تاثير ميدان مغناطيسي بر روي سوخت

تاثير ميدان مغناطيسي بر روي سوخت

ساده ترين هيدروكربن شناخته شده متان CH4 است که  بيش از 90% سوخت گاز طبيعي راتشكيل مي دهد و منبع مهم ئيدروژن مي باشد . مولكول آن شامل يك اتم كربن و چهار اتم ئيدروژن است . مولكول مزبور از نظر الكتريكي خنثي مي باشد . در ئيدروكربنها از نقطه نظر انرژي بيشينه ي مقدار انرژي قابل حصول در اتم ئيدروژن قرار گرفته است، اما چرا؟ اين مطلب را مي توان با ذكر مثالي مشخص نمود. در مولكول اكتان (C8H18) كربن 84.2% كل مولكول را به خود اختصاص داده است . وقتي اين مولكول به احتراق در مي آيد به ازاء هر پوند كربن  BTU12244 گرما توليد مي گردد، در حاليكه در همين مولكول 15.8% به ئيدروژن اختصاص دارد اما انرژي كه از سوختن ئيدروژن بدست مي آيد ،BTU9801 است. ئيدروژن اصلي ترين و سبك ترين عنصري است كه تا كنون بوسيله بشر شناخته شده است. ئيدروژن تشكيل دهنده بخش اصلي سوختهاي ئيدروكربني است . (علاوه بر كربن مقدار كمي سولفور وگازهاي بي اثر نيز توليد مي گردد). ئيدروژن از نظر الكتريكي داراي يك بخش مثبت (پروتون) ويك بخش منفي (الكترون) مي باشد. يعني گشتاور دوقطبي دارد. از طرفي هم ديا مغناطيس وهم پارا مغناطيس است كه وابسته به جهت نسبي اسپين است . اگرچه ساده ترين عنصر در بين همه عناصر مي باشد ولي مولكول آن به صورت دو ايزومر متفاوت يعني پارا و اورتو ظاهر مي گردد. جهت اسپيني، تعيين كننده اورتو يا پارا بودن مولكول است.  بنابراين در مولكول ئيدروژن پارا كه عدد كوانتمي زوج را اشغال مي نمايد حالت اسپين يك اتم نسبت به ديگري موازي است . به عبارت ديگر يكي در جهت عقربه ساعت و ديگر در جهت خلاف آن مي باشد. در اين حالت مولكول ديا مغناطيس است .

در وضعيت اورتو مولكول عدد كوانتمي فرد يا سطوح انرژي فرد را اشغال مي نمايد به عبارت ديگر اسپين¬ها در اتمها موازي هستند0 (هر دو بالا يا در جهت عقربه ساعت ) . در اين حالت مولكول پارا مغناطيس است و كاتاليست مناسبي براي بسياري از واكنشها است ، بنابراين جهت اسپين اثر مشخصي بر روي خواص فيزيكي دارد(گرماي ويژه ،فشار بخار) و در رفتار مولكولي گازها نيز موثر است . در زماني كه اسپين ها در يك جهت قرار مي گيرند اورتوهيدروژن به مقدار زيادي ناپايدار مي شود . اورتوئيدروژن بسيار فعالتر از همتاي پاراهيدروژن خود مي باشد. سوخت هيدروژني مايعي كه در موتورهاي شاتل فضايي و راكتهاي فضايي ذخيره مي شوند به دلايل ايمني مانند انرژي كمتر فراريت كمتر و ميل به واكنش كمتر بصورت پاراهيدروژن مي باشند . در صورتيكه طي زمان استارت شاتل ، شكل هيدروژن اورتو سودمند اس زيرا فرايند احتراق را تشديد مي نمايد. براي تبديل مطمئن پارا به اورتو لازم است انرژي برهمكنش بين حالت اسپيني مولكول H2 تغيير نمايد . در دماي 20 (دماي اتاق) 75% ئيدروژن در حالت پارا است . زمانيكه دماي ئيدرژن به -235C(ئيدروژن مايع) مي رسد99% ئيدروژن در حالت اورتو است و بسيار فعال و ناپايدار مي باشد به عبارت ديگر بشدت قابليت احتراق دارد . معلوم است نگهداري ئيدروژن در دماي پائين كه راندمان احتراق نيز افزايش يافته است، عملي نمي باشد. در دهه1950 دانشمندان سوخت موشك در آمريكا مانند  Simon Roskin در مي يابند. كه ئيدروژن پارا مي تواند به ئيدروژن اورتو تبديل شود. اين عمل بايد تحت ميدان مغناطيسي انجام گيرد يعني با كاربرد مناسب ميدان مغناطيسي حالت اسپيني مولكول ئيدروژن تغيير مي نمايد. افزايش بزرگ در انرژي اتم و واكنش پذيري كلي سوخت معنايش بهبود راندمان احتراق خواهد بود. موضوع عقيده Ruskin به صورت Patent ثبت شده است . توجه داشته باشيد تحتU.S.C35 بخش 101 هرPatent كاربردي بايد از نظر علمي و قابليت عملي اثبات شود تا مجوز انتشار دريافت نمايد.اكنون در مورد سوخت خودرو نيز همان اصول مورد استفاده قرار گرفته و همان اثر به وسيله تبديل اتم ئيدروژن پارا به اورتو مشاهده گرديده است