System and method for generating particles

7/27/2019 System and method for generating particles

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US008419919B1

( 1 2 ) Umted tates Patent ( 1 0 ) P a t e n t N o . : U S 8 , 4 1 9 , 9 1 9 B1B o s s e t a ] . ( 4 5 ) Date o f P a t e n t : Apr. 1 6 , 2013

( 5 4 ) SYSTEMANDMETHODFORGENERATING 2 0 0 1 / 0 0 1 9 5 9 4 A1 9 / 2 0 0 1 S W a I t ZPARTICLES 2002/0009173 A 1 l / 2 0 0 2 S W a r t Z2002/0018538 A 1 2 / 2 0 0 2 S W a I t Z

. 2 0 0 2 / 0 0 2 1 7 7 7 A1 2 / 2 002 SWaItZ( 7 5 ) I n v e n t o r s : Pamela A . B o s s , Sa n D 1 e g o , CA U S ) ; 2 0 0 3 / 0 1 1 2 9 l 6 A 1 600% K e e n e y e t a 1 Frank E - Gordon, Sa n D l e g o , CA U s ) ; 2 0 0 3 / 0 2 1 3 6 9 6 A1 1 1 / 2 0 0 3 D a r d i kS t a n i s l a w S z p a k , P o w a y , CA U S ) ; 2 0 0 5 / 0 0 4 5 4 8 2 A1 3 / 2 0 0 5 S t o r m sLawrence Parker Galloway F o r s l e y , 2 0 0 5 / 0 1 2 9 1 6 0 A1 6 / 2 0 0 5 I n d e c hS a n D i e g o , CA ( U S ) ( C o n t i n u e d )

( 7 3 ) A s s i g n e e s : JW n t e r n a t i o n a l C o r p o r a t i o n ,A n n a n d a l e , VA U S ) ; The U n i t e d S t a t e s OTHER UBLICATIONSOfAmeriea a s r e p r e s e n t e d by t h e J . O M . B o c k r i s, R . S u n d a r e s a n , Z . M i n e v s k i , D . L e t t s . T r i g g e r i n gs e c r e t a r y o f t h e Navy W a s h l n g t o n DC o f h e a t a n d s u b - s u r f a c e c h a n g e s i n P d - D S y s t e m s . T h e F o u r t h I n t e r(US) n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n Cold F u s i o n . T r a n s a c a t i o n s o f F u s i o n T e c h

*( * ) N o t i c e : S u b j e c t t o any d i s c l a i m e r , t h e term of h i s n o l o g y D e c ' 1 9 9 4 ' V o l ' 2 5 N O ' 4T ' 2 6 7 'p a t e n t i s e x t e n d e d o r a d j u s t e d u n d e r 3 5 ( C o n t i n u e d )U . S . C . 1 5 4 ( b ) b y 1 0 3 6 d a y s .

( 2 1 ) A p p l . N o . : 1 1 / 8 5 9 , 4 9 9 Primary Examiner * e i t h H e n d r i c k s( 2 2 ) F i l e d : s e p l 2 1 , 2007 A s s i s t a n t Examiner * t e v e n A . F r i d a y

( 7 4 ) A t t o r n e y , A g e n t , o r F i r m * yan . F r i e d l ; K y l e E p p e l eR e l a t e d US. A p p l i c a t i o n Data

( 6 0 ) l 1 L r o \ i 3 ( i ) o 7 n a l a p p l i c a t i o n N o . 6 0 / 9 1 9 , 1 9 0 , ? l e d o n M a r . ( 5 7 ) A BSTRACTmet 0 ma 1ncu et este so su 1n cur rent t o t ehd y'ldh pfpply'g h

( 5 1 ) I n t C l e l e c t r o d e s o f an e l e c t r o c h e m i c a l c e l l a c c o r d i n g t o a ? r s tc h a r g i n g p r o ? l e , w h e r e i n t h e e l e c t r o c h e m i c a l c e l l h a s a n

( 5 2 ) U C l ( ' ) a n o d e , c a t h o d e , a n d e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n ; m a i n t a i n i n g a g e n _ _ _ e r al l y c on stan t current between he e le ct r ode s; exposing h e( 5 8 ) f " ' l ' " " ' _ ' ? 2 0 t 5 _ / 2 2 g 2 0 5 1 / 1 1 0 2 2 0 5 0 6 3 6 3 2 2 3 2 4 7 c e l l t o a n e x t e r n a l ? e l d e i t h e r d u r i n g o r a f t e r t h e t e r m i n a t i o n1e 0 ass1 ca1on earc ............. . . - - - -_ of h e d e p o s 1 t 1 o n of deutenum absorb1ng m etal o n t h e c a t h

2 0 4 / 6 6 0 6 6 3 2 0 5 6 3 9 3 2 8 5 2 6 2 5 6 6 2 2 6 7 5 1 4 0 4 2 1 o d e ; a n d s u p p l y i n g c u r r e n t t o t h e e l e c t r o d e s a c c o r d i n g t o aS e e a l i c a t i o n ? l e f o r Co m 1 e e S e a r c h h i s t o s e c o n d c h a r g i n g p r o ? l e d u r i n g t h e e x p o s u r e o f t h e c e l l t o t h epp p r y ' e x t e r n a l ? e l d . The e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n m ay i n c l u d e a m e t a l( 5 6 ) R e f e r e n c e s C i t e d l i c s a l t i n c l u d i n g p a l l a d i u m , a n d a s u p p o r t i n g e l e c t r o l y t e ,

U . S . PATENTDOCUMENTSe a c h d i s s o l v e d i n heavy W a t e r . The c a t h o d e m ay c o m p r i s e as e c o n d m e t a l t h a t d o e s n o t s u b s t a n t i a l l y a b s o r b d e u t e r i u m ,s u c h a s g o l d . The e x t e r n a l ? e l d m ay be a m a g n e t i c ? e l d .6 , 2 4 8 , 2 2 1 B1 6 / 2 0 0 1 D a v i s e t a 1 .

6,379,512 B1* 4 / 2 0 0 2 Brown t a 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 4 / 2 4 56 , 4 4 4 , 3 3 7 B1 9 / 2 0 0 2 I y e r6,562,243 B 2 * 5/2003 S h e r man . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205/745 7 Claims, 10 Drawing heets

1 0 01 4 0/ 1 J 0 + (K

_ ) ( j _ 2 )1 3 2f K122

1 2 0w101 5 2

_ 1601 5 2 VX/-\\- '. 15 0

17 2 4 ;~ , z 7 . 3 517 4 \ 1 1

- J: 1 7 67 7 4


2/18


3/18

US. Patent A p r . 1 6 , 2 0 1 3 S h e e t 1 0 1 1 0 U S 8 , 4 1 9 , 9 1 9 B1

7 0/S u p p l y c u r r e n t t o e l e c t r o d e s2 0 o f e l e c t r o c h e m i c a l c e l l a c c o r d i n gt o ? r s t c h a r g i n g p ro ? l e

HM a i n t a i n c o n s t a n t c u r r e n t30w e t w e e n e l e c t r o d e s d u r i n g ? r s tc h a r g i n g p r o ? l e

H40% E x p o s e e l e c t r o c h e m i c a l c e l lt o m a g n e t i c ? e l dV

S u p p l y c u r r e n t t o e l e c t r o d e s50 o f e l e c t r o c h e m i c a l c e l l a c c o r d i n gt o s e c o n d c h a r g i n g p r o ? l e

F I G . 1 2 0K2 2 S u p p l y a c u r r e n t o f l 0 0 , u . At o e l e c t r o d e s f o r 2 4 h o u r s

V

24% u p p l y a c u r r e n t o f Z O O / 1 At o e l e c t r o d e s f o r 48 h o u r sV

S u p p l y a c u r r e n t o f2 5 5 0 0 ; ] , A t o e l e c t r o d e s u n t i ld e p o s i t i o n c o m p l e t i o nF I G . 2


4/18

U S . P a t e n t A p r .

5 2 S u p p l y a c u r r e n t o f 1 mAt o e l e c t r o d e s f o r 2 h o u r s

1 6 , 2 0 1 3 S h e e t 2 0 f 1 0

VS u p p l y a c u r r e n t o f 2 mAt o e l e c t r o d e s f o r 6 h o u r s

VS u p p l y a c u r r e n t o f 5 mAt o e l e c t r o d e s f o r 2 4 h o u r s

V

58% u p p l y a c u r r e n t o f 7 0 mAt o e l e c t r o d e s f o r 2 4 h o u r sV

60% u p p l y a c u r r e n t o f 2 5 mAt o e l e c t r o d e s f o r 2 4 h o u r sV

S u p p l y a c u r r e n t o f 5 0 mAt o e l e c t r o d e s f o r 2 4 h o u r s

VS u p p l y a c u r r e n t o f 75 mAt o e l e c t r o d e s f o r 2 4 hours

5 5 %V

S u p p l y a c u r r e n t of00 mA t o e l e c t r o d e s2 4 hours

F I G . 3 f )

US 8 , 4 1 9 , 9 1 9 B1

50


5/18

US. Patent A p r . 1 6 , 2 0 1 3 S h e e t 3 0 f 1 0 US , 4 1 9 , 9 1 9 B1

1 3 07 3 7 1 0 0+ / _ ( f /1 3 5 ) ) /\ 132 128 '2 4( ) / 1 2 2C1 4 0 1 2 6 7 2 0

/ 1 1 0H7 6 0

160\/~\

/1 5 2F I G . 4


6/18

US. Patent A p r . 1 6 , 2 0 1 3 S h e e t 4 0 1 1 0 U S 8 , 4 1 9 , 9 1 9 B1

( ())

7 2 2

/ \ / 7 6 0

1 3 2 /

7 7 0F I G . 5


7/18


2 002 402 3 0

+ 6 /( ( )

2 2 22 5 2/ /~2 2 0/\/ 2 1 0[J250/262V2 7 4\2 7 2\252P

S N6 6268 /\/64

F I G . 6


8/18

U S . P a t e n t A p r . 1 6 , 2 0 1 3

7 2 0

F I G . 7 A

S h e e t 6 0 f 1 0 US , 4 1 9 , 9 1 9 B 1

7 3 2w2 0l

1 5 2\_/\ / 5 8

F I G . 7 BN132 1 2 0

J5 2


9/18


5 0 % 5 1 0 5 2 070

3 7

F I G . 80I G . 8 A

470

\ \\\ \ \ \\\\ \\ H \ \x x\42 0

F I G . 8 0I G . 8 B


10/18


700 7 7 0

x ,\ \\ \

F I G . 9 A F I G . 9 8

F I G . 10A F I G . 10B


11/18


1000

F I G . 1 1

12001 0 0

F I G . 128I G . 12A


12/18

US. Patent A p r . 1 6 , 2 0 1 3 S h e e t 1 0 0 1 1 0 U S 8 , 4 1 9 , 9 1 9 B1

14001300

F I G . 13 5I G . 13A

F I G . 13 DI G . 13 C


13/18

U S 8 , 4 1 9 , 9 1 9 B11

SYSTEMANDMETHODFORGENERATINGPARTICLES

CROSS-REFERENCE TO RELATEDAPPLICATIONS

T h i s a p p l i c a t i o n c l a i m s t h e b e n e ? t o f US. P r o v i s i o n a lP a t e n t A p p l i c a t i o n S e r . N o . 6 0 / 9 9 , l 9 0 , ? l e d M a r . 1 4 , 2 0 0 7 ,e n t i t l e d M e t h o d a n d A p p a r a t u s f o r G e n e r a t i n g P a r t i c l e s , t h ec o n t e n t o f W h i c h i s f u l l y i n c o r p o r a t e d b y r e f e r e n c e h e r e i n .

BACKGROUNDOFTHE INVENTIONTh e embodiments o f t h e i n v e n t i o n r e l a t e g e n e r a l l y t o t h e

? e l d o f e l e c t r o c h e m i s t r y .G e n e r a t e d p a r t i c l e s may b e c a p t u r e d b y o t h e r n u c l e i t o

c r e a t e ne W e l e m e n t s , t o remediate n u c l e a r W a s t e , t o t r e a tcancerous t u m o r s , o r t o c r e a t e s t r a t e g i c m a t e r i a l s . Previouse f f o r t s t o c r e a t e a r e p r o d u c i b l e method and c o r r e s p o n d i n gs y s t e m t o g e n e r a t e p a r t i c l e s d u r i n g e l e c t r o l y s i s o f p a l l a d i u mi n h e a v y W a t e r h a v e b e e n u n s u c c e s s f u l .

T h e r e f o r e , a need c u r r e n t l y e x i s t s f o r a r e p r o d u c i b l emethod n d c o r r e s p o n d i n g s y s t e m t h a t c a n g e n e r a t e p a r t i c l e s .

B R I E F DESCRIPTIONOFTHEDRAWINGSFIG. 1 i l l u s t r a t e s a How h a r t of an implementation of am e t h o d f o r g e n e r a t i n g p a r t i c l e s .FIG. 2 i l l u s t r a t e s a How h a r t of an implementationof ? r s t

c h a r g i n g p r o ? l e f o r a n i m p l e m e n t a t i o n o f t h e method f o rg e n e r a t i n g p a r t i c l e s .F I G . 3 i l l u s t r a t e s a f l o w c h a r t of an implementation of a

s e c o n d c h a r g i n g p r o ? l e f o r a n i m p l e m e n t a t i o n o f t h e methodf o r g e n e r a t i n g p a r t i c l e s .F I G . 4 i l l u s t r a t e s a f r o n t p e r s p e c t i v e vieW o f an embodi

ment o f a s y s t e m f o r g e n e r a t i n g p a r t i c l e s u s i n g a n e x t e r n a lm a g n e t i c ? e l d .

FIG. 5 i l l u s t r a t e s a c r o s s- s e c t i o n vieW of an embodiment ofa s y s t e m f o r g e n e r a t i n g p a r t i c l e s u s i n g a n e x t e r n a l m a g n e t i c? e l d , d u r i n g a c o - d e p o s i t i o n p r o c e s s .FIG. 6 i l l u s t r a t e s a c r o s s- s e c t i o n vieW of an embodiment of

a s y s t e m f o r g e n e r a t i n g p a r t i c l e s u s i n g a n e x t e r n a l e l e c t r i c? e l d

FIG. 7A l l u s t r a t e s a f r o n t vieW of one s i d e of an embodiment o f a s y s t e m f o r g e n e r a t i n g p a r t i c l e s u s i n g a n e x t e r n a lm a g n e t i c ? e l d , i l l u s t r a t i n g a n embodiment o f t h e c a t h o d e .

FIG. 7 B i l l u s t r a t e s a f r o n t vieW of one s i d e of an embodiment o f a s y s t e m f o r g e n e r a t i n g p a r t i c l e s u s i n g a n e x t e r n a lm a g n e t i c ? e l d , i l l u s t r a t i n g a n embodiment o f t h e c a t h o d e .

FIG. 7C l l u s t r a t e s a f r o n t vieW of one s i d e of an embodiment o f a s y s t e m f o r g e n e r a t i n g p a r t i c l e s u s i n g a n e x t e r n a lm a g n e t i c ? e l d , i l l u s t r a t i n g a n embodiment o f t h e c a t h o d e .

F I G S . 8 A n d 8B shoW i m a g e s o f a l p h a p a r t i c l e t r a c k s i n aCR-39 d e t e c t o r , Where t h e m i c r o s c o p e o p t i c s a r e f o c u s e d ont h e s u r f a c e o f t h e d e t e c t o r and h e b o t t o m o f t h e p i t s , r e s p e ct i v e l y .

F I G S . 8C a n d 8D shoW i m a g e s o f Pd/D c o - d e p o s i t i o ng e n e r a t e d t r a c k s i n a CR-39 e t e c t o r , W h e r e t h e m i c r o s c o p eo p t i c s a r e f o c u s e d on t h e s u r f a c e o f t h e d e t e c t o r and t h eb o t t o m o f t h e p i t s , r e s p e c t i v e l y .

F I G S . 9 A and 9B shoW i m a g e s t a k e n o f h e CR-39 d e t e c t o ra f t e r a P d /D o - d e p o s i t i o n e x p e r i m e n t i n a m a g n e t i c ? e l d .FIG. 1 0 A shoWs f e a t u r e s observed When CR-39 d e t e c t o r

i s e x p o s e d t o d e p l e t e d U r a n i u m .FIG. 10B shoWs f e a t u r e s observed When CR-39 d e t e c t o r

h a s u n d e r g o n e e x p o s u r e t o a Pd/D c o - d e p o s i t i o n e x p e r i m e n ti n t h e p r e s e n c e of an e x t e r n a l e l e c t r i c ? e l d .

2 0

25

3 0

35

40

45

50

55

60

6 5

2F I G . 1 1 i l l u s t r a t e s an image of CR-39 d e t e c t o r i n d i c a t i n g

X - r a y e m i s s i o n , i n a c c o r d a n c e W i t h a n embodiment o f t h es y s t e m a n d m e t h o d f o r g e n e r a t i n g p a r t i c l e s .

FIG. 1 2 A shoWs an image t a k e n of CR-39 d e t e c t o r a f t e ra Pd/D c o - d e p o s i t i o n experiment on a Ni s c r e e n cathode i nt h e p r e s e n c e o f a m a g n e t i c ? e l d .

FIG. 1 2 B shoWs an image of C R- 39 d e t e c t o r a f t e r a Pd/Dc o - d e p o s i t i o n e x p e r i m e n t on a Ni/Au c o m p o s i t e c a t h o d e i nWhich Au s a h i g h Z m a t e r i a l .

FIG. 1 3 A shoWs an SEM f h e Pd e p o s i t o b t a i n e d on aAuf o i l c a t h o d e i n a m a g n e t i c ? e l d e x p e r i m e n t .FIGS. 13B-13D shoW images t a k e n o f a CR-39 d e t e c t o ra f t e r a Pd/D c o - d e p o s i t i o n e x p e r i m e n t i n a m a g n e t i c ? e l d

u s i n g a A g W i r e c a t h o d e .DETAILEDDESCRIPTIONOF SOME

EMBODIMENTSFIG. 1 shoWs a How c h a r t of an implementation of a

m e t h o d f o r g e n e r a t i n g p a r t i c l e s 1 0 . One i m p l e m e n t a t i o n o fmethod 10 may t i l i Z e an e l e c t r o c h e m i c a l c e l l 10 0 a s shoWni n FIGS. 4 and . A s s u c h , method 1 0 W i l l be d i s c u s s e d W i t hr e f e r e n c e t o e l e c t r o c h e m i c a l c e l l 1 0 0 . Method 10 m ay bep e r f o r m e d a t c o n d i t i o n s o f a m b i e n t t e m p e r a t u r e a n d s t a n d a r da t m o s p h e r i c p r e s s u r e . Method 0 may e g i n t s t e p 2 0 , W h e r ea c u r r e n t may be s u p p l i e d t o t h e e l e c t r o d e s of an e l e c t r oc h e m i c a l c e l l a c c o r d i n g t o a ? r s t c h a r g i n g p r o ? l e . F o re x a m p l e , s t e p 2 0 m ay i n v o l v e s u p p l y i n g c u r r e n t t o t h e p o s it i v e e l e c t r o d e , a n o d e 1 3 0 , a n d t h e n e g a t i v e e l e c t r o d e , c a t h o d e1 3 2 , o f e l e c t r o c h e m i c a l c e l l 1 0 0 . C u r r e n t m ay e s u p p l i e d t oa n o d e 1 3 0 a n d c a t h o d e 1 3 2 by c o n n e c t i n g a g a l v a n o s t a t /p o t e n t i o s t a t 1 4 0 t o a n o d e 1 3 0 a n d c a t h o d e 1 3 2 . S t e p 2 0 i sd i s c u s s e d i n f u r t h e r d e t a i l W i t h r e g a r d t o F I G . 2 . F o l l o w i n gs t e p 2 0 , method 1 0 may p r o c e e d t o s t e p 3 0 . S t e p 3 0 mayi n v o l v e m a i n t a i n i n g a g e n e r a l l y c o n s t a n t c u r r e n t betWeen h ep o s i t i v e a n d n e g a t i v e e l e c t r o d e s d u r i n g t h e ? r s t c h a r g i n g p r o? l e such h a t d e p o s i t i o n of e t a l 17 2 on h e c a t h o d e o c c u r s i nt h e p r e s e n c e o f e v o l v i n g d e u t e r i u m g a s d u r i n g e l e c t r o l y s i s o fan l e c t r o l y t i c s o l u t i o n . A s a n e x a m p l e , s t e p 30 m ay i n v o l v em a i n t a i n i n g a g e n e r a l l y c o n s t a n t c u r r e n t betWeen t h e anode1 3 0 a n d c a t h o d e 1 3 2 d u r i n g t h e ? r s t c h a r g i n g p r o ? l e . Maint a i n i n g a g e n e r a l l y c o n s t a n t c u r r e n t s e r v e s t o ensure t h a td e p o s i t i o n o f m e t a l 1 7 2 t h a t s u b s t a n t i a l l y a b s o r b s d e u t e r i u mon a t h o d e 13 2 o c c u r s i n t h e p r e s e n c e o f e v o l v i n g deuteriumg a s 1 7 4 d u r i n g e l e c t r o l y s i s o f e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n 1 7 0 ( s e eF I G . 5 ) . A e n e r a l l y c o n s t a n t c u r r e n t m a y be de?ned a s c u rr e n t t h a t i s s t a b l e , b u t t h a t may a v e minor u c t u a t i o n s . S t e p3 0 may b e p e r f o r m e d b y c o n n e c t i n g a g a l v a n o s t a t / p o t e nt i o s t a t 14 0 t o anode 130 and c a t h o d e 1 3 2 .

Method 1 0 may n e x t p r o c e e d t o s t e p 4 0 , Where e l e c t r oc h e m i c a l c e l l 10 0 m a y be exposed o an x t e r n a l ? e l d , s u c h a sa m a g n e t i c ? e l d . F o r e x a m p l e , s t e p 4 0 may e p e r f o r m e d b yp o s i t i o n i n g magnets 160 and 162 o p p o s i t e one a n o t h e r ono p p o s i n g s i d e s o f e l e c t r o c h e m i c a l c e l l 1 0 0 ( s e e F I G S . 4 a n d5 ) . S t e p 4 0 m ay o c c u r d u r i n g t h e d e p o s i t i o n o f t h e m e t a l ont h e c a t h o d e . I n o t h e r embodiments, s t e p 40 m ay o c c u r a f t e rt h e t e r m i n a t i o n o f t h e d e p o s i t i o n o f t h e m e t a l on h e c a t h o d e .The d e t e r m i n a t i o n t h a t t h e d e p o s i t i o n o f t h e m e t a l on t h ec a t h o d e h a s t e r m i n a t e d may b e made by a v i s u a l i n s p e c t i o nt h a t t h e p l a t i n g s o l u t i o n W i t h i n e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n 1 7 0 h a st u r n e d from a red-broWn c o l o r t o c l e a r . The p l a t i n g s o l u t i o nt u r n s c l e a r When e t a l h a s a l l been p l a t e d o n t o c a t h o d e 1 3 2 .Method 1 0 m ay h e n p r o c e e d t o s t e p 5 0 , Where c u r r e n t m ayb e s u p p l i e d t o t h e e l e c t r od e s a c c o r d i n g t o a s e c o n d c h a r g i n gp r o ? l e d u r i n g t h e e x p o s u r e o f t h e e l e c t r o c h e m i c a l c e l l t o t h ee x t e r n a l ? e l d . F o r e x a m p l e , s t e p 5 0 may i n v o l v e u s i n g apoWer s o u r c e t o supply a c u r r e n t t o anode 130 and cathode


14/18

U S 8 , 4 1 9 , 9 1 9 B13

1 3 2 a c c o r d i n g t o a s e c o n d c h a r g i n g p r o ? l e d u r i n g t h e e x p os u r e of l e c t r o c h e m i c a l c e l l 10 0 o an x t e r n a l magnetic ?eld( n o t s h o w n ) .P a r t i c l e s a r e g e n e r a t e d f r o m t h e a p p l i c a t i o n o f method 1 0 .A s u s e d h e r e i n , t h e t e r m g e n e r a t e d i s u s e d t o r e f e r t o t h ef o r m i n g o f p a r t i c l e s t h r o u g h a p r o c e s s i n v o l v i n g c h e m i c a la n d , d e p e n d i n g u p o n t h e s u b s t r a t e , m a g n e t i c i n t e r a c t i o n .E x a m p l e s o f t h e t y p e s o f p a r t i c l e s g e n e r a t e d a n d d e t e c t e dmay i n c l u d e , b u t a r e n o t l i m i t e d t o : a l p h a p a r t i c l e s , b e t ap a r t i c l e s , gamma a y s , e n e r g e t i c p r o t o n s , d e u t e r o n s , t r i t o n s ,a n d n e u t r o n s . T h e p a r t i c l e s g e n e r a t e d b y t h e i m p l e m e n t a t i o n so f method 0 m ay a v e v a r i o u s a p p l i c a t i o n s . F o r e x a m p l e , t h eg e n e r a t e d p a r t i c l e s may e c a p t u r e d b y o t h e r n u c l e i t o c r e a t ene W e l e m e n t s , m a y be used o r e m e d i a t e n u c l e a r W a s t e , m a ybe used t o c r e a t e s t r a t e g i c m a t e r i a l s , o r m a y be used t o t r e a tcancerous tumors. As an e x a m ple t h e r e a r e s o m e s i t e s t h a th a v e g r o u n d W a t e r t h a t i s c o n t a m i n a t e d W i t h r a d i o n u c l i d e s ,s u c h a s t e c h n e t i u m , T c - 9 9. The a r t i c l e s e m i t t e d by e l e c t r oc h e m i c a l c e l l 1 0 0 may b e a b s o r b e d by t h e r a d i o n u c l i d e ,Tc-99 v i a n e u t r o n c a p t u r e , t r a n s m u t i n g i t t o Tc-100 W i t h ah a l f i f e o f 1 5 . 8 s e c o n d s t o R u - 1 0 0 , Which s s t a b l e Where h er e a c t i o n i s s h o W n b y 9 9 T c 4 3 ( n , \ ( ) l O O T c 4 3 a n d t h e l o o T c 4 3 [ 3 'd e c a y s t o l o oR u 4 4 W i t h a h a l f - l i f e o f 1 5 . 8 s e c o n d s .F I G . 2 shoWs a H o w c h a r t of an i m p l e m e n t a t i o n o f s t e p 20of method 1 0 . S t e p 2 0 may n c l u d e m o re than one c u r r e n tl e v e l and m or e t h a n one t i m e p e r i o d , Wherein each of t h ec u r r e n t l e v e l s i s s u p p l i e d a c r o s s t h e anode and h e c a t h o d e f o rone o f t h e t i m e p e r i o d s . S t e p 2 0 m ay e performed o a s s u r eg o o d a d h e r e n c e o f t h e p a l l a d i u m , a d e u t e r i u m a b s o r b i n gm e t a l , t o c a t h o d e 1 3 2 , Which may e a W i r e h a v i n g a l e n g t h o f2 cm and a diameter of 0 . 5 cm . S t e p 2 0 may n v o l v e loWc u r r e n t d e n s i t i e s f o r a d h e r i n g t h e p a l l a d i u m t o c a t h o d e 1 3 2 .A s n e x a m p l e , s t e p 2 0 may e g i n t s t e p 2 2 , Where r e d u c i n gc u r r e n t o f 1 0 0 H A m ay b e s u p p l i e d t o t h e a n o d e and c a t h o d ef o r a t i m e p e r i o d o f a b o u t t W e n t y - f o u r h o u r s . N e x t , s t e p 2 4may n v o l v e s u p p l y i n g a r e d u c i n g c u r r e n t o f 200 uA o anode130 and c a t h o d e 13 2 f o r a t i m e p e r i o d o f a b o u t f o r t y - e i g h th o u r s . S t e p 2 0 may h e n p r o c e e d t o s t e p 2 6 , W h e r e a r e d u c i n gc u r r e n t o f 50 0 H A m ay e s u p p l i e d t o anode 1 3 0 and c a t h o d e1 3 2 u n t i l t h e c o m p l e t i o n o f t h e d e p o s i t i o n p r o c e s s . Thec o m p l e t i o n o f t h e d e p o s i t i o n p r o c e s s W i l l o c c u r When t h ep l a t i n g s o l u t i o n a p p e a r s c l e a r a s d e s c r i b e d a b o v e . A s ane x a m p l e , t h e a m o u n t o f t i m e r e q u i r e d f o r t h e c o m p l e t i o n o ft h e d e p o s i t i o n p r o c e s s may b e b e t W e e n a p p r o x i m a t e l y 3 a n d7 d a y s , d e p e n d i n g upon h e s u r f a c e a r e a o f c a t h o d e 13 2 andt h e ? r s t c h a r g i n g p r o ? l e u s e d .A s u r r e n t i s a p p l i e d , Pd s d e p o s i t e d on h e c a t h o d e . E l e ct r o c h e m i c a l r e a c t i o n s o c c u r r i n g a t t h e c a t h o d e i n c l u d e :

Once f o r m e d , t h e D 0 s e i t h e r a b s o r b e d by t h e Pd o r b i n d s t oa n o t h e r D0 t o form a d e u t e r i u m m o l e c u l e , D 2. At s t a n d a r dt e m p e r a t u r e and r e s s u r e , D 2 s a g a s . The e s u l t i s t h a t m e t a ll i c Pd s d e p o s i t e d on h e c a t h o d e i n t h e p r e s e n c e o f e v o l v i n gD 2 .F I G . 3 i l l u s t r a t e s a H o w c h a r t o f an i m p l e m e n t a t i o n of t e p5 0 o f method 0 . S t e p 5 0 m ay e p e r f o r m e d t o l o a d m e t a l 17 2on c a t h o d e 13 2 With d e u t e r i u m . I n one embodiment, s t e p 50may nvolve m o r e than one current l e v e l s and more han onet i m e p e r i o d s , W h e r e i n e a c h o f t h e c u r r e n t l e v e l s i s s u p p l i e da c r o s s t h e anode and h e c a t h o d e f o r one of h e t i m e p e r i o d s .I n o n e e m b o d i m e n t , s t e p 5 0 may i n v o l v e l e v e l s o f i n c r e a s i n gc u r r e n t d e n s i t y t o l o a d t h e p a l l a d i u m l a t t i c e W i t h d e u t e r i u ms u c h t h a t t h e r a t i o of d e u t e r i u m t o p a l l a d i u m i s 21. A s ane x a m p l e , o n e i m p l e m e n t a t i o n o f t e p 5 0 may e g i n a t s t e p 5 2 ,

2 0

25

3 0

35

40

45

50

55

60

6 5

4Where c u r r e n t of mA s s u p p l i e d t o anode 13 0 and c a t h o d e1 3 2 f o r a t i m e p e r i o d o f a b o u t tW o h o u r s . N e x t , s t e p 5 4 m ayi n v o l v e s u p p l y i n g a c u r r e n t of mA o anode 130 and a t h o d e1 3 2 f o r a t i m e p e r i o d o f a b o u t si x h o u r s . N e x t , s t e p 5 6 m ayi n v o l v e s u p p l y i n g a c u r r e n t of mA o anode 13 0 and a t h o d e1 3 2 f o r a t i m e p e r i o d o f a b o u t t W e n t y - f o u r h o u r s . N e x t , s t e p58 may n v o l v e s u p p l y i n g a c u r r e n t of 1 0 mA o anode 130a n d c a t h o d e 1 3 2 f o r a t i m e p e r i o d o f a b o u t t W e n t y - f o u r h o u r s .N e x t , s t e p 6 0 m ay i n v o l v e s u p p l y i n g a c u r r e n t o f 2 5 mA oanode 130 and a t h o d e 13 2 f o r a t i m e p e r i od o f a b o u t t W e n t yf o u r h o u r s . N e x t , s t e p 6 2 m ay i n v o l v e s u p p l y i n g a c u r r e n t o f50 mA o anode 130 and c a t h o d e 13 2 f o r a t i m e p e r i o d ofa b o u t t W e n t y - f ou r h o u r s . N e x t , s t e p 6 4 may n v o l v e s u p p l y i n ga c u r r e n t of 75 mA o anode 130 and cathode 13 2 f o r a timep e r i od o f a b o u t t W e n t y - f o u r h o u r s . F i n a l l y , s t e p 6 6 mayi n v o l v e s u p p l y i n g a c u r r e n t of 100 mA o anode 130 andc a t h o d e 1 3 2 f o r a t i m e p e r i o d o f a b o u t t W e n t y - f o u r h o u r s .

R e f e r r i n g t o F I G S . 4 and , e l e c t r o c h e m i c a l c e l l 1 0 0 mayi n c l u d e an e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n 1 7 0 , an anode 1 3 0 , and ac a t h o d e 1 3 2 . E l e c t r o l y t i c s o l u t i o n 1 7 0 may o m p r i s e a m e t a ll i c s a l t h a v i n g a ? r s t m e t a l t h a t s u b s t a n t i a l l y a b s o r b s d e u t erium When reduced o an a t o m i c s t a t e , and a s u p p o r t i n g e l e ct r o l y t e , e a c h d i s s o l v e d i n h e a v y W a t e r . A s a n e x a m p l e , t h em e t a l l i c s a l t m ay be s e l e c t e d from t h e g r o u p o f t r a n s i t i o nm e t a l s , s u c h a s p a l l a d i u m . I n o n e embodiment, Where t h edeuterium atoms bind o one another o c r e a t e deuterium g a s ,t h e r e d u c e d m e t a l 1 7 2 , s u c h a s p a l l a d i u m , a b s o r b s d e u t e r i u m1 7 4 . I n a n o t h e r embodiment, a s shoWn i n F I G . 5 , g a s e o u sdeuterium atoms c o l l e c t on t h e s u r f a c e of cathode 132 ande n t e r i n t o t h e l a t t i c e of metal 17 2 When n a reduced t a t e . I no n e i m p l e m e n t a t i o n , e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n 1 7 0 c o m p r i s e s2 0 - 2 5 mL o l u t i o n o f 0 . 0 3 M a l l a d i u m c h l o r i d e a n d 0 . 3 Ml i t h i u m c h l o r id e i n d e u t e r a t e d W a t e r .

C a t h o d e 1 3 2 may b e p a r t i a l l y i m m e r s e d i n e l e c t r o l y t i cs o l u t i o n 1 7 0 . Cathode 13 2 m a y o m p r i s e a second e t a l t h a td o e s n o t s u b s t a n t i a l l y a b s o r b d e u t e r i u m 1 7 4 a n d i s g e n e r a l l ys t a b l e i n e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n 1 7 0 When a t h o d e 1 3 2 i s p o l a ri Z e d . F o r e x a m p l e , c a t h o d e 1 3 2 may e c o m p r i s e d o f A u , A g ,P t , a s W e l l a s t h e i r a l l o y s . I n some embodiments, c a t h o d e 13 2m a y o m p r i s e a second e t a l t h a t d o e s a b s o r b d e u t e r i u m 17 4a n d i s g e n e r a l l y s t a b l e i n e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n 1 7 0 When a t ho d e 13 2 i s p o l a r i Z e d . A s a n e x a m p l e , c a t h o d e 1 3 2 m ay b ec o m p r i s e d o f Ni o r i t s a l l o y s . C a t h o d e 13 2 m ay e formed n t ov a r i o u s s h a p e s, such a s a W i r e , r o d , s c r e e n , o r f o i l . I n s o m eembodiments, c a t h o d e 13 2 m a y be shaped a s a W i r e h a v i n g adiameter of0.25 mm nd a l e n g t h of . 5 cm . An o d e 13 0 maya l s o b e p a r t i a l l y i m m e r s e d i n e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n 1 7 0 a n dm ay e s t a b l e i n e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n 17 0 When a n o d e 1 3 0 i sp o l a r i Z e d . Anode 1 3 0 m ay e m a n u f a c t u r e d from n y e l e c t r ic a l l y c o n d u c t i v e m a t e r i a l W h i c h i s s t a b l e i n e l e c t r o l y t i c s o l ut i o n 1 7 0 , such a s P t , a s W e l l a s t h e i r a l l o y s . The term s t a b l e With r e f e r e n c e t o anode 130 and c a t h o d e 13 2 means t h a t t h em a t e r i a l s employed i n t h e c o n s t r u c t i o n o f a n o d e 1 3 0 a n dc a t h o d e 1 3 2 d o n o t s u b s t a n t i a l l y c o r r o d e When h e y a r e p o l a ri Z e d a n d g e n e r a l l y d o n o t r e a c t W i t h t h e e l e c t r o l y t e o r p r o du c t s o f e l e c t r o l y s i s . Anode 13 0 m ay b e formed i n t o v a r i o u ss h a p e s , such a s a W i r e , r o d , s c r e e n , o r f o i l . A s an e x a m p l e ,anode 13 0 m a y be shaped s a W i r e having a d i a m e t e r of . 2 5mm nd a length of 3 0 cm .

FIG. 4 i l l u s t r a t e s a f r o n t p e r s p e c t i v e vieW of an embodiment o f a s y s t e m 10 0 f o r g e n e r a t i n g p a r t i c l e s u s i n g an e x t e rn a l m a g n e t i c ? e l d . System 1 0 0 may n c l u d e a n e l e c t r o c h e m ic a l c e l l 1 1 0 , poWer s u p p l y 1 4 0 , a n d m a g n e t s 1 6 0 . C e l l 1 1 0m ay i n c l u d e a body p o r t i o n 1 2 0 a n d a t o p p o r t i o n 1 2 2 . C e l l1 1 0 m ay e r e c t a n g u l a r , s q u a r e , c y l i n d r i c a l , c u b i c a l , o r v a r io u s o t h e r s h a p e s a s r e c o g n i Z e d i n t h e a r t . C e l l 1 1 0 , ane x a m p l e o f W h i c h i s c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e f r o m R i d o u t


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U S 8 , 4 1 9 , 9 1 9 B15

P l a s t i c s , m o d e l AM AC, a r t n u m b e r 7 5 2 , may e c o m p r i s e dof a r i o u s n o n - m e t a l l i c m a t e r i a l s t h a t do n o t r e a c t W i t h t h ee l e c t r o l y t e , s u c h a s b u t y r a t e . Body p o r t i o n 1 2 0 m ay b e c o n? g u r e d t o c o n t a i n a n e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n 1 7 0 ( s e e F I G . 5 ) . A sa n e x a m p l e , body o r t i o n 1 2 0 may e c u b i c i n s h a p e a n d mayb e c o m p r i se d o f a n o n - c o n d u c t i v e m a t e r i a l , s u c h a s p l a s t i c .T o p p o r t i o n 1 2 2 may e c o n ? g u r e d t o c o v e r b o d y p o r t i o n 1 2 0 .Top p o r t i o n 1 2 0 may e c o m p r i s e d o f a n o n - c o n d u c t i v e mater i a l , s u c h a s p l a s t i c . T o p p o r t i o n 1 2 2 may c o n t a i n a n o p e n i n g12 4 h e r e i n Where n anode 1 3 0 m ay e p a s s e d t h e r e t h r o u g h ,an d l s o an o p e n i n g 12 6 Where a c a t h o d e 13 2 m ay e p a s s e dt h e r e t h r o u g h . T o p p o r t i o n 1 2 2 may l s o c o n t a i n a n o p e n i n g1 2 8 f o r v e n t i n g p u r p o s e s .

A node 13 0 may omprise a Wire mounted on s u p p o r t 15 0a n d may b e p a r t i a l l y i m m e r s e d i n e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n 1 7 0( s e e F I G . 5 ) . S u p p o r t 1 5 0 may e c o m p r i s e d o f a c h e m i c a l l yi n e r t m a t e r i a l , s u c h a s p o l y e t h y l e n e . Cathode 1 3 2 may b es h a p e d a s a s i n g l e W i r e ( a s shoWn i n F I G . 7 A ) , a s c r e e n ( a sshoWn i n F I G . 7 B ) , o r a f o i l ( a s shoWn i n F I G . 7 C ) . On e end13 1 o f anode 130 m a y e c o n n e c t e d t o poWer s u p p l y 1 4 0 . On eend 13 3 o f c a t h o d e 13 2 m ay be c o n n e c t e d t o poWer s u p p l y1 4 0 . PoWer s u p p l y 14 0 m a y be a p o t e n t i o s t a t / g a l v a n o s t a t , ane x a m p l e o f W h i c h i s c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e f r o m P r i n c e t o nA p p l i e d R e s e a r c h , model 3 6 3 . Th e o t h e r e n d 1 3 5 o f a n o d e1 3 0 may e c o u p l e d t o a s u p p o r t 1 5 0 ( s e e F I G . 5 ) , Which mayb e s e c u r e d t o body o r t i o n 1 2 0 . C a t h o d e 1 3 2 may e c o u p l e dt o a p a r t i c l e d e t e c t o r 15 2 h a t m ay e a t t a c h e d t o body o r t i o n1 2 0 . Both p a r t i c l e d e t e c t o r 152 and c a t h o d e 13 2 m ay b emounted t o body p o r t i o n 1 2 0 . I n o n e e m b o d i m e n t , p a r t i c l ed e t e c t o r 1 5 2 m ay e c o n t i g u o u s W i t h c a t h o d e 1 3 2 . I n a n o t h e re m b o d i m e n t , d e t e c t o r 1 5 2 m ay b e i n p r o x i m i t y t o c a t h o d e1 3 2 , s u c h t h a t p a r t i c l e s e m i t t e d f r o m c a t h o d e 1 3 2 m ay o n t a c tp a r t i c l e d e t e c t o r 1 5 2 . F o r e x a m p l e , p a r t i c l e d e t e c t o r 1 5 2 mayb e p o si t i o n e d a d j a c e n t t o c a t h o d e 1 3 2 . A s a n o t h e r e x a m p l e ,p a r t i c l e d e t e c t o r 1 5 2 may e p o s i t i o n e d b e t W e e n c a t h o d e 1 3 2a n d body p o r t i o n 1 2 0 . P a r t i c l e d e t e c t o r 1 5 2 m ay b e u s e d t od e t e c t t h e o c c u r r e n c e o f p a r t i c l e s .

P a r t i c l e d e t e c t o r 15 2 m a y be comprised o f a n o n - m e t a l l i cm a t e r i a l . I n one m p l e m e n t a t i o n , p a r t i c l e d e t e c t o r 15 2 m ay ecomprised o f CR-39 a t e r i a l . CR-39 s a t h e r ' m o s e t r e s i n t h a ti s c h e m i c a l l y r e s i s t a n t t o t h e e l e c t r o l y t e a n d t o e l e c t r o m a gn e t i c n o i s e . CR-39 m ay e c o m m e r c i a l l y o b t a i n e d from Land a u e r . P a r t i c l e d e t e c t o r 1 5 2 may o m p r i s e v a r i o u s s h a p e s . A sa n e x a m p l e , p a r t i c l e d e t e c t o r 1 5 2 may e r e c t a n g u l a r i n s h a p eWith dimensions of l c m > < 2 c m > < l mm. When r a v e r s i n g ap l a s t i c m a t e r i a l s u c h a s C R - 3 9 , p a r t i c l e s c r e a t e a l o n g t h e i ri o n i Z a t i o n t r a c k a r e g i o n t h a t i s m o re s e n s i t i v e t o chemicale t c h i n g t h a n t h e r e s t of h e m a t e r i a l . A f t e r t r e a t m e n t W i t h ane t c h i n g a g e n t , t r a c k s remain s h o l e s o r p i t s t h a t m ay be s e e nW i t h t h e a i d o f a n o p t i c a l m i c r o s c o p e . Th e s i Z e , d e p t h o fp e n e t r a t i o n , a n d s h a p e o f t h e t r a c k s p r o v i d e s i n f o r m a t i o na b o u t t h e m a s s , c h a r g e , e n e r g y , and d i r e c t i o n o f motion o fp a r t i c l e s g e n e r a t e d b y m e t h o d 1 0 . N e u t r a l p a r t i c l e s , l i k e n e ut r o n s , W i l l p r o d u c e k n o c k - o n s , or c h a r g e d p a r t i c l e s r e s u l t i n gfrom h e c o l l i s i o n W i t h t h e n e u t r o n t h a t W i l l l e a v e i o n i Z a t i o nt r a c k s , o r , W i t h s u ? i c i e n t e n e r g y ( e . g . >12 MeV) c a u s e l 2 Cp r e s e n t i n t h e CR-39 r e s i n t o ? s s i o n i n t o 3 c h a r g e d 0 t p a r t i c l e st h a t W i l l l e a v e i o n i Z a t i o n t r a c k s .

M a g n e t s 1 6 0 a n d 1 6 2 may e p o si t i o n e d a d j a c e n t t o b o d yp o r t i o n 1 2 0 s u c h t h a t a m a g n e t i c ? e l d i s c r e a t e d W i t h i n e l e ct r o c h e m i c a l c e l l 10 0 betWeen anode 130 and a t h o d e 13 2 andt h o u g h e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n 1 7 0 . I n some e m b o d i m e n t s , t h em a g n e t i c ? e l d c r e a t e d b e t W e e n m a g n e t s 1 6 0 a n d 1 6 2 may es u f ? c i e n t t o h o l d m a g n e t s 1 6 0 a n d 1 6 2 i n p o s i t i o n a d j a c e n t t ob o d y p o r t i o n 1 2 0 . I n o t h e r e m b o d i m e n t s , m a g n e t s 1 6 0 a n d1 6 2 may e a t t a c h e d t o body o r t i o n 1 2 0 . Magnet 1 6 0 may ep o si t i o n e d a d j a c e n t t o t h e s u r f a c e o f b o d y p o r t i o n 1 2 0 t h a t

2 0

25

3 0

35

40

45

50

55

60

6 5

6c o n t a c t s s u p p o r t 1 5 0 . Magnet 1 6 2 may e p o s i t i o n e d a d j a c e n tt o t h e s u r f a c e o f body p o r t i o n 1 2 0 t h a t c o n t a c t s d e t e c t o r 1 5 2 .M a g n e t s 1 6 0 a n d 1 6 2 may e c o m p r i s e d o f v a r i o u s m a g n e t i cm a t e r i a l s , s u c h a s NeFeB. A s an e x a m p l e , t h e d i m e n s i o n s ofm a g n e t s 160 and 162 may e 1 i n > < l i n > < 0 . 2 5 i n . Magnets 1 6 0a n d 1 6 2 may e c o m m e r c i a l l y o b t a i n e d f r o m Dura Magneti c s , p a r t number NS-l00l0025. A s a n e x a m p l e , t h e e x t e r n a lm a g n e t i c ? e l d c r e a t e d by m a g n e t s 1 6 0 and 1 6 2 may h a v e am a g n e t i c ?ux e t W e e n a b o u t 1 8 0 0 a n d 2200 G a u s s . M a g n e t s160 and 162 m a y be per manent magnets o r m a y be e l e c t r om a g n e t s .

FIG. 5 i l l u s t r a t e s a c r o s s - se c t i o n vieW o f a c e l l 11 0 d u r i n ga c o - d e p o s i t i o n p r o c e s s . A s s h o W n , c e l l 11 0 i s c o n n e c t e d t opoWer s u p p l y 1 4 0 a n d i n c l u d e s e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n 1 7 0t h e r e i n . E l e c t r o l y t i c s o l u t i o n 1 7 0 m ay c o m p r i s e a s o l u b l em e t a l l i c s a l t ( n o t s h o W n ) h a v i n g a ? r s t m e t a l , s u c h a s p a l l ad i u m , a n d a s u p p o r t i n g e l e c t r o l y t e ( n o t s h o W n ) , W h e r e i n t h ep a l l a d i u m and c h l o r i n e a r e combined t o form a p a l l a d i u mc h l o r i d e c o m p l e x a n i o n , P d C l 4 _ . T h e p a l l a d i u m c h l o r i d ec o m p l e x a n i o n may e d i s s o l v e d i n h e a v y W a t e r ( D 2 0 ) ( n o ts h o W n ) , W i t h t h e p a l l a d i u m a b s o r b i n g d e u t e r i u m 1 7 4 When na reduced s t a t e . The s u p p o r t i n g e l e c t r o l y t e m a y i n c l u d e ani o n i Z a b l e s a l t t o i n c r e a s e s ol u t i o n c o n d u c t i v i t y . E x a m p l e s o fi o n i Z a b l e s a l t s may i n c l u d e : a l k a l i m e t a l c h l o r i d e s , n i t r a t e s ,a n d p e r c h l o r a t e s . I n o n e e m b o d i m e n t , e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n17 0 m a y e comprised o f a m e t a l l i c s a l t s u c h a s 0 . 0 5 M dCl2an d a s a l t such a s 0 . 3 M iCl d i s s o l v e d i n 9 9 . 9 p e r c e n t p u r eh e a v y W a t e r . D u r i n g t h e c o - d e p o s i t i o n p r o c e s s , m e t a l 1 7 2i n f u s e d W i t h d e u t e r i u m 17 4 may be e p o s i t e d on a t h o d e 1 3 2 ,W h i l e oxygen 17 6 a c c u m u l a t e s around anode 1 3 0 .

FIG. 6 i l l u s t r a t e s a c r o s s- s e c t i o n vieW of an embodiment ofa s y s t e m 2 0 0 f o r g e n e r a t i n g p a r t i c l e s u s i n g a n e x t e r n a l e l e ct r i c ? e l d . System 200 m a y i n c l u d e a n e l e c t r o c h e m i c a l c e l l2 1 0 , poWer s u p p l y 2 4 0 , a n d e x t e r n a l e l e c t r o d e s 2 6 0 a n d 2 6 2 .C e l l 210 may i n c l u d e a body p o r t i o n 2 2 0 a n d a t o p p o r t i o n2 2 2 . T o p p o r t i o n may c o n t a i n a n o pe n i n g 2 2 4 ( n o t s h o W n )t h e r e i n Where a n anode 2 3 0 may e p a s s e d t h e r e t h r o u g h , anda l s o an o p e n i n g 226 ( n o t shoWn) Where c a t h o d e 2 32 m ay ep a s s e d t h e r e t h r o u g h . T o p p o r t i o n 2 2 2 may a l s o c o n t a i n a no p e n i n g 2 2 8 ( n o t s h o W n ) f o r v e n t i n g p u r p o s e s . C e l l 2 1 0 mayb e r e c t a n g u l a r , s q u a r e , c y l i n d r i c a l , o r v a r i o u s o t h e r s h a p e s a sr e c o g n i Z e d i n t h e a r t . C e l l 210 m ay e c o m p r i s e d o f v a r i o u sn o n - m e t a l l i c m a t e r i a l s , s u c h a s b u t y r a t e . Anode 230 and a t hode 232 m ay e c o n n e c t e d t o poWer s u p p l y 2 4 0 . PoWer s u pp l y 240 m a y be a p o t e n t i o s t a t o r a g a l v a n o s t a t . An ode 23 0 sa t t a c h e d t o a s u p p o r t 2 5 0 . Cathode 2 3 2 may e coupled t o ap a r t i c l e d e t e c t o r 254 h a t i s a t t a c h e d t o a s u p p o r t 2 5 6 . P a r t i c l ed e t e c t o r 2 54 m ay e comprised o f a n o n - c o n d u c t i v e m a t e r i a l .I n o n e i m p l e m e n t a t i o n , p a r t i c l e d e t e c t o r 2 5 4 i s c o m p r i s e d o fCR-39 m a t e r i a l .

E l e c t r o d e s 2 6 0 a n d 2 6 2 may e p o si t i o n e d a d j a c e n t t o bodyp o r t i o n 2 20 s u c h t h a t a n e l e c t r i c ? e l d m a y be r e a t e d betWeenanode 230 and c a t h o d e 2 3 2 . I n some embodiments, e l e ct r o d e s 2 6 0 a n d 2 6 2 m ay e s e c u r e d t o body p o r t i o n 2 2 0 by a na d h e s i v e . E l e c t r o d e s 260 and 262 a r e p o s i t i o n e d a d j a c e n t t ot h e s u r f a c e o f b o d y p o r t i o n 2 2 0 p e r p e n d i c u l a r t o a n o d e 2 3 0and c a t h o d e 2 3 2 . E l e c t r o d e s 260 and 262 may e c o m p r i s e do f v a r i o u s c o n d u c t i v e m a t e r i a l s a s r e c o g n i Z e d by one W i t ho r d i n a r y s k i l l i n t h e a r t , s u c h a s c o p p e r . A s a n e x a m p l e ,e l e c t r o d e s 260 and 262 m a y be l e s s t h a n one i n c h i n d i a m e t e r .E l e c t r o d e 2 6 0 may b e c o n n e c t e d t o a r e g u l a t e d h i g h v o l t a g es o u r c e 2 64 v i a W i r e 2 6 6 , Whereas e l e c t r o d e 262 m a y bec o n n e c t e d t o r e g u l a t e d h i g h v o l t a g e s o u r c e 2 6 4 v i a W i r e 2 6 8 .W i r e s 266 and 268 m ay c o m p r i se a n y s u i t a b l e e l e c t r i c a l W i r ea s r e c o g n i Z e d by o n e W i t h o r d i n a r y s k i l l i n t h e a r t . Anexample o f a v o l t a g e s o u r c e 264 t h a t m ay be u t i l i Z e d W i t hs y s t e m 200 i s v o l t a g e s o u r c e model 4 3 3 0 , Which m ay b e


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U S 8 , 4 1 9 , 9 1 9 B17

c o m m e r c i a l l y o b t a i n e d from EMCO. o l t a g e s o u r c e 264 mayb e u s e d t o a p p l y 6000V DC W i t h a b o u t 6% AC o m p o n e n t )a c r o s s e l e c t r o d e s 2 60 and 2 6 2 .

E l e c t r o c h e m i c a l c e l l 2 10 i n c l u d e s a n e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n2 7 0 . E l e c t r o l y t i c s o l u t i o n 270 m ay c o m p r i s e a m e t a l l i c s a l th a v i n g a ? r s t m e t a l t h a t s u b s t a n t i a l l y a b s o r b s d e u t e r i u m Wheni n a r e d u c e d s t a t e ( n o t s h o W n ) , a n d a s u p p o r t i n g e l e c t r o l y t e( n o t s h o W n ) , e a c h d i s s o l v e d i n h e a v y W a t e r ( n o t s h o W n ) . A san e x a m p l e , t h e m e t a l l i c s a l t m ay be s e l e c t e d from h e g r o u po f t r a n s i t i o n m e t a l s , s u c h a s p a l l a d i u m . I n o n e embodiment,Where t h e deuterium atoms bind t o one another t o c r e a t ed e u t e r i u m g a s , t h e r e d u c e d d e u t e r i u m a b s o r b i n g m e t a l 2 7 2 ,s u c h a s p a l l a d i u m , a b s o r b s d e u t e r i u m 2 7 4 . I n a n o t h e rembodiment, d e u t e r i u m atoms c o l l e c t on h e s u r f a c e of a t hode 232 and e n t e r i n t o t h e l a t t i c e o f d e u t e r i u m a b s o r b i n gmetal 2 7 2 When i n a reduced s t a t e . I n one i m p l e m e n t a t i o n ,e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n 2 7 0 c o m p r i s e s 2 0 - 2 5 mL o l u t i o n o f 0 . 0 3M a l l a d i u m c h l o r i d e and 0 . 3 M i t h i u m c h l o ri d e i n d e u t e ra t e d W a t e r .

R e f e r r i n g t o FIGS. 7A-7C, F I G . 7A hoWs a f r o n t vieW o fone s i d e o f an embodiment of system 1 0 0 , i l l u s t r a t i n g anembodiment o f t h e c a t h o d e 1 3 2 . A s s h o W n , c a t h o d e 1 3 2 i sa t t a c h e d t o d e t e c t o r 15 2 . I n t h i s i m p l e m e n t a t i o n , c a t h o d e 13 2c o n s i s t s of a W i r e 1 3 4 . A s an example o f a commerciallya v a i l a b l e W i r e 1 3 4 , may b e o b t a i n e d f r o m A l d r i c h , A u W i r ep a r t number 326534 o r P t W i r e p a r t number 3 4 9 4 0 2 . Thec a t h o d e m a y be 0 . 2 5 mm n d i a m e t e r , and be 3 cm n l e n g t h .FIG. 7B l l u s t r a t e s a f r o n t vieW of one s i d e of an embodimento f s y s t e m 1 0 0 , i l l u s t r a t i n g a n o t h e r e m b o d i m e n t o f c a t h o d e1 3 2 . A s s h o W n , c a t h o d e 13 2 s a t t a c h e d t o d e t e c t o r 1 5 2. I n t h i simplementation, cathode 13 2 i s form ed a s a s c r e e n 1 3 8 .S c r e e n 13 8 m a y s e r v e t o i n c r e a s e t h e s u r f a c e a r e a f o r p a r t i c l ee m i s s i o n . S c r e e n 1 3 8 may b e c o m p r i se d o f v a r i o u s m e t a l l i cm a t e r i a l s , s u c h a s N i , C u , Ag, andAu. A s n e x a m p l e , a s c r e e n1 3 8 c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e f r o m D e l k e r , p a r t number 3 N i5 - 0 7 7 , i s c o m p r i s e d o f n i c k e l , i s 3 cm n s i Z e , h a s a t h i c k n e s sof 0 . 0 8 m m , and h a s e y e l e t d i m e n s i o n s of 1 . 5 mm>l) i s o b t a i n e d W i t h i n s e c o n d s .T h e s e e x p e r i m e n t s a l s o i n d i c a t e t h e e x i s t e n c e o f a D; p ec i e s W i t h i n t h e Pd l a t t i c e . Because an e v e r expanding e l e ct r o d e s u r f a c e i s c r e a t e d , n o n - s t e a d y s t a t e c o n d i t i o n s a r ea s s u r e d , t h e c e l l g e o m e t r y i s s i m p l i ? e d b e c a u s e t h e r e i s nol o n g e r a need f o r a uniform c u r r e n t d i s t r i b u t i o n on t h e c a t ho d e , a n d l o n g c h a r g i n g t i m e s t o a c h i e v e h i g h d e u t e r i u m l o a di n g s a r e e l i m i n a t e d .

U s i n g t h e P d /D o - d e p o s i t i o n p r o c e s s , r a d i a t i o n e m i s s i o nand t r i t i u m p r o d u c t i o n Were d o c u m e n t e d . The r e s u l t s i n d ic a t e d t h a t t h e r e a c t i o n s Were n u c l e a r i n o r i g i n a n d t h a t t h e yo c c u r r e d i n t h e s u b s u r f a c e . To e n h a n c e t h e s e s u r f a c e e f f e c t s ,e x p e r i m e n t s Were conducted i n t h e p r e s e n c e o f e i t h e r ane x t e r n a l e l e c t r i c o r m a g n e t i c ? e l d . SEM n a l y s i s shoWed h a t

2 0

25

3 0

35

40

45

50

55

60

6 5

8When p o l a r i Z e d A u/ d /D l e c t r o d e Wa s exposed o an x t e rn a l e l e c t r i c ? e l d , s i g n i ? c a n t m o r p h o l og i c a l c h a n g e s W e r eo b s e r v e d . T h e s e c h a n g e s r a n g e d f r o m r e - o r i e n t a t i o n a n d / o rs e p a r a t i o n o f W e a k l y c o n n e c t e d g l o b u l e s , t h r o u g h f o r m se x h i b i t i n g m o l t e n - l i k e f e a t u r e s . EDX n a l y s i s o f t h e s e f e at u r e s shoWed h e p r e s e n c e o f a d d i t i o n a l e l e m e n t s ( i n an l e ct r i c ? e l d A l , M g , C a , S i , a n d Z n ; i n a m a g n e t i c ? e l d F e , C r , N i ,a n d Z n ) t h a t c o u l d n o t b e e x t r a c t e d f r o m c e l l components a n dd e p o s i t e d on d i s c r e t e s i t e s .

To v e r i f y t h a t t h e ne W e l e m e n t s observed on t h e c a t h o d e sWere n u c l e a r i n o r i g i n , t h e Pd/D c o - d e p o s i t i o n Wa s done i nt h e p r e s e n c e of CR-39 e t e c t o r . CR-39 s a p o l y a l l y d i g l y c olc a r b o n a t e polymer h a t i s W i d e l y used s a s o l i d s t a t e n u c l e a rt r a c k d o s i m e t e r c h i p . When r a v e r s i n g a p l a s t i c m a t e r i a l s u c ha s C R - 3 9 , c h a r g e d a r t i c l e s c r e a t e a l o n g t h e i r i o n i Z a t i o n t r a c ka r e g i o n t h a t i s more s e n s i t i v e t o c h e m i c a l e t c h i n g t h a n t h er e s t o f t h e b u l k . A f t e r t r e a t m e n t W i t h an e t c h i n g a g e n t , t r a c k sremain a s h o l e s o r p i t s an d t h e i r s i Z e an d shape can be m eas u r e d .

I t s h o u l d b e n o t e d t h a t , i n t h e a r e a o f modern d o s i m e t r y ,CR-39 d o s i m e t e r c h i p s a r e t h e most f ? c i e n t d e t e c t o r s f or t h ed e t e c t i o n o f l i g h t p a r t i c l e s ( a l p h a s or p r o t o n s ) . E x p e r i m e n t sWere conducted i n Which i t h e r a Ni s c r e e n o r Au / A g / t WireWas Wrapped around a C R- 39 c h i p and Wa s t h e n used a s t h es u b s t r a t e f o r t h e Pd/D c o - d e p o s i t i o n . A f t e r t h e Pd Wa s co mp l e t e l y p l a t e d o u t , t h e c e l l Wa s e x p o s e d t o e i t h e r a n e x t e r n a le l e c t r i c o r m a g n e t i c ? e l d . The e x p e r i m e n t Wa s t e r m i n a t e da f t e r tWo d a y s and h e CR-39 c h i p Wa s e t c h e d u s i n g s t a n d a r dp r o t o c o l s ( 6 . 5 NNaOH t 7 0 0 C . f o r 6 - 7 h r s ) . A f t e r e t c h i n g ,t h e c h i p Wa s examined under a m i c r o s c o p e .T h e P d / D c o - d e p o s i t i o n g e n e r a t e d p i t s i n CR-39 h a v e t h esame r o p e r t i e s a s t h o s e c r e a t e d by u c l e a r p a r t i c l e s a s shoWni n FIGS. 8A nd 8 B . FIGS. 8A nd 8B a r e m i c r o p h o t o g r a p h s300 and 4 0 0 , r e s p e c t i v e l y , o f t r a c k s i n CR-39 d u e t o a n a l p h as o u r c e . When h e microscope o p t i c s a r e focused on t h e s u rf a c e of h e d e t e c t o r , a s shoWn i n F I G . 8A , t can be s e e n t h a tt h e t r a c k s 3 1 0 a r e s y m m e t r i c a l i n s h a p e a n d d a r k i n c o l o r .When h e m i c r o s c o p e o p t i c s a r e f o c u s e d i n s i d e t h e p i t s 4 1 0 ,a s shoWn i n F I G . 8 B , b r i g h t s p o t s 42 0 a r e o b s e r v e d . T r a c k sh a v e a c o n i c a l s h a p e . Th e b r i g h t s p o t 4 2 0 i s c a u s e d b y t h ebottom o f t h e t r a c k a c t i n g l i k e a l e n s When t h e d e t e c t o r i sb a c k l i t . T h e d a r k , s y m m e t r i c a l s h a p e s W i t h b r i g h t s p o t s a tt h e i r c e n t e r s a r e d i a g n o s t i c o f n u c l e a r g e n e r a t e d t r a c k s .

F I G S . 8C a n d 8D shoW m i c r o p h o t o g r a p h s 500 a n d 6 0 0 ,r e s p e c t i v e l y , o f P d / D c o - d e p o s i t i o n g e n e r a t e d t r a c k s 5 1 0 a n d6 1 0 o b t a i n e d by f o c u s i n g t h e m i c r o s c o p e o p t i c s o n t h e s u rf a c e and h e bottom o f h e p i t s , r e s p e c t i v e l y . I t can be s e e n t h a tt h e Pd/D c o - d e p o s i t i o n g e n e r a t e d t r a c k s a r e d a r k and symm e t r i c a l i n s h a p e , W i t h b r i g h t s p o t s 5 2 0 a n d 6 2 0 , r e s p e c t i v e l y ,i n s i d e t h e m .

F I G S . 9 A and 9B shoW i m a g e s t a k e n o f h e CR-39 d e t e c t o ra f t e r a Pd/D c o - d e p o s i t i o n e x p e r i m e n t i n a m a g n e t i c ? e l d .F I G . 9A l l u s t r a t e s a magni?ed image 700 of CR-39 t a k e na f t e r a Pd/D c o - d e p o s i t i o n e x p e r i m e n t i n a m a g n e t i c ? e l d i na c c o r d a n c e W i t h an embodiment of h e system and methodf o r g e n e r a t i n g p a r t i c l e s . F I G . 9B l l u s t r a t e s a f u r t h e r magni? e d i m a g e o f i m a g e 7 0 0 .

The e l e c t r o d e s u b s t r a t e used t o c r e a t e t h e s e images i s a0 . 2 5 mm i a m e t e r A g W i r e . V i s i b l e i n s p e c t i o n o f t h e CR-39c h i p shoWed cloudy a r e a Where h e e l e c t r o d e s u b s t r a t e Wa si n c l o s e p r o x i m i t y t o t h e CR-39 e t e c t o r . The l o u d y a r e a 710shoWn n F I G . 9A s a p p r o x i m a t e l y 0 . 5 mm ide and 4 . 6 mml o n g . The a c t t h a t t h e c l o u d y a r e a Was o n l y o b s e r v e d Wheret h e d e t e c t o r Wa s i n c l o s e p r o x i m i t y t o t h e c a t h o d e i n d i c a t e st h a t t h e c a t h o d e h a s c a u s e d t h e c l o u d i n e s s . Th e 5 0 0 > < magni? c a t i o n o f t h e c e n t e r of t h e c l o u d y a r e a shoWn i n F I G . 9Bi l l u s t r a t e s t h e p r e s e n c e o f numerous o v e r l a p p i n g t r a c k s 7 2 0 ,


17/18

U S 8 , 4 1 9 , 9 1 9 B19

b o t h l a r g e and s m a l l . The number of r a c k s i s f a r more h a n a r eo b s e r v e d i n l a s e r f u s i o n e x p e r i m e n t s ( t y p i c a l l y DD r D T ) .

F I G S . 10A and 10B show a s i d e - b y - s i d e c o m p a r i s o n o ff e a t u r e s o b s e r v e d When h e d e t e c t o r i s e x p o s e d t o d e p l e t e d Uan d a d e t e c t o r t h a t ha s undergone exposure t o a Pd/D od e p o s i t i o n e x p e r i m e n t i n t h e p r e s e n c e o f a n e x t e r n a l e l e c t r i c? e l d . F I G . 10A l l u s t r a t e s a magni?ed image 80 0 of CR-39d e t e c t o r e x p o s e d t o d e p l e t e d u r a n i u m . F I G . 10B l l u s t r a t e s amagni?ed image 90 0 o f a CR-39 d e t e c t o r e x p o s e d t o a Pd/Dc o - d e p o s i t i o n e x p e r i m e n t p e r f o r m e d on a A u W i r e i n t h ep r e s e n c e of 6000V x t e r n a l e l e c t r i c ? e l d i n accordance Witht h e d i s c l o s e d s u b j e c t m a t t e r . S i n c e t h e f e a t u r e s l o o k t h e s a m e ,a n d s i n c e d e p l e t e d Uranium s g i v i n g o f f a l p h a s , i t s t a n d s t or e a s o n t h a t t h e f e a t u r e s o b s e r v e d f o r t h e c o - d e p o s i t i o n e x p e r iment r e a l s o due o h i g h e n e r g y p a r t i c l e s . These a r t i c l e s canbe e i t h e r a l p h a s , p r o t o n s , o r n e u t r o n s.

I t s h o u l d be o t e d t h a t i n t h e a b s e n c e of an x t e r n a l e l e c t r i c /magnetic ? e l d , When Ni s c r e e n i s used a s t h e c a t h o d e , not r a c k s a r e observed on h e C R- 39 c h i p , a s shoWn i n FIG. 1 1 .FIG. 11 i l l u s t r a t e s an image 1000 of CR-39 d e t e c t o r i n d ic a t i n g X - r a y e m i s s i o n , i n a c c o r d a n c e W i t h a n embodiment o ft h e s y s t e m a n d method f o r g e n e r a t i n g p a r t i c l e s . I n s t e a d o ft r a c k s , t h e i m p r e s s i o n of h e e l e c t r o d e s u b s t r a t e i s o b s e r v e d i nt h e CR-39 d e t e c t o r Which a s b e e n c a u s e d by h e e m i s s i o n o fs o f t X - r a y s f r o m t h e c a t h o d e .

The s i Z e o f t h e t r a c k s i s p r o p o r t i o n a l t o t h e e n e r g y o f t h ep a r t i c l e t h a t c r e a t e d t h e t r a c k . I t h a s b e e n o b s e r v e d t h a t t h ee n e r g y o f t h e p a r t i c l e s c r e a t e d i n t h e s e e x p e r i m e n t s c a n b ec o n t r o l l e d by t h e e l e c t r o d e s u b s t r a t e . W hen t h e P d /D od e p o s i t i o n r e a c t i o n i s done on a l i g h t Z m a t e r i a l s u c h a s N i ,t h e p a r t i c l e s a r e s m a l l and homogeneous i n s i Z e , a s shoWn i ni m a g e 1 1 0 0 shoWn n F I G . 1 2 A . H o we v e r , When h e r e a c t i o ni s done on a h i g h e r Z m a t e r i a l , s u c h a s Ag, Au, o r P t , b o t hl a r g e and s m a l l p a r t i c l e s a r e o b s e r v e d , a s shoWn n F I G S . 9 A ,9 B , 1 0 B , 1 2 A , a n d i m a g e 1 2 0 0 shoWn i n F I G . 1 2 B .

F I G . 1 3 A shoWs an SEM mage 1300 o f t h e Pd d e p o s i t onAu o i l t h a t h a s been x p o s e d t o a m a g n e t i c ? e l d . The o r e n t zl i n e s o f h e m a g n e t i c ? e l d h a v e c a u s e d t h e Pd i c r o - g l o b u l e st o form t a r - l i k e f e a t u r e s . F I G S . 13B-13D shoW m a g e s 1 4 0 0 ,1 5 0 0 , and 1 6 0 0 , r e s p e c t i v e l y , t a k e n o f a CR-39 d e t e c t o r a f t e ra Pd/D c o - d e p o s i t i o n e x p e r i m e n t i n a m a g n e t i c ? e l d u s i n g aA g W i r e c a t h o d e . F I G . 13 B shoWs t h a t t h e t r a c k s c o i n c i d eW i t h t h e Pd e p o s i t i n d i c a t i n g t h a t t h e Pd e p o s i t i s t h e s o u r c eo f t h e t r a c k s . F I G S . 13C a n d 13 D shoW magni?ed i m a g e s o ft h e t r a c k s . Th e t r a c k s v a r y i n s i Z e i n d i c a t i n g t h a t p a r t i c l e s o fd i f f e r e n t t y p e s a n d e n e r g i e s a r e b e i n g p r o d u c e d .

S p e c i ? c E x a m p l eM a t e r i a l s

P a l l a d i u m c h l o r i d e ( 9 9 % , A l d r i c h ) , l i t h i u m c h l o r i d e ( a n al y t i c a l g r a d e , M a l l i n c k r o d t ) , d e u t e r a t e d W a t e r ( 9 9 . 9 % D , A l dr i c h ) , 0 . 2 5 mm i a m e t e r g o l d W i r e ( 9 9 . 9 % , A l d r i c h ) , 0 . 5 mmd i a m e t e r s i l v e r W i r e ( 9 9 . 9 % A l d r i c h ) , 0 . 2 5 mm i a m e t e rp l a t i n u m W i r e ( 9 9 . 9 % , A l d r i c h ) , n i c k e l s c r e e n ( D e l k e r , 0 . 3 5mm h i c k a n d e y e l e t d i m e n s i o n s o f 3 mm> < 1 i n > < 0 . 2 5 i n p e r m a n e n t NdFeB m a g n e t s ( a v a i l a b l e f r o mDura M a g n e t i c s ) h o l d them n p l a c e on i t h e r s i d e o f t h e c e l l ,a s shoWn n F I G S . 4 and . The s t r e n g t h o f t h e m a g n e t i c ? e l di s on t h e o r d e r o f 2000 G a u s s . A f t e r t h e p a l l a d i u m h a s beene l e c t r o c h e m i c a l l y p l a t e d o u t a n d t h e e x t e r n a l ? e l d h a s b e e na p p l i e d , t h e c a t h o d i c c u r r e n t i s i n c r e a s e d t o 1 mA o r 2 h , 2mAfor6h, 5mAfor24h, 10mAfor 24 , 2 5 mAfor24 ,50 mA o r 24 , 7 5 mA o r 2 4 h , and 1 0 0 mA o r 24 .Summary o f R e s u l t s

With a Ni s c r e e n cathode and no e x t e r n a l ? e l d , t h e r e i sX - r a y e m i s s i o n ( s e e F I G . 1 1 ) . T h e r e a r e c h a r g e d p a r t i c l e ss e e n ( a l p h a s and p r o t o n s ) When an e x t e r n a l e l e c t r i c o r magn e t i c ? e l d i s a p p l i e d . F o r c a t h o d e s made o f h i g h e r Z a t e r i a l s( A g , A u , P t ) , c h a r g e d p a r t i c l e s a r e o b t a i n e d i n t h e a b s e n c e o fan e x t e r n a l ? e l d . Tracks a r e observed o n t h e back of t h eCR-39 Which i s i n d i c a t i v e o f n e u t r o n g e n e r a t i o n . The neut r o n s produced can have v a r i o u s e n e r g y l e v e l s . B e s i d e s t h ee m i s s i o n o f a l p h a s , p r o t o n s , s o f t X - r a y s , a n d n e u t r o n s , t h ec e l l s a l s o p r o d u c e t r i t i u m , gammas, a n d b e t a s .A u mma ry of some e c e s s a r y c o n d i t i o n s t o o b t a i n p i t s a r e

c o n t a i n e d i n T a b l e 1 shoWn b e l o W . The column l a b e l e d E x p e r i m e n t i n d i c a t e s t h e t y p e o f c a t h o d e u s e d , W h i l e t h e F i e l d column i n d i c a t e s Whether an e l e c t r i c o r magnetic? e l d Was u s e d . U n l e s s o t h e r w i s e i n d i c a t e d , Pd/D c o - d e p o s it i o n W a s p e r f o r m e d u s i n g L i C l a n d D 2 0 .

TABLEE x p e r i m e n t F i e l d R e s u l tNi s c r e e n None No i t s , se e i m p r e s s i o n o f Ni

screenNi s c r e e n E o r B P i t s i n p a t c h e sA g i r e N o n e , E , or B H i g h d e n s i t y o f i t s

Au r P t W i r e E o r B High d e n s i t y o f p i t sA g , KCI E o r B H i g h d e n s i t y o f p i t sA g , H 2 O E o r B P i t s , l e s s d e n s e t h a n D 2 0

Pd W i r e , no c o - d e p E o r B P i t s i n p a t c h e sC u C l 2 i n p l a c e o f P d C l 2 N o n e , E , o r B No i t s

A d d i t i o n a l l y , T a b l e 2 shoWn beloW r e p r e s e n t s a summaryo f e x p e r i m e n t s p e r f o r m e d t o d e t e r m i n e i f t h e CR-3 p i t s Weredue t o c o n t a m i n a t i o n o r e l e c t r o l y s i s .

TABLEE x p e r i m e n t R e s u l tP l a c e P d C l 2 poWder o n s u r f a c e ofCR-39 No i t sI m m e r s e CR-39 n PdCIZiLiCIiDZO No i t sWrap c a t h o d e s u b s t r a t e s a r o u n d CR-39 No i t sE l e c t r o l y s i s u s i n g N i s c r e e n a n d LiCIiDZO No i t s

Many m o d i ? c a t i o n s a n d v a r i a t i o n s o f t h e s y s t e m a n dm e t h o d f o r g e n e r a t i n g p a r t i c l e s a r e p o s s i b l e i n l i g h t o f t h ea b o v e d e s c r i p t i o n . T h e r e f o r e , W i t h i n t h e s c o p e o f t h ea p p e n d e d c l a i m s , t h e s y s t e m a n d m e t h o d f o r g e n e r a t i n g p a rt i c l e s m ay b e p r a c t i c e d o t h e r W i s e t h a n a s s p e c i ? c a l l yd e s c r i b e d . F u r t h e r , t h e s c o p e o f h e c l a i m s i s n o t l i m i t e d t o t h ee m b o d i m e n t s a n d i m p l e m e n t a t i o n s d i s c l o s e d h e r e i n , b u te x t e n d s t o o t h e r embodiments and i m p l e m e n t a t i o n s a s m a yb e c o n t e m p l a t e d b y t h o s e W i t h o r d i n a r y s k i l l i n t h e a r t .


18/18

U S 8 , 4 1 9 , 9 1 9 B11 1

We l a i m :1 . A ethod c o m p r i s i n g t h e s t e p s o f :s u p p l y i n g m o re t h a n one c u r r e n t l e v e l s , each c u r r e n t l e v e l

n o t e x c e e d i n g a b o u t 50 0 u A , t o t h e a n o d e and h e c a t hode of an l e c t r o c h e m i c a l c e l l a c c o r d i n g t o a ? r s t c h a r gi n g p r o ? l e , W h e r e i n t h e e l e c t r o c h e m i c a l c e l l c o m p r i s e s :a b o d y p o r t i o n ,a n e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n , c o n t a i n e d W i t h i n t h e body p o rt i o n , c o m p r i s i n g a m e t a l l i c s a l t , c o m p r i s i n g p a l l a

d i u m , a n d a s u p p o r t i n g e l e c t r o l y t e , e a c h d i s s o l v e d i nh e a v y W a t e r ,

a c a t h o d e immersed i n t h e e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n and e rt i c a l l y d i s p o s e d a d j a c e n t t o a ? r s t s i d e o f t h e bodyp o r t i o n , t h e c a t h o d e c o m p r i s i n g a m e t a l t h a t d o e s n o ts u b s t a n t i a l l y a b s o r b d e u t e r i u m a n d i s s t a b l e i n t h ee l e c t r o l y t i c s o l u t i o n When t h e c a t h o d e i s p o l a r i Z e d ,and

a n anode immersed i n t h e e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n a p a r tf r o m t h e c a t h o d e a n d v e r t i c a l l y d i s p o s e d a d j a c e n t t o as e c o n d s i d e o f t h e b o d y p o r t i o n , t h e s e c o n d s i d el o c a t e d o p p o s i t e t h e ? r s t s i d e , W h e r e i n t h e a n o d e i ss t a b l e i n t h e e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n When t h e a n o d e i sp o l a r i z e d ; a n dm a i n t a i n i n g each of t h e s u p p l i e d m or e t h a n one c u r r e n t

l e v e l s a t a g e n e r a l l y c o n s t a n t l e v e l d u r i n g t h e ? r s t c h a r gi n g p r o ? l e s u c h t h a t d e p o s i t i o n o f p a l l a d i u m o n t h ec a t h o d e o c c u r s i n t h e p r e s e n c e o f e v o l v i n g d e u t e r i u mg a s d u r i n g e l e c t r o l y s i s o f h e e l e c t r o l y t i c s o l u t i o n .2 . The method o f c l a i m 1 , W h e r e i n t h e m e t a l i s s e l e c t e d

f r o m t h e g r o u p o f e t a l s c o n s i s t i n g o f i c k e l , g o l d , s i l v e r , a n dp l a t i n u m , a n d t h e i r a l l o y s .

3 . The method o f c l a i m 1 , W h e r e i n t h e c a t h o d e i s formed sa f o i l .4 . The method o f c l a i m 1 , W h e r e i n t h e s t e p o f s u p p l y i n gm o re h a n one u r r e n t l e v e l s , each u r r e n t l e v e l n o t exceedinga b o u t 500 HA, t o t h e anode and t h e c a t h o d e o f an e l e c t r oc h e m i c a l c e l l a c c o r d i n g t o a ? r s t c h a r g i n g p r o ? l e i n c l u d e s t h e

25

3 0

35

1 2s t e p s o f s u p p l y i n g a c u r r e n t o f a b o u t 1 0 0 HA o t h e anode andt h e c a t h o d e f o r a t i m e p e r i o d o f a b o u t t W e n t y - f o u r h o u r s ,s u p p l y i n g a c u r r e n t o f a b o u t 200 HA o t h e anode and t h ec a t h o d e f o r a t i m e p e r i o d o f a b o u t f o r t y - e i g h t h o u r s a n ds u p p l y i n g a c u r r e n t o f a b o u t 500 HA o t h e anode and t h ec a t h o d e u n t i l d e p o s i t i o n o f m e t a l l i c i o n s on t h e c a t h o d e t e rm i n a t e s .

5 . The method o f c l a i m 1 , W h e r e i n t h e m e t a l c o m p r i s e sn i c k e l and t h e cathode i s form ed a s a s c r e e n .

6 . The method o f c l a i m 5 f u r t h e r c o m p r i s i n g t h e s t e p s o f :e x p o s i n g t h e e l e c t r o c h e m i c a l c e l l t o a n e x t e r n a l m a g n e t i c

? e l d a f t e r t h e t e r m i n a t i o n o f t h e d e p o s i t i o n o f t h e p a l l adium on h e c a t h o d e ; and

s u p p l y i n g c u r r e n t t o t h e a n o d e a n d t h e c a t h o d e a c c o r d i n gt o a s e c o n d c h a r g i n g p r o ? l e d u r i n g t h e e x p o s u r e o f t h ee l e c t r o c h e m i c a l c e l l t o t h e e x t e r n a l m a g n e t i c ? e l d .7 . The method o f c l a i m 6 , W h e r e i n t h e s t e p o f s u p p l y i n g

c u r r e n t t o t h e anode and t h e c a t h o d e a c c o r d i n g t o a secondc h a r g i n g p r o ? l e i n c l u d e s t h e s t e p s o f :

s u p p l y i n g a c u r r e n t of a b o u t 1 mA o t h e anode and t h ec a t h o d e f o r a t i m e p e r i od o f a b o u t tW o h o u r s ;

s u p p l y i n g a c u r r e n t of a b o u t 2 mA o t h e anode and t h ec a t h o d e f o r a t i m e p e r i o d o f a b o u t si x h o u r s ;s u p p l y i n g a c u r r e n t of a b o u t 5 mA o t h e anode and t h ec a t h o d e f o r a t i m e p e r i o d o f a b o u t t W e n t y - f o u r h o u r s ;

s u p p l y i n g a c u r r e n t of b o u t 1 0 mA o t h e anode and t h ec a t h o d e f o r a t i m e p e r i o d o f a b o u t t W e n t y - f o u r h o u r s ;

s u p p l y i n g a c u r r e n t of b o u t 25 mA o t h e anode and t h ec a t h o d e f o r a t i m e p e r i o d o f a b o u t t W e n t y - f o u r h o u r s ;

s u p p l y i n g a c u r r e n t of b o u t 50 mA o t h e anode and t h ec a t h o d e f o r a t i m e p e r i o d o f a b o u t t W e n t y - f o u r h o u r s ;

s u p p l y i n g a c u r r e n t o f a b o u t 7 5 mA o t h e anode and t h ec a t h o d e f o r a t i m e p e r i o d o f a b o u t t W e n t y - f o u r h o u r s ;and

s u p p l y i n g a c u r r e n t of b o u t 10 0 mA o t h e anode and h ec a t h o d e f o r a t i m e p e r i o d o f a b o u t t W e n t y - f o u r h o u r s .

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System and method for generating particles

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