона, начинает превращаться в технеций, имеющий 43 протона, и если один протон от молибдена отнять, то будет 41 протон — а это уже ниобий. Это можно назвать ядерной реакцией трансмутации в радиолампе при которой выделяется дополнительная тепловая энергия, используемая для отопления дома.

Уменьшение анодного тока и увеличение тока экранирующей сетки за счёт вторичных электронов, выбиваемых из анода, называется ДИНАТРОННЫМ ЭФФЕКТОМ. В анодной характеристике тетрода появляется «провал». Наблюдать динатронный эффект можно при медленном повышении анодного напряжения.

   При малых значениях анодного напряжения Ua<=Ug2 электрическое поле между Анодом (+) и Экранирующей сеткой направлено к Аноду и для электронного потока является тормозящим. При этом электроны, прошедшие экранирующую сетку в промежутке экранирующая сетка - анод, уменьшают свою скорость. Наиболее быстрые электроны, преодолевая тормозящее поле, достигают анода и участвуют в создании анодного тока. Скорость других электронов снижается до нуля раньше, чем они достигнут анода. Эти электроны возвращаются к экранирующей сетке, попадают на нее и участвуют в создании тока экранирующей сетки Ig2 (рис. 2.32).

По мере повышения анодного напряжения разность потенциалов между Анодом и Экранирующей сеткой и напряжённость тормозящего поля в промежутке экранирующая сетка - анод уменьшаются. При этом скорости и количество электронов, достигающих анода, возрастают, и анодный ток увеличивается. Увеличение анодного тока происходит за счёт уменьшения тока Ig2 экранирующей сетки. При некотором значении Ua' анодного напряжения скорость электронов, попадающих на анод, оказывается достаточной для выбивания вторичных электронов. Выбитые из анода вторичные электроны поддействием электрического поля, направленного от сетки g2 к аноду, двигаются к экранирующей сетке и попадают на неё..

   При дальнейшем повышении анодного напряжения Ua скорости электронов, движущихся к аноду, растут, так как уменьшается напряжённость тормозящего поля. При этом число выбитых из анода вторичных электронов также растёт. «Вторичные электроны», попадая на экранирующую сетку, увеличивают её ток. Анодный ток при этом уменьшается, т.к. число вторичных электронов, уходящих от анода к экранирующей сетке, растёт. Таким образом, при значениях анодного напряжения в пределах от Uа' до Uа'' = Ug2 повышение анодного напряжения уменьшает анодный ток и увеличивает ток экранирующей сетки.

   При анодном напряжении Uа'' = Ug2 разность потенциалов между анодом и экранирующей сеткой равна нулю, поэтому электрического поля между анодом и экранирующей сеткой нет. Расстояние от экранирующей сетки до анода электроны проходят по инерции за счёт скорости, приобретённой на участке Катод (-) --> Экранирующая сетка в ускоряющем поле экранирующей сетки.

При дальнейшем увеличении напряжения на аноде Ua > Ug2 электрическое поле оказывается направленным от анода (+) к экранирующей сетке. Выбитые при этом из анода вторичные электроны возвращаются на анод и не оказывают своего вредного действия на работу радиолампы. Поэтому дальнейшее повышение анодного напряжения приводит к увеличению анодного тока и уменьшению тока экранирующей сетки.

   Принято считать, что Динатронный эффект является существенным недостатком тетрода, но Вы просто не умеете его готовить !

Теория и практика Динатронного эффекта

">

   Первые радиолампы потому и назывались лампами, что они светились не хуже обычных осветительных ламп. Это и понятно: ведь нужно было обеспечить хорошую эмиссию электронов с катода радиолампы. Свечение электронной радиолампы не мешает эмиссии электронов с катода (-), но на нагревание катода до белого каления идет слишком много электроэнергии, такие радиолампы неэкономичны. Поэтому очень важно было повысить эмиссионную способность нагретого катода (-). Раньше для этого добавляли к вольфраму торий или барий, а сейчас катод радиолампы покрывают соединениями окислов бария, стронция или других металлов. Все эти меры облегчают выход электронов из металла, и термоэлектронная эмиссия с катода (-) начинается при более низких температурах - при 500-700° Цельсия.

Например, в радиолампах катод делается из тугоплавкого металла и покрывается слоем оксида редкоземельных металлов с низкой работой выхода электронов из него.

Материал для изготовления катодов вакуумных радиоламп

Активирующий слой оксида в процессе работы катода (-) постепенно разрушается и лампа теряет эмиссию, «садится» — с поверхности катода истекает все меньше электронов, уменьшается ток лампы, то есть снижается её усиление и выходная мощность. Срок службы «севшей» радиолампы можно продлить, немного увеличив напряжение накала; но тут увеличивается риск перегорания подогревателя.

В современных радиолампах часто используют подогреваемый катод (-). В результате термоэлектронной эмиссии электроны покидают поверхность катода. Под воздействием разности потенциалов между катодом (-) и анодом (+) электроны достигают анода и образуют анодный ток во внешней цепи.

Свойства вольфрамового термо-катода

С помощью дополнительных электродов (экранирующих сеток) осуществляют управление электронным потоком путём подачи на эти электроды электрического потенциала

Сетка совершила в технике радиоламп революцию. Она позволила усиливать слабые радиосигналы во много тысяч раз. Кроме того, с ее помощью можно генерировать радиоволны.

Подадим на сетку переменное напряжение (см рис. выше), т.е. будем увеличивать и уменьшать с какой-то частотой (столько-то раз в секунду) потенциал сетки. Очевидно, тем самым мы будем ослаблять или увеличивать анодный ток в такт с изменениями напряжения на сетке. На аноде появится копия всех изменений напряжения, поданного на сетку, но копия значительно увеличенная.

В 1920 г. один из основоположников современной радиотехники, М. А. Бонч-Бруевич, сконструировал в Нижегородской радиолаборатории мощную электронную генераторную лампу с водяным охлаждением. Через год, в 1921 г., был передан по радио из Москвы концерт для Берлина.

В 1933—34 сов. академиком А. Л. Минцем и инженером Н. И. Огановым был разработан первый отечественный разборный триод мощностью 200 кВт.

В 1933 г. в Москве была создана самая большая по тому времени радиостанция им. Коминтерна, мощностью в 500 квт.

В 1956 совместно с инженером М. И. Басалаевым — разборный триод мощностью 500 квт.

Что дала вторая сетка в электронной радиолампе

Чтобы освоить короткие волны, нужно было усилить напряжения высокой частоты. Усилители на триодах для этого не годились: они работали неустойчиво и ненадежно.

Две любые пластины, разделенные промежутком, образуют конденсатор: в триоде между проволочными выводами от сетки и анода тоже образуется конденсатор (емкость), и она значительна. А емкость, не пропуская постоянный ток, свободно пропускает переменный, особенно ток высокой частоты. Поэтому при усилении высоких частот емкость между сеткой и анодом начинала оказывать вредное воздействие. Часть усиленного напряжения поступает с анода через эту емкость обратно на сетку. Работа лампы становится неустойчивой, возникает самовозбуждение, лампа начинает работать как генератор, и усиление прекращается.

Устранить вредное действие этой емкости удалось, поместив между первой управляющей сеткой и анодом еще одну, экранирующую сетку. Емкость между сеткой и анодом уменьшилась.

Так как в вакуумной лампе стало четыре электрода, ее назвали тетродом. Но и тетрод не свободен от недостатков: экранирующая сетка слишком усердно помогает разгонять электроны, и они с такой силой ударяются в анод, что выбивают из оболочек его атомов так называемые вторичные электроны. Часть этих электронов притягивается обратно к аноду, а часть долетает до экранирующей сетки и создает обратный - динатронный ток. Этот эффект, называемый ДИНАТРОННЫМ ЭФФЕКТОМ, приводит к самовозбуждению усилителя или к сильным искажениям сигнала.

И тогда между экранирующей сеткой и анодом поместили еще одну, чтобы не пускать вторичные электроны на экранирующую сетку. Третья сетка не только предотвращает последствия динатронного эффекта: в лампе еще больше уменьшается емкость между управляющей сеткой и анодом, усиление тока лампой возрастает и становится в несколько десятков раз больше, чем у триода. Эта лампа названа пентодом. Пентод оказался идеальной лампой для усиления высокочастотных сигналов.

Динатронный эффект используется в электронных умножителях.

Вторично-электронный умножитель (ВЭУ) англ. electron multiplier — электронное устройство для усиления (умножения) потока электронов на основе вторичной-электронной эмиссии.

 

Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) — электровакуумный прибор, в котором поток электронов, излучаемый фотокатодом под действием оптического излучения (фототок), усиливается в умножительной системе в результате вторичной электронной эмиссии; ток в цепи анода (коллектора вторичных электронов) значительно превышает первоначальный фототок (обычно в 105 раз и выше). Впервые был предложен и разработан советским изобретателем Л. А. Кубецким в 1930—1934 гг.

 

 

 

Литература

 

1. Разработка технологии откачки мощного генераторного триода с вольфрамовым торированным карбидированным катодом. ссылка

2. Власов В. Ф., Электронные и ионные приборы, 3 изд., М., 1960;

3. Тягунов Г. А., Электровакуумные и полупроводниковые приборы, М. — Л., 1962;

4. Царев Б. М., Расчет и конструирование электронных ламп, 3 изд., М., 1967

5. Программа моделирования Electronics Workbench

6. Правила эксплуатации и техника безопасности для мощных генераторных радиоламп охлаждаемых водой ссылка ОСТ11.331.000-73

7. ПитерСвет . Продажа мощных генераторных радиоламп охлаждаемых водой ссылка

8. Расчет двойного триода ссылка