DE1016376B - Einrichtung zum Erzeugen von Stosswellen in schneller Folge, insbesondere fuer einen thermonuklearen Reaktor - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Erzeugen von Stoßwellen in schneller Folge innerhalb eines Stoßwellenraumes. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung zum Aufheizen und Verdichten des Bereichs in der Mitte eines hohlzylinderartigen oder hohlkugelartigen thermonuklearen Reaktors, um dort Fusionsbedingungen zu erreichen und erforderlichenfalls aufrechtzuerhalten. Die Form des Stoßwellenraumes, insbesondere für einen Reaktor, kann auch ein Ellipsoid sein.

Es ist bekannt, eine einzelne Stoßwelle durch das Zerreißen einer Membran zu erzeugen, die unter höheren Druck gesetzt wird als der anschließende Stoßwellenraum. Die Entzündung festen Explosivstoffes, z. B. in einer sogenannten Hohlladung oder in einem Kugelraum, ist ebenfalls zum Erzeugen einer einzelnen Stoßwelle bekannt. Um durch Stoßwellen erreichbare Zustände der Materie über eine längere Zeit hin auszudehnen und dadurch die Wirkung einer einzelnen Stoßwelle zu verstärken, ist ein Erzeugen von Stoßwellen in schneller Folge geeignet. Ein Erzeugen von Stoßwellen in schneller Folge kann nach einem bekannten Vorschlag durch Schwingungen einer Wand erfolgen, wenn dabei die Wand beim Auftreffen einer Stoßwelle dieser entgegenläuft. Zum gleichen Zweck ist vorgeschlagen worden, die Schicht des Mediums in der Nähe einer reflektierenden Wand periodisch elektrisch derart zu beeinflussen, daß die ankommende Stoßwelle durch eine Schicht ihr entgegenbewegten Mediums verstärkt reflektiert wird.

Die bekannten Mittel zum Erzeugen von Stoßwellen in schneller Folge ergeben erst nach verhältnismäßig langer Zeit durch Stoßwellenresonanz erhöhte Stoßwellenintensitäten. In einigen Fällen der Technik ist es dagegen erwünscht oder erforderlich, stärkere und in verhältnismäßig kurzer Zeit bereits außerordentlich erhöhte Intensitäten von Stoßwellen zu erreichen und aufrechtzuerhalten. Dies ist insbesondere zur Erzielung von Fusionsreaktionen erforderlich. Um diese Aufgabe zu erfüllen, sieht die Erfindung vor, zur Ausbildung von Stoßwellen wiederholt Schichten strömenden explosiven Gemisches zu verwenden.

Des näheren besteht die Erfindung in einer Einrichtung der in Frage stehenden Art, bei der Mittel vorgesehen sind, durch die eine zur Ausbildung einer Stoßwelle dienende dünne Schicht strömenden explosiven Gemisches an einer Stoßwellen reflektierenden Wand des Stoßwellenraumes, vorzugsweise längs der gesamten Ausdehnung der Wand, in periodischer Wiederholung eingeführt und jeweils in ihrer gesamten Ausdehnung gleichzeitig gezündet wird.

Die Anwendung dünner Schichten strömenden explosiven Gemisches hat den Zweck, einerseits eine periodisch wiederholte Bildung von energiereichen Einrichtung zum Erzeugen

von Stoßwellen in schneller Folge,

insbesondere für einen thermonuklearen

Reaktor

Anmelder:

Dipl.-Ing. Paul Schmidt, München 54, Riesstr. 18

Dipl.-Ing. Paul Schmidt, München, ist als Erfinder genannt worden

Stoßschichten in kurzen Zeitabständen zu erreichen und andererseits eine kurzzeitig erfolgende Entzündung des Gemisches zu erzielen. Die Ausbildung von Schichten in kurzen Zeitabständen gestattet eine entsprechend schnelle Folge von Stoßwellen. Die kurzzeitige Entzündung ergibt infolge angenäherter Gleichraumverbrennung des Gemisches die Ausbildung eines plötzlichen Druckanstiegs und eine entsprechend starke Intensität der erzeugten Stoßwelle. Die Größenordnung für die Zeit der Entzündung einer Schicht liegt hier in der Regel zwischen 10~^e bis 10—³ Sekunden. Derartig kurze Zeiten der Entzündung sind charakteristisch für die anzuwendenden dünnen Gemischschichten. Um die Größenordnung der Dicke einer dünnen Gemischschicht im Sinne der Erfindung anschaulich zu machen, sei angeführt, daß diese Dicke nur bis zu rund 10% der Ausdehnung betragen mag, welche die Stoßwellen reflektierende Wand besitzt. In vielen Fällen wird die Dicke wesentlich kleiner sein. Demnach wird die Erfindung nicht berührt von Einrichtungen, die, periodisch wiederholt, Gemischmengen verwenden, deren räumliche Ausdehnung nicht als »dünne Schicht«, wie sie oben definiert ist, bezeichnet werden kann; in der Regel liegen bei diesen andere Aufgabenstellungen vor, wie zum Beispiel das Erzeugen eines Druckstroms heißer Gase, wobei eine Anwendung dünner Gemischschichten technisch unvorteilhaft sein würde.

In den Fig. 1 bis 11 sind beispielsweise einige Einrichtungen zum Erzeugen von Stoßwellen nach der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 und 2 geben ein Stoßwellenrohr rechteckigen Querschnitts wieder;

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Die Entzündung einer Gemischschicht durch eine Stoßwelle ergibt wegen der hohen Geschwindigkeiten dieser Wellen kurze Zündzeiten. Außerdem erfolgt dabei ohne weiteres eine Entzündung der Gemischschient in ihrer gesamten Ausdehnung.

In einigen Fällen ist es erwünscht, eine schnellere Zündfolge zu erhalten, als sie der Zeit des Vor- und Rücklaufs einer Stoßwelle durch das Rohr 1 entspricht. Der Durchlauf einer Stoßwelle führt zum Beispiel bei

Fig. 3 und 4 zeigen Einrichtungen zum Erzeugen sphärisch verlaufender Stoßwellen in dem Raum einer Hohlkugel;

Fig. 5, 6 und 7 veranschaulichen eine Ergänzung zu den Fig. 3 und 4, durch welche die Verteilung des Gemisches auf sechs gleichartige Teilstücke der Hohlkugel nach Fig; 3 bewirkt wird;

Fig. 8 und 9 geben Einzelheiten einer Ventileinrichtung wieder, durch welche das Abschalten der Explosivstoffeinführung und das Einschalten einer io einem Stoßwellenrohr mit 100 mm Länge und einer Wassereinführung in den Stoßwellenraum nach der Geschwindigkeit der Stoßwelle von 1000 m in der Fig. 3 bewirkt wird; Sekunde zu einer Laufzeit von 2 · 10—* Sekunden. Um

Fig. 10 veranschaulicht eine Stellung eines Teiles in innerhalb dieser Zeit mehr als eine Entzündung einer dem Ventil nach der Fig. 4, wodurch die Einleitung Gemischschicht zu erhalten, ist es vorteilhaft, das des Betriebs der Einrichtung nach der Fig. 3 bewirkt 15 explosive Gemisch durch Wärmestrahlung aus dem wird; Stoßwellenraum zu zünden. Während der Einströ-

Fig. 11 zeigt die Konstruktion einer Kugelwand mit mung der explosiven Gemischschicht an der Wand des radial gerichteten Düsen für die Einführung beson- Bodens 2 wirkt in jedem Falle die Wärmestrahlung ders großer Mengen explosiven Gemisches. aus dem Stoßwellenrohr auf die Gemischschicht ein.

Die Einrichtung nach den Fig. 1 und 2 dient zum 20 Die dadurch herbeigeführte Erwärmung der Gemisch-Erzeugen ebener Stoßwellen in dem Rohr 1, wobei die schicht ist bei verhältnismäßig geringer Temperatur wiederholte Bildung einer dünnen Gemischschicht an des Inhalts des Stoßwellenrohres gering. Dies trifft der Wand des Bodens 2 und eine Reflexion der Stoß- unter den beispielsweise angeführten Wertverhältniswellen an der Wand des Bodens 3 erfolgt. Um eine sen bei einer Temperatur des Inhalts des Stoßwellenunerwünschte Druckerhöhung im Rohr 1 zu vermei- 25 raumes von rund 1000° K zu. Im Temperaturbereich den, können die Abgase der Explosionen durch bis zu 10 000° K steigt die Wärmestrahlung mit der Kanäle in dem Rohr 1, die in das Ringrohr 4 münden, vierten Potenz der Temperatur an. Deshalb ist durch aus diesem durch den Stutzen 5 abgeleitet werden. eine Steigerung der Temperatur des Inhalts des Stoß-

Zur Einleitung eines Betriebs wird das Rohr 1 wellenraumes eine wesentliche Beeinflussung der Erdurch die Explosivgemisch führende Leitung 6, in 30 hitzung des einströmenden Gemisches zu erzielen, welcher das Ventil 7 angeordnet ist, dadurch mit ex- Diese Beeinflussung ist dazu geeignet, eine Entzünplosivem Gemisch gefüllt, daß das Ventil 7 kurze Zeit dung der Gemischschicht zu erreichen, bevor die bisgeöffnet und wieder geschlossen wird. Sodann werden her erwähnte reflektierte Stoßwelle zur Gemischgesondert zwei gasförmige Bestandteile zur Bildung schicht gelangt. Es entsteht sodann durch die Wärmeexplosiven Gemisches, zum Beispiel Sauerstoff und 35 strahlung eine »zwischenzeitliche« Entzündung der ein Kohlenwasserstoff, durch öffnen von nicht dar- Gemischschicht. Diese Entzündung führt ihrerseits zu

einer explosiv erzeugten Druckwelle, die durch das Stoßwellenrohr läuft, an der Wand des Bodens 3 reflektiert wird und bei ihrer Rückkehr zur Wand des Bodens 2 die Entzündung der inzwischen gebildeten Gemischschicht ergibt. Die zwischenzeitliche Entzündung der Gemischschicht führt somit unmittelbar oder nach wenigen Reflexionen der daraus gebildeten Welle zu mehreren in dem Stoßwellenrohr gleichzeitig

stärke angedeutete elektrisch leitende Belegung an dem 45 laufenden Stoßwellen.

Boden 3., der aus isolierendem Material besteht, mit Durch die Wahl der Höhe der Temperatur des

Hilfe der Batterie 10 durch kurzzeitiges Schließen des Kontaktes 11 schnell erhitzt, so daß sich das in Nähe der Wand befindliche Gemisch entzündet. Diese Entzündung setzt sich durch die explosive Füllung des Rohres 1 fort und führt zur Verbrennung der Explosivschicht an der Wand des Bodens 2. Dabei findet an der Wand des Bodens 2 eine Reflexion der Gasbewegung statt, so daß eine Druckwelle zur Wand des Bodens 3 und wieder zurück wandert. Während der 55 bewirken.

Zeit des Laufs dieser Druckwelle strömt frisches Ge- Es ist bekannt, daß Stoßwellen sich in ähnlicher

Weise wie Lichtwellen im wesentlichen ungestört durchdringen, so daß der Lauf mehrerer Stoßwellen in einem Stoßwellenraum keine Störung des Prozesses welle dort reflektiert worden ist und zur Wand des 60 bedeutet.

Bodens 2 zurückkommt. Durch die Entzündung der In dem Boden 2 des Stoßwellenrohres nach Fig. 1

sind mehrere Hohlräume 12 angeordnet. In diese werden die Gemischbestandteile gesondert eingeführt.

Die Fig. 2 veranschaulicht, daß die Gemischbestandsodann weiterhin jeweils durch die an der Wand des 65 teile durch Leitungen 13 und 14 und Abzweigungen Bodens reflektierte Stoßwelle gezündet. 15 und 16 in die Hohlräume 12 geleitet werden. Die

Der wiederholte Ablauf dieses Vorgangs führt zur Abzweigungen 15 und 16 münden ungefähr tangential Ausbildung starker Stoßwellen infolge resonanz- in die Hohlräume 12, so daß die Gemischbestandteile artiger Verstärkung der Explosionsenergien der ein- dort in Wirbelbewegung strömen. Diese Wirbelbewegeführten Explosivschichten. 7° gung führt nicht nur die explosiven Bestandteile zu

gestellten Ventilen in den Rohren 8 und 9, die von zwei nicht dargestellten, mit den Bestandteilen gefüllten Druckräumen gespeist werden, in die Hohlräume des Bodens 2 geleitet.

Das aus den dargestellten Öffnungen des Bodens 2 austretende Gemisch bildet längs der Wand eine Gemischschicht, wie sie in der Fig. 1 durch Strichelung angedeutet ist. Sodann wird die durch größere Strich-

Rohrinhalts ist durch eine Erhöhung der Zahl der im Rohr laufenden Stoßwellen eine schnellere Folge der Stoßwellen zu erreichen.

Sobald eine erwünscht größere Zahl von Stoßwellen durch die Erhöhung der Allgemeintemperatur in dem Stoßwellenraum erzielt ist, kann die Allgemeintemperatur wieder erniedrigt werden, weil sodann die Stoßwellen allein die Entzündungen der Gemischschichten

misch aus den Öffnungen in der Wand 2 und bildet dort erneut eine Gemischschicht aus. Diese wird entzündet, nachdem die zum Boden 3 laufende Druck-

Gemischschicht wird eine plötzliche Druckerhöhung der entzündeten Schicht und damit eine Stoßwelle ausgebildet. Die explosiven Gemischschichten werden

sammen, sie ist darüber hinaus auch geeignet, die Bildung einer dünnen Gemischschicht bei der Ausströmung der explosiven Bestandteile aus der Öffnung 17 jeden Wirbelraumes zu bewirken. Dies wurde durch Versuche festgestellt, wobei unter anderem auch festgestellt wurde, daß die Ausbreitung des strömenden Stoffes längs der Wand mit gleichbleibender Dicke der Schicht erfolgt. Daraus ergibt sich, daß, insbesondere bei Anordnung mehrerer Wirbelräume,

Das Erzeugen von Stoßwellen in schneller Folge scheint besonders geeignet zu sein, um in der Mitte eines hohlzylinderartigen oder hohlkugelartigen Stoßwellenraumes extrem hohe Temperaturen, Drücke 5 und Dichten von Materie zu erzielen. Extremwerte dieser Art sind erforderlich, um thermonukleare Reaktionen, zum Beispiel eine Fuision von Wasserstoffteilchen zu Heliumteilchen, zu erhalten. Die dazu erforderlichen Extremwerte können mit ebenen Stoß

möglich ist. Die Einführung der Gemischbestandteile ist in der Regel derart zu leiten, daß eine explosionsfähige Mischung erst am Auslaß eines Wirbelraumes entsteht.

Es ist deshalb vorteilhaft, die Bestandteile explosiven Gemisches zur Erzielung einer Wirbelbewegung in vorzugsweise mehreren einzelnen Wirbelräumen zusammenzuführen, die in Nähe einer Wandfläche des

die Ausbildung einer strömenden Gemischschicht längs io wellen schwerlich erzielt werden, dagegen scheint es einer beliebig ausgedehnten Wand in einfacher Weise aussichtsreich, zylindrisch oder sphärisch konvergierende Stoßwellen zu verwenden. Bei diesen ergeben die geometrischen Verhältnisse eine außerordentliche Konzentration der Temperaturen, Drücke und Dichten. 15 Legt man die geometrischen Verhältnisse bei sphärischen Stoßwellen zugrunde und außerdem die bekannten Werte über die Materie bei höheren Temperaturen, Drücken und Dichten, die in der Hauptsache aus stellaren Beobachtungen gewonnen wurden, dann ergibt Stoßwellenraumes liegen, aus welchen sie als Gemisch 20 sich, daß die Konvergenz von durch explosives Gedurch Ausströmöffnungen in den Stoß well en raum ge- misch erzeugten Stoßwellen zu Werten der Temperaleitet werden. türen, Drücke und Dichten führt, bei denen Wasser-Der stetigen Einführung der Gemischbestandteile stoff zu Helium fusioniert. Die Begriffe »Wasserstoff« in den Stoßwellenraum steht eine periodisch erfol- und »Helium« sollen hier generell Stoffe bezeichnen, gende Entzündung der Gemischschicht gegenüber. 25 die der unteren Region des Periodischen Systems anüurch die Entzündung der Gemischschicht ist eine gehören, wozu als Gegensatz zum Beispiel Uran anRückwirkung auf die stetige Gemischeinführung ge- zuführen ist, das im vorliegenden Fall nicht in Begeben. Um die Gemischeinführung dieser periodischen tracht kommt.

Rückwirkung anzupassen, kann die Eigenschwingung In diesem Sinne ist die Erzeugung von Stoßwellen

des Gemisches in Räumen, aus denen das Gemisch in 3° in schneller Folge innerhalb eines Stoßwellenraumes den Stoßwellenraum ausströmt, auf die Periodizität insbesondere geeignet, eine Aufheizung des Bereiches der Zündungen abgestimmt werden. Derartige Räume in der Mitte eines hohlzylinderartigen oder hohlkugelwerden allgemein als Resonatorräume bezeichnet. Im artigen thermonuklearen Reaktors zu bewirken. Sofern vorliegenden Fall ist es demnach vorteilhaft, die Be- eine thermonukleare Fusion durch die Wirkung standteile des explosiven Gemisches in vorzugsweise 35 explosiv erzeugter Stoßwellen erreicht ist, kann die mehreren einzelnen Resonatorräumen zusammen- dabei frei werdende Energie, die nach Angaben in der zuführen, die in Nähe einer Wandfläche des Stoß- Literatur das Hundertfache der Aufheiz- und Verwellenraumes liegen und deren Eigenschwingung auf dichtungsenergie beträgt, den Stoßwellenverlauf die Periode der Zündfolgen abgestimmt ist; aus den wahrscheinlich selbsttätig unterhalten. Wenn dies Resonatorräumen werden die Bestandteile als Gemisch 40 nicht der Fall ist, kann durch das Erzeugen von Stoßdurch Ausströmöffnungen in den Stoßwellenraum ge- wellen eine Unterstützung des Verlaufs der Stoßleitet. Eine derartige Abstimmung von Resonatorräumen ist insbesondere günstig, wenn ein Lauf
mehrerer Stoßwellen in einem Stoßwellenraum erzielt
werden soll.

Durch Öffnungen in der Wand eines Stoßwellenraumes und durch die Bildung einer Gemischschicht von diesen Öffnungen aus ist es bedingt, daß keine vollständige Gleichheit innerhalb der gesamten

Schicht besteht. Die öffnungen sind zwar von Ge- 50 türen, Drücke und Dichten sowohl der Stoßwellen wie misch erfüllt, doch sind dort die Bedingungen der einer nuklearen Reaktion relativ weit entfernt von den Entzündung und Explosion nicht genau übereinstim- Bauteilen des Reaktors erzielt werden. Eine fachmend mit denen an der übrigen Wandfläche. Auch in männische Kühlung der Bauteile ist in diesem Falle den Räumen zwischen den Öffnungen können Un- außerdem technisch so einfach, daß auf sie hier nicht gleichmäßigkeiten auftreten. Es könnte deshalb ange- 55 näher eingegangen zu werden braucht, nommen werden, daß durch die Entzündung der Ge- Bei einem hohlzylinderartigen oder hohlkugel-

samtschicht keine zusammenhängende Stoßwelle ent- artigen Stoßwellenraum ist eine Regelung des Zusteht. In der Literatur sind dagegen Ergebnisse über sammenlaufs der Stoßwellen in der Mitte des Raumes Stoßwellen zu finden, deren Verlauf zur Prüfung der von wesentlicher Bedeutung. Es ist deshalb zweck-Stabilität der Stoßwelle, in diesem Falle einer zylin- 60 mäßig, unwillkürlich auftretende Ungleichheiten der drischen Stoßwelle, vorsätzlich durch grobe Hinder- Energieverteilung innerhalb der gesamten Ausdehnung einer Gemischschicht auszugleichen. In Weiterbildung der Erfindung ist es daher vorteilhaft, daß zwecks Regelung des Zusammenlaufs der Stoßbe- ⁶5 wellen in der Mitte eines Stoßwellenraumes mit radialem Wellenverlauf von gegenüberliegenden Teilen der reflektierenden Wandfläche Impulsstöße der entzündeten Explosivschicht zu einer Regeleinrichtung für das den gegenüberliegenden Wandteilen zu-70 strömende Gemisch geleitet werden und die Regel

wellen aus der Fusionsenergie erfolgen. Auch kann es vorteilhaft sein, durch fortgesetzte Einführung von Explosivschichten eine Steuerung der zentralen Lage 45 des Fusionsbereichs zu bewirken.

Eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Erzeugen von Stoßwellen ist für einen thermonuklearen Reaktor von hohlkugelartiger Konstruktion auch deshalb besonders vorteilhaft, weil die extrem hohen Tempera

nisse gestört wurde. Es hat sich gezeigt, daß sich hinter dem Hindernis die Stoßwellenfront wieder zusammenschließt und die Stoßwelle wieder eine genau zylindrische Form annimmt. Demnach sitzen Stoßwellen die Eigenschaft, sich selbsttätig auf eine kleinstmögliche Flächenausdehnung einzustellen, so daß geringfügige Störungen in jedem Falle ohne wesentlichen Einfluß für den Gesamtverlauf sind.

einrichtung bei Ungleichheit der Impulsstöße die Gemischzuführung bis zur Gleichheit der Impulsstöße regelt.

Eine derartige Regelung ist beispielsweise an einem hohlkugeligen Stoßwellenraum vorgesehen, der zur Durchführung thermonuklearer Reaktionen eingerichtet und in den Fig. 3 bis 10 dargestellt ist. Die aus drei sphärischen Schalen bestehende Wand der Hohlkugel ist aus sechs gleichartigen Teilstücken gebildet, die untereinander verschraubt sind.

In der Fig. 3 befinden sich nahe der Mitte eines jeden der sechs gleichartigen Teilstücke der Innenwand 18 vier kleine Bohrungen 19, die in Ringkanälen 20 münden. In der Mitte der Figur ist die Lage eines Ringkanals 20 gestrichelt dargestellt. Von jedem der Ringkanäle 20 aus führt eine Leitung 21 nach außen. Jeweils zwei gegenüberliegende Leitungen 21 werden zu Regeleinrichtungen geführt, welche die Menge eines Bestandteils des Explosivgemisches bei Ungleichheit der von den Leitungen 21 übertragenen Impulsstöße regeln.

Die Fig. 4 gibt die Anordnung der entsprechenden drei Regeleinrichtungen 22 für sich gegenüberliegende Teilstücke der Kugelwand wieder, zu welchen die Leitungen 21 hinführen. Die Leitungen 21 sind gleichartig, so daß die Übertragung der Impulsstöße von den Teilstücken der Kugelwand zu den Reglern 22 unter gleichen Bedingungen erfolgt. Die Fig. 4 zeigt im übrigen ein Ventil 23 für die getrennte Zuführung von zwei Gemischbestandteilen. Das Rohr 24 dient der Zuführung von Sauerstoff, das Rohr 25 derjenigen eines Kohlenwasserstoffes. Die Verteilung des Sauerstoffes auf die sechs Teilstücke der Kugelwand erfolgt durch die Rohre 26. Die Verteilung des Kohlenwasserstoffes erfolgt, durch die Regler 22 gesteuert, durch die Rohre 27.

Die Fig. 5, 6 und 7 geben die Konstruktion der gleichartigen Regeleinrichtungen 22 wieder. Die Fig. 5 zeigt den Längsschnitt. Der mittlere Teil, durch welchen der in Fig. 6 wiedergegebene und in Pfeilrichtung gesehene Schnitt A-A führt, enthält einen Drehflügel 28, auf welchen die Impulsstöße einwirken, die von den Leitungen 21 in die Räume geleitet werden, in welchen sich der Drehflügel 28 befindet. Die Leitungen 21 sind innerhalb des Gehäuses der Regeleinrichtung 22 derart verzweigt, daß der Impulsstoß einer Leitung 21 im gleichen Drehsinn auf zwei Flächen des Drehflügels 28 einwirkt. Bei Gleichheit der Impulsstöße aus den beiden Leitungen 21 findet keine Bewegung des Drehflügels 28 statt. Da der Drehflügel 28 mit der Drehachse 29 verbunden ist, bleibt dann auch die Drehachse 29 in ihrer Stellung stehen.

Bei Ungleichheit der Impulsstöße, die innerhalb der beiden Leitungen 21 verlaufen, ergibt sich dagegen eine Verdrehung der Drehachse 29. Mit der Drehachse 29 ist die Drehdüse 30 verbunden, die innerhalb des in Fig. 7 wiedergegebenen und in Pfeilrichtung gesehenen Schnitts B-B liegt. Die Drehachse 29 ist in der Fig. 5 bei der Drehdüse 30 unterbrochen gezeichnet. In den Innenraum der Drehdüse 30 tritt der Strom des Kohlenwasserstoffes, von dem Stutzen 31 kommend, in der bei der Fig. 5 durch Pfeile angegebenen Richtung ein. Aus dem Innenraum der Drehdüse 30 tritt der Strom sodann in vier getrennten Strahlen aus. In den oberen Hälften der Fig. 5 und 7 ist einer dieser Strahlen durch Stromlinien angedeutet. Der Strahl trifft nach dem Verlassen der Drehdüse 30 auf eine Stromscheide 32, durch die ein kleiner Teil des Strahles, zum Beispiel 10%, in einen Nebenkanal

33 abgeleitet wird, aus welchem er durch den Kanal

34 und die Leitung 35 einem Sammelraum zugeführt wird. Der Hauptteil des aus der Drehdüse austretenden und durch Stromlinien angedeuteten Strahles strömt in den Kanal 36 und von dort in die Leitung 27 a. In diese Leitung 27 ο führt auch der Hauptteil des in der Fig. 7 rechts liegenden Strahles der Drehdüse 30, nachdem er den Kanal 37 durchströmt hat. Ein kleiner Teil dieses zweiten Strahles wird durch die Stromscheide 38 in den Nebenkanal 39 geleitet und durch die Leitung 40 dem erwähnten Sammelraum zugeführt.

Die beiden Strahlen der Drehdüse 30, welche den bereits bezeichneten Strahlen gegenüberliegen und in der Fig. 7 nach unten und nach links strömen, treffen in gleicher Weise auf Stromscheiden, die einen kleinen Teil der Strahlen abzweigen. Die abgezweigten Mengen werden dem erwähnten Sammelraum zugeführt, während die Hauptteile dieser beiden Strahlen durch die Kanäle 41 und 42 in die Leitung 27 b strömen.

Wenn der Drehflügel 28 infolge einer Ungleichheit der Impulsstöße in den zu ihm führenden beiden Leitungen 21 etwas verdreht wird, dann teilt sich diese Verdrehung durch die Achse 29 der Drehdüse 30 mit. Geht die Verdrehung beispielsweise in Richtung des Pfeiles 43., der in der Fig. 7 eingetragen ist, dann vergrößert sich der Hauptstrom der in die Kanäle 36 und 37 eintretenden Strahlen, und es verkleinert sich der Hauptstrom der in die Kanäle 41 und 42 eintretenden Strahlen. Somit wird dann der Leitung 27 a eine größere und der Leitung 27 & eine kleinere Menge Kohlenwasserstoff zugeführt. Dabei ist die Anordnung der Rohre 27 und 21 derart, daß dem Teil der Kugelfläche, der einen geringeren Impulsstoß auf den Drehflügel 28 ausgeübt hat, die vergrößerte Menge Kohlenwasserstoff zugeführt wird, dem anderen Teil der Kugelfläche die verkleinerte Menge.

Die dargestellte Konstruktion der Regeleinrichtungen 22 ergibt sehr kurze Regelzeiten. Dies ist erforderlich, damit durch das Einhalten praktisch gleichbleibender Energiestöße des Explosivgemisches die Mittelpunktlage der konvergierenden Stoßwellen genügend genau erhalten bleibt. Eine absolute Genauigkeit dieser Mittelpunktlage erscheint deshalb nicht erforderlich, weil sich bei geringen Abweichungen der zusammenlaufenden Stoßwellen von der theoretisch gewünschten Lage an Stelle einer exakten Miniaturkugel ein Miniaturellipsoid in der Umgebung des Kugelmittelpunktes ausbildet. Dabei treten zwar nicht die bei exakter Kugelform des Reflexionsbereichs erzielbaren höchsten Temperaturen, Drücke und Dichten auf, jedoch nur so wenig verkleinerte Werte, daß sie noch zur Erzielung thermonuklearer Bedingungen ausreichen. Dies ergibt sich vor allem daraus, daß mit strömendem Explosivstoff eine sehr viel höhere Stoßwellenenergie in schneller Folge wiederholt in den Mittelpunktbereich der Kugel geleitet werden kann, als sie für das Erreichen von Fusionsbedingungen erforderlich ist.

Um die Verdrehungen des Drehflügels 28 aperiodisch zu halten, ist in der Regeleinrichtung nach der Fig. S ein dämpfender Drehflügel 44 angeordnet, eier mit der Achse 29 verbunden ist. Das ihn umschließende Gehäuse ist ähnlich demjenigen, welches für den Drehflügel 28 vorgesehen ist. Das Gehäuse des Drehflügels 44 ist jedoch mit Dämpfungsöl gefüllt, mit welchem das Gehäuse durch die Leitung 45 versorgt wird.

Um das Erzeugen von Stoßwellen in schneller Folge beliebig lange Zeit fortführen und dadurch die

Energieeinwirkung der Stoßwellen auf extreme Werte steigern zu können, ist es vorteilhaft, wenn außer Öffnungen zur Einführung einer Schicht explosiven Gemisches in den Stoßwellenraum auch Öffnungen zur Ableitung der Abgase des Gemisches, Vorzugsweise eine, große Zahl kleiner Öffnungen, angeordnet sind.

Derartige Öffnungen für die Ableitung der Abgase sind in der Fig. 1 angeordnet und mit 46 bezeichnet.

Auch aus dem Kugelraum der Fig. 3 führen derartige Öffnungen, die dort mit 47 bezeichnet sind. In der Ansicht auf die Hälfte der Hohlkugel sind diese Öffnungen als Kreise bzw. Ellipsen sichtbar. Im Unterschied dazu sind dort die Öffnungen für die Einführung des Explosivgemisches durch volle Kreis- bzw. Ellipsenscheiben dargestellt. Die Öffnungen 47 führen durch die mit 18 bezeichnete innere Schale der Kugelwand und durch die dünnere mittlere Schale 48 hindurch. Die Öffnungen 47 münden in Kanälen 49, die in der dickeren äußeren Kugelschale 50 verlaufen. Die Kanäle 49 gehen in jedem der sechs Teilstücke der Kugelwand sternförmig zu den Abgasstutzen 51 hin, so daß sich dort das Abgas sammelt. Von den Abgasstutzen 51 aus wird das Gas durch Rohre 52 abgeleitet. Die Rohre 52 sind in den Fig. 8 und 9 erkennbar.

Um in dem Stoßwellenraum nach Fig. 3 Stoßwellen zu erzeugen, werden die Leitungen 24 und 25, die in der Fig. 4 wiedergegeben sind, mit den Öffnungen für die Gemischeinführung in den Stoßwellenraum in Verbindung gesetzt. Die Leitungen 24 und 25 führen gesondert Gase für die Gemischbereitung. Die Einleitung des Betriebs geschieht dadurch, daß der in Fig. 4 dargestellte Regelhahn 53, der an dem Ventil 23 angeordnet ist, im Sinne des Pfeiles 54 gedreht wird. Sobald diese Drehung in eine Stellung führt, wie sie in der Fig. 10 wiedergegeben ist, wird der Kolben 55 von dem Druck innerhalb des Rohres 24 durch Gasabströmung etwas entlastet, da eine geringe Menge Gas aus dem Zylinderraum des Kolbens 55 durch den Regelhahn 53 entweichen kann. Unter Zusammendrücken der Feder 56 bewegt sich der Kolben 55 nach rechts. Diese Bewegung wird durch die Stange 57 auch auf die Ringschieber 58 und 59 übertragen. Durch den Regelhahn 53 wird die Ventilbewegung anfänglich derart eingestellt, daß die Ventilschlitze 60 und 61 zuerst nur verhältnismäßig geringe Gasmengen in die Leitungen 62 und 63 entlassen. Die Strömung der Gemischbestandteile führt durch die Leitungen 26 und 27 zu den sechs Teilstücken der Kugelwand, die in der Fig. 3 veranschaulicht sind.

Im oberen Teil der Fig. 3 ist die Verteilung der Gemischbestandteile näher erkennbar. Die Leitungen 26 und 27 führen zu Drehschiebern 64 und 65, die durchströmt werden und die Gemischbestandteile einerseits in Kanäle 66 und 67 und andererseits in Kanäle 68 und 69 entlassen. Diese Kanäle führen zu ringförmig verlaufenden Nuten innerhalb der Kugelschalen 18. Den Nuten 70 und 71 wird Sauerstoff, den Nuten 72 und 73 Kohlenwasserstoff zugeleitet. Von den Nuten führt jeweils ein Sauerstoffkanal und ein Kohlenwasserstoffkanal zu Wirbelräumen 74, von denen einige in dem rechts und unten liegenden Teilstück der Kugelwand im Querschnitt erkennbar sind. Die Wirbelräume 74 sind durch Öffnungen 75 mit dem Kugelraum verbunden. Die Anordnung der Kanäle zu den Wirbelräumen ist im Prinzip die gleiche, wie sie bei den Fig. 1 und 2 angegeben ist.

Zugleich mit der Einströmung einer kleinen Menge von Explosivgemisch in den Kugelraum wird der Kugelraum auf Unterdruck gebracht. Zu diesem Zweck wird die Evakuierungsleitung 76, die im unteren Teil der Fig. 3 links dargestellt ist, durch Öffnen des Ventils 77 mit dem Kugelraum verbunden. Der Unterdruck setzt sich von dem Ventil 77 aus in den Zylinder 78 fort und weiterhin durch die Rohre 79 und 80 bis zur Mündung des Rohres 80, die in Höhe der inneren Kugelfläche liegt. Durch das Absaugen von Gas aus dem Kugelraum wird eine Füllung der Kugel mit dem eingeleiteten Explosivgemisch erreicht.

Das Absaugen von Gas durch das Rohr 76 wird so weit geführt, daß der von einer Feder 81 gehaltene Stufenkolben 82 durch die Wirkung des Atmosphärendruckes nach links wandert. Die Kolbenstange 83 drückt dabei die Kontaktfeder 84 gegen die Kontaktfeder 85. Dadurch wird der von der Batterie 86 gespeiste. Stromkreis geschlossen. Dieser Stromkreis führt von der Plusleitung 87 zu der Plusleitung 87, die am linken äußeren Teil der Kugel eingezeichnet ist. An der Stelle 88 befindet sich das Ende des Zünddrahts 89, welcher durch den Hohlraum der Kugel gespannt ist. Im Mittelpunkt der Kugel hat dieser Zünddraht einen erhöhten Widerstand, sein anderes Ende tritt bei 90, rechts in der Fig. 3, aus der Kugelwand heraus. Dort ist der Zünddraht isoliert gehalten. Das Zünddrahtende ist bei 90 mit der Minusleitung 91 verbunden, die zu dem Minuspol der Batterie 86 führt. Bei Kontakt der Federn 84 und 85 bewirkt der Stromkreis ein Abschmelzen des Zünddrahts 89 im Mittelpunkt der Kugel. Dadurch wird die Entzündung des Explosivgases innerhalb der Kugel herbeigeführt.

Die zur Kugelwand fortschreitende Flammenfront wird an der Kugelwand reflektiert, so daß eine Druckwelle zum Kugelmittelpunkt läuft. Die fortdauernde und durch weiteres Öffnen des Regelhahns 53 (in der Fig. 4 dargestellt) vermehrte Einführung von Explosivgemisch durch die Öffnungen 75 ergibt währenddessen die Ausbildung einer dünnen Schicht explosiven Gemisches längs der Wand der Hohlkugel. Bei Rückkehr der inzwischen im Kugelmittelpunkt reflektierten Druckwelle führt diese zu einer Entzündung der Explosivschicht. Dies führt bei der periodischen Wiederholung des Prozesses zur Ausbildung starker Stoßwellen.

Es könnte naheliegen, anzunehmen, daß die fortgesetzte Einführung von Explosivgemisch in einen mit hocherhitzten Verbrennungsgasen erfüllten Raum unverzüglich zu einer Verbrennung des Gemisches führt. Doch ist dies bei schneller Folge der Entzündungen nicht der Fall. Über diese Verhältnisse ist in der Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure, 1950, berichtet worden. Auf S. 399 jener Zeitschrift ist unter dem Titel »Die Entwicklung der Zündung periodisch arbeitender Strahlgeräte« unter Hinweis auf Versuche mit einer kugeligen Brennkammer gesagt: »Auf eine einmalige Fremdzündung folgt ein Betrieb mit selbsttätiger periodischer Verbrennung, dessen Frequenz mit dem theoretisch zu erwartenden Wert gut übereinstimmt. Da beide Gemischbestandteile stetig eingeführt werden, so wäre es naheliegend, anzunehmen, daß auch eine stetige Verbrennung eintritt; dies ist jedoch nicht der Fall.«

Um eine Verwendung des kugeligen Stoßwellenraumes nach der Fig. 3 als thermonuklearem Reaktor anzudeuten, sind weitere Mittel dargestellt, die diesem Zweck dienen. Wenn infolge der fortgesetzten Einführung von Explosivgemisch durch die Öffnungen 75 eine Steigerung des Gasdruckes in der Kugel bis zu einem bestimmten Wert eingetreten ist, zum Beispiel

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bis auf 40 ata, dann bewirkt dieser Druck die Zuführung von Wasserstoff in den Bereich des Kugelmittelpunktes. Bei diesem Druck wird der Ventilkolben 92, der in der Fig. 3 rechts unten dargestellt ist, in dem Zylinder 93 gegen den Druck der Feder 94 nach rechts bewegt. Dem Zylinder 93 wird der Gasdruck der Kugel durch die Rohre 80 und 95 zugeleitet. Die Bewegung des Kolbens 92 führt so weit, daß die Mündung des Rohres 96 in dem Zylinder 93

Wassers werden die Abgasleitungen 51 und 52 nunmehr von Wasserdampf hohen Druckes durchströmt, welcher zum Erzeugen mechanischer Energie in beliebiger Weise verwendet werden kann.

Zur Kennzeichnung des technischen Fortschritts, der durch die errindungsgemäße Einrichtung zum Erzzeugen von Stoßwellen erreichbar erscheint, ist es wesentlich, die Größe der mechanischen Leistung anzugeben, mit welcher die Stoßwellen versehen werden

freigelegt wird. Das Rohr 96 verbindet das Gefäß 97, io können,
welches Wasserstoff unter höherem Druck enthält, mit Die in eine Hohlkugel mit 100 mm Radius sekund-

dem Zylinder 93, so daß der Wasserstoff aus diesem Hch eingeführte Menge explosiven Gemisches gibt von durch das Rohr 95 geleitet und vom Rohr 80 zum ihrer chemischen Energie wenigstens 7,5% mecha-Kugelmittelpunkt hin geblasen wird. Wenn dieser nische Energie an die angrenzende Gasschicht als Wasserstoff zur Fusion kommt, entsteht durch die da- 15 Stoßenergie ab. Dies folgt aus Versuchen mit perimit gegebene Energieerhöhung des Kugelinhalts eine cdisch wiederholter Stoßwellenzündung von sehr stärkere Erhöhung des Druckes in der Hohlkugel. dicken Schichten von Gemischen aus Kohlenwasser-Diese Druckerhöhung bewirkt, daß die Einleitung von stoff und Luft, die sich in einem Rohr befinden. Dabei Explosivgemisch abgestellt und statt dessen die Ein- betrug die Ausbeute an mechanischer Energie bis zu leitung von Wasser bewirkt wird. Das eingeleitete 20 15% der chemischen Energie. Werden 10% der Ge-W^rasser nimmt sodann die nuklear frei werdende samtfläche der Hohlkugelwand mit Bohrungen für die Energie durch Wasserverdampfung auf. Der ent- Gasführung besetzt, dann ergibt sich eine mechanische stehende Wasserdampf wird zum Erzeugen mechani- Leistung (Stoßwellenleistung) von rund 10 000 Kiloscher Energie, zum Beispiel durch eine Dampfturbine, watt. Diese können eine beliebig lange Zeit auf den abgeleitet. Andere Energieträger, wie Elektronen, 25 Kugelmittelpunkt zur Einwirkung gebracht werden, können unmittelbar aufgenommen und abgeleitet Es ist ersichtlich, daß eine derartige Dauerleistung werden. im Bereich von 100 mm Entfernung vom Konzen-

Zum Abstellen der Einführung von Explosiv- trationspunkt der Stoßwellen in Form elektrischer gemisch und zur Einführung von Wasser in den oder magnetischer Energie kaum beherrscht werden Kugelraum sind die in der Fig. 3 dargestellten Ventile 30 kann, insbesondere nicht mit so geringem Aufwand 64 und 65 vorgesehen, die an jedem der sechs Teil- wie im vorliegenden Fall bei gleichzeitiger Kühlung stücke der Kugelwand angeordnet sind. Um den der Kugelwand durch strömende kalte Energieträger. Schnitt durch die Ventile zu veranschaulichen, sind Verzichtet man auf einen dabei angesetzten dauernden sie im oberen Teilstück der Kugelwand in die Zeichen- Betrieb, der mit einer Ableitung der Verbrennungsebene gedreht dargestellt, sie liegen im übrigen in 35 produkte verbunden ist, so sind kurzzeitig Stoßwellen-Ebenen, die um 22,5° gegen die Zeichenebene, gedreht Periodenfolgen möglich, die bei einer Hohlkugel mit sind. Dies ist hier konstruktiv erforderlich, um keine
Durchdringung der verschiedenen getrennten Kanäle
für die Gasführungen zu erhalten.

Tn der Fig. 8 ist der obere Teil des Ventils 64 im 40
Querschnitt dargestellt. Die Mittellinie des Querschnitts entspricht der Höhe, in welcher das Ventil
geschnitten ist. In gleicher Weise ist in der Fig. 9 der
untere Teil des Ventils 65, welches dem Ventil 64
gleich ist, dargestellt. In der Fig. 8 ist ein am Ventil 45 türen, wahrscheinlich sogar die Bedingungen für eine 64 angeordneter Drehflügel 98 wiedergegeben. In dem thermonukleare Fusion von Materie der unteren Ge-Schwenkraum des Drehflügels 98 mündet einerseits biete des Periodischen Systems zu erzielen, ein Kanal 99, welcher diesen Raum mit dem Sammel- Die Fig. 11 gibt einen Teil des Querschnitts einer

raum 51 verbindet. An der anderen Seite des Schwenk- Hohlkugel mit düsenartigen, radial in den hohlkugeraumes mündet eine Leitung 100, die von einem nicht 50 ligen Stoßwellenraum gerichteten Kanälen für explogezeichneten Druckraum aus unter einem bestimmten sives Gemisch wieder. Die Hohlkugel kann in ähn-Druck, zum Beispiel 40 ata, gehalten wird. Steigt der licher Weise wie die in der Fig. 3 dargestellte Kugel Druck in der Kugel erheblich über diesen Druck in- aus sechs gleichartigen Teilstücken zusammengesetzt folge nuklearer Fusion in der Umgebung des Kugel- sein. Der dargestellte Ausschnitt zeigt die wesentmittelpunktes, dann dreht der Flügel sich infolge des 55 liehen Einzelheiten, die für diese Art der Konstruk-Druckanstiegs im Sammelraum 51 um 90° nach links. tion und des Betriebs von Bedeutung sind. Ein Unter-Das Ventil 64 sperrt sodann in seinem unteren Teil, schied gegenüber der Konstruktion nach der Fig. 3 der analog in der Fig. 9 dargestellt ist, den Strom des besteht darin, daß bei der Konstruktion nach der Gemischbestandteils in die Kanäle 66 und 67 ab. Statt Fig. 11 keine Ableitung des Abgases der explosiven dessen werden die in der Fig. 9 dargestellten Mündun- 60 Verbrennungen erfolgt. Die periodische Entzündung gen 101 und 102 der Leitungen 103 freigelegt, so- daß dünner Schichten von Explosivgemisch spielt sich in diese in die Kanäle 66 und 67 münden. Das Gleiche der Kugelschicht ab, die durch den Austritt der Düsen tritt bei dem Ventil 65 und den entsprechenden Ven- beschrieben wird.

tuen der übrigen Teilstücke der Kugelwand ein. Die Bei der Konstruktion nach der Fig. 11 wird durch

Leitungen 103 führen Wasser unter hohem Druck, so 65 das Rohr 104 Sauerstoff eingeleitet. In der Richtung daß dieses in die Kanäle der Kugelwand ausströmt, des eingetragenen Pfeiles 105 strömt dieser durch den die vorher der Leitung von Gemischbestandteilen Kanal 106 in den Spaltraum 107. Von dort aus strömt dienten. Das Wasser gelangt somit in die Wirbel- der Sauerstoff durch Spalte zwischen den Düsenboden räume 74 und tritt durch die Öffnungen 75 in den 108 und gelangt in der durch Stromlinien angedeute-Kugelraum aus. Durch die Verdampfung dieses 70 ten Weise in die Düsen 109. Die Düsen 109 sind wie

100 mm Radius eine noch wenigstens um das 10- bis lOOfache höhere mechanische Leistung (Stoßwellenleistung) ergeben.

Die in schneller Folge wiederholte, durch Stoßwellenresonanz gesteigerte Einwirkung derartiger Energiebeträge auf den Zentralbereich konvergierender Stoßwellen dürfte geeignet sein, in der Umgebung des Mittelpunktes einer Kugel sehr hohe Tempera-

ein Wabengitter ausgebildet, sie schließen mit ihren Endquerschnitten eng aneinander. Ihre Begrenzungswände ergeben einen Hohlraum mit tropfenförmigem Querschnitt. Im Boden 108 jeder Düse 109 endet eine Leitung 110 für einen Kohlenwasserstoff, im vorliegenden Fall für einen flüssigen Kohlenwasserstoff. Dieser wird der Kugel durch die Leitung 111 zugeführt, er verteilt sich in dem Spaltraum 112 und gelangt aus diesem in die Leitungen 110. Das Ende der Leitungen 110 enthält einige Ausströmbohrungen, die derart angeordnet sind, daß sich der Kohlenwasserstoff erst am Austritt der Düsen 109 auf dem gesamten Düsenquerschnitt mit dem Strom des Sauerstoffs gemischt hat, so daß dort eine Schicht strömenden Explosivgemisches besteht.

Im Betrieb des Stoßwellenraumes nach der Fig. 11 wird die insgesamt kugelige Gemischtschicht aller Düsen 109 durch eine vom Kugelmittelpunkt kommende Stoßwelle gezündet. Dabei ist die radiale Erstreckung der Düsen 109, die vom Düsenende bis zum Boden 108 reicht, zweckmäßig schwingungstechnisch als Resonatorraum abzustimmen auf die periodische Folge der Entzündungen der Gemischtschicht.

Das Erzeugen von Stoßwellen in schneller Folge ist nach der Fig. 11 demnach im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile des explosiven Gemisches in düsenartigen, rechtwinklig zur Wand eines Stoßwellenraumes verlaufenden Kanälen zusammengeführt und in Richtung der Kanäle als Gemisch in den Stoßwellenraum geleitet werden, wobei die Endquerschnitte der Kanäle vorzugsweise die gesamte Ausdehnung einer Wand einnehmen.

Bei einer derartigen Anordnung können in der Zeiteinheit besonders große Gemischmengen zur Bildung von Stoßwellen in einen Stoßwellenraum eingeführt werden. Die mögliche Vergrößerung der Gemischmenge gegenüber derjenigen, die z. B. bei einer Einrichtung nach der Fig. 3 gegeben ist, beträgt rund das Tausendfache. Deswegen ist es beim Betrieb einer Einrichtung nach der Fig. 11 zweckmäßig, eine schnellere Zündfolge vorzusehen, als sie der Pericdenzahl des Durchlaufes einer einzigen Stoßwelle durch den Stoßwellenraum entspricht. Die Einleitung einer schnelleren Periodenfolge kann in der weiter oben im Zusammenhang mit der Fig. 1 dargelegten Weise durch erste Entzündungen mit Hilfe der Wärmestrahlung aus dem Stoßwellenraum erfolgen. Zu diesem Zweck ist die Allgemeintemperatur der Gase innerhalb des Stoßwellenraumes, wenigstens vorübergehend, entsprechend hoch zu wählen.

Da die Abgase der explosiven Verbrennungen bei einer Kugel nach der Fig. 11 nicht abgeleitet werden, so ist eine kurze Betriebszeit einzuhalten. Diese begrenzt sich durch den entstehenden Druck innerhalb der Kugel. Während dieser Betriebszeit wird wegen der großen Gemischmengen eine außerordentlich hohe Energie der Stoßwellen erreicht und zudem eine sehr schnelle Folge der Stoßwellen. Daraus folgt einerseits eine sehr energiereiche und andererseits eine nahezu stetige Beeinflussung der Umgebung des Mittelpunkts einer Kugel. Es ist wahrscheinlich, daß damit auch die Bedingungen für nukleare Fusionen von Steffen, die schwerer sind als Wasserstoff, erreicht werden können.

Wegen der einzuhaltenden kurzen Betriebszeiten erscheint eine besondere Kühlung der Wandungsteile des Stoßwellenraumes nach der Fig. 11 während der Aufheizzeit nicht erforderlich. Bei Eintritt einer Fusion im Bereich um den Mittelpunkt der Kugel ist durch die Leitung 113 Wasser in die Hohlräume des Wabengitters der Düsen 109 einzuführen, welches durch Öffnungen 114 in den Querschnitt der Düsen ausspritzt und durch Verdampfung die Fusionsenergie aufnimmt. Die Ableitung des gebildeten Wasserdampfes kann in gleicher Weise erfolgen, wie dies im Zusammenhang mit der Einrichtung nach der Fig. 3 dargelegt ist. Andere Energieträger, die aus einer Fusion entstehen, wie z. B. freie Elektronen, können mittelbar oder unmittelbar aufgenommen und einer technischen Verwendung zugeführt werden.

Beim Durchlauf einer Stoßwelle durch den Stoßwellenraum findet eine Energieabstrahlung aus dem Wellenbereich statt; ebenso aus hocherhitzten Bezirken innerhalb des Stoßwellenraumes. Um diese Energieabstrahlung im wesentlichen innerhalb des Stoßwellenraumes festzuhalten, ist es vorteilhaft, die Wandung des Stoßwellenraumes aus einem Stoff zu bilden oder mit einem Stoff zu belegen, der ein geringes Absorptionsvermögen für die auftretende Energiestrahlung besitzt. Derartige Stoffe sind z. B. Nickel, Silber oder Gold. Die Energiestrahlung wird dann zum großen Teil in den Stoßwellenraum hinein reflektiert. Eine derartige Strahlungsreflexion ist insbesondere für Stoßwellenräume mit gekrümmten Reflexionsflächen, wie bei Hohlkugeln, von Vorteil, weil dabei die reflektierte Strahlung auf den zu erhitzenden Zentralbereich gerichtet ist.

Einrichtungen nach der Erfindung dürften auch für wissenschaftliche Untersuchungen über den Zustand von Materie bei extrem hohen Temperaturen, Dichten und Drücken mit Vorteil Anwendung finden.

Claims (9)

Patentansprüche

1. Einrichtung zum Erzeugen von Stoßwellen in schneller Folge innerhalb eines Stoßwellenraumes, insbesondere zum Aufheizen des Bereiches in der Mitte eines hohlzylinderartigen oder hohlkugelartigen thermonuklearen Reaktors, gekennzeichnet durch Mittel, durch die eine zur Ausbildung einer Stoßwelle dienende dünne Schicht strömenden explosiven Gemisches an einer Stoßwellen reflektierenden AVand des Stoßwellenraum es, vorzugsweise längs der gesamten Ausdehnung der Wand, in periodischer Wiederholung eingeführt und jeweils in ihrer gesamten Ausdehnung gleichzeitig gezündet wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das explosive Gemisch durch eine Stoßwelle gezündet wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das explosive Gemisch durch Wärmestrahlung aus dem Stoßwellenraum gezündet wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile des explosiven Gemisches zur Erzielung einer Wirbelbewegung in vorzugsweise mehreren einzelnen Wirbelräumen zusammengeführt werden, die in Nähe einer Wandfläche des Stoßwellenraumes liegen, aus welchen sie als Gemisch durch Ausströmöffnungen in den Stoßwellenraum geleitet werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile des explosiven Gemisches in vorzugsweise mehreren einzelnen Resonatorräumen zusammengeführt werden, die in Nähe einer Wandfläche des Stoßwellenraumes liegen und deren Eigenschwingung auf die Periode

der Zündfolgen abgestimmt ist, und aus diesen Resonatorräumen als Gemisch durch Ausströmöffnungen in den Stoßwellenraum geleitet werden.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, insbesondere zum Erzeugen von Stoßwellen an der reflektierenden Wand eines hohlzylinderartigen oder hohlkugelartigen thermonuklearen Reaktors, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Regelung des Zusammenlaufes der Stoßwellen in der Mitte eines Stoßwellenraums mit radialem Wellenverlauf von gegenüberliegenden Teilen der reflektierenden Wandfläche Impulsstöße der entzündeten Explosivschicht zu einer Regeleinrichtung für das den gegenüberliegenden Wandteilen zuströmende Gemisch geleitet werden und die Regeleinrichtung bei Ungleichheit der Impulsstöße die Gemischzuführung bis zur Gleichheit der Impulsstöße regelt.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß außer öffnungen zur Ein-

führung einer Schicht explosiven Gemisches in den Stoßwellenraum auch öffnungen zur Ableitung der Abgase des Gemisches, vorzugsweise eine große Zahl kleiner öffnungen, angeordnet sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile des explosiven Gemisches in düsenartigen, rechtwinklig zur Wand eines Stoßwellenraumes verlaufenden Kanälen zusammengeführt und in Richtung der Kanäle als Gemisch in den Stoßwellenraum geleitet werden, wobei die Endquerschnitte der Kanäle vorzugsweise die gesamte Ausdehnung einer Wand einnehmen.

9. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieabstrahlung aus dem Bereich einer Stoßwelle und anderen erhitzten Bereichen im Stoßwellenraum durch Wandungsstoff mit geringem Strahlungs-Absorptionsvermögen zum Teil in den Stoßwellenraum eingeschlossen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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