JP2003130977A - Molten lithium nuclear fusion reaction generation method and molten lithium nuclear fusion energy generation apparatus - Google Patents
Molten lithium nuclear fusion reaction generation method and molten lithium nuclear fusion energy generation apparatusInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液体金属リチウム
を核燃料及び触媒溶剤として行う核融合反応により、得
られる溶融リチウム核融合反応生成方法及び溶融リチウ
ム核融合エネルギー発生装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a molten lithium nuclear fusion reaction producing method and a molten lithium nuclear fusion energy generation device obtained by a nuclear fusion reaction using liquid metal lithium as a nuclear fuel and a catalyst solvent.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から今日まで核融合反応の実用に十
分な高密度のイオン・電子プラズマは未だ実現していな
い。このようなことから、本出願人は、特願2001−
00156において「溶融リチウム核融合反応発生方法
及び核融合エネルギー供給装置」を、特願2001−1
77670において「核融合発電方法および核融合発電
装置」を、特願2001−216026において「非熱
核融合発電方法および非熱核融合発電装置」を発明し
た。これらの先願発明では、既存の手段によって、前記
の高密度のイオン・電子プラズマの達成が可能であり、
これを利用したエネルギー供給装置の構成例が紹介され
ている。2. Description of the Related Art Up to now, a high density ion / electron plasma sufficient for practical use of nuclear fusion reaction has not been realized. Therefore, the applicant of the present invention has filed a patent application 2001-
[00156] Japanese Patent Application No. 2001-1 for "Method of generating molten lithium fusion reaction and fusion energy supply device" in 00156.
Invented "nuclear fusion power generation method and nuclear fusion power generation device" in 77670, and "non-thermal fusion power generation method and non-thermal fusion power generation device" in Japanese Patent Application No. 2001-216026. In these prior inventions, it is possible to achieve the aforementioned high-density ion / electron plasma by existing means,
An example of the configuration of an energy supply device using this is introduced.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】該各先願発明では、実
際に実用化するうえで、以下に述べるような課題が考え
られる。すなわち、該各先願発明では、注入水素イオン
エネルギーがリントハルト領域と呼ばれる100kev
以下で1kev〜25kevの緩衝(バッファ)エネル
ギー領域である必要がある。そのため、放電電圧を非常
に高くするか、水素ガスを極めて薄くする必要がある。In each of the inventions of the prior applications, the following problems can be considered in practical application. That is, in each of the prior inventions, the implanted hydrogen ion energy is 100 kev called the Linthard region.
Below, it is necessary to have a buffer energy region of 1 to 25 kev. Therefore, it is necessary to make the discharge voltage very high or make the hydrogen gas extremely thin.
【0004】ところが、このような状態では、放電が不
安定になり、均一な放電が出来なくなることが考えられ
る。この結果、放電が不安定になり、不均一であると、
リチウムの一部が放電ガス中に飛び散ったり、その影響
で電極間がショートしトラブルの発生が頻繁におこり、
安定な運転が出来なくなるばかりでなく、局所的な加熱
が生じるため、容器に穴が開いたり、最悪の場合爆発す
ることも考えられる。However, in such a state, it is considered that the discharge becomes unstable and uniform discharge cannot be performed. As a result, if the discharge becomes unstable and uneven,
Part of the lithium scatters in the discharge gas, and due to that, short circuits occur between the electrodes, causing troubles frequently.
In addition to not being able to operate stably, local heating may occur, which may cause holes in the container or, in the worst case, explode.
【0005】そこで、本発明では放電を安定にし、しか
もリチウムの飛散を防止し安定で安全なエネルギーを供
給できる、取り扱いやすい、溶融リチウム核融合反応生
成方法及び溶融リチウム核融合エネルギー発生装置を提
供することを目的とする。In view of this, the present invention provides a molten lithium nuclear fusion reaction generation method and a molten lithium nuclear fusion energy generation device which are stable in discharge and can prevent lithium from scattering and supply stable and safe energy, which are easy to handle. The purpose is to
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、各請求項に対応する発明は、以下のように
構成したものであるが、各発明は、いずれもエネルギー
発生過程として、下記(式1、式2)の緩衝エネルギー
(バッファエネルギー)核融合反応を利用する。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has the inventions corresponding to the claims, which are configured as follows. The buffer energy (buffer energy) fusion reaction of the following (formula 1 and formula 2) is used.
【0007】
6Li + 1H → 3He+ 4He +4.0MeV (式1)
7Li + 1H → 24He +17.3MeV (式2)
ここで、式の右辺の反応エネルギーは生成核の運動エネ
ルギーとして放出される。MeVは、メガ電子ボルトで
ある。[0007] Here 6 Li + 1 H → 3 He + 4 He + 4.0MeV ( Equation 1) 7 Li + 1 H → 2 4 He + 17.3MeV ( Equation 2), the movement of the reaction energy product nucleus on the right side of the equation It is released as energy. MeV is mega electron volts.
【0008】(式2)は、左辺のリチウムの同位体の一
種7Liの1原子と水素Hの1原子の核融合反応によ
り、右辺のヘリウム原子(4He)が2原子生成される
ことを示している。[Formula 2] indicates that two helium atoms ( 4 He) on the right side are produced by a nuclear fusion reaction of one atom of the lithium isotope 7 Li on the left side and one atom of hydrogen H. Shows.
【0009】この反応は水素イオンの照射の停止で即座
に終了するので、容易にエネルギー発生の制御が可能で
あり、使用しないときにはエネルギーの放出が無いた
め、利用上の制限が少なく取り扱い易いエネルギー源を
提供することが可能である。Since this reaction is immediately terminated when the irradiation of hydrogen ions is stopped, it is possible to easily control the generation of energy, and since no energy is released when it is not used, there are few restrictions on its use and it is an easy-to-handle energy source. It is possible to provide.
【0010】前記目的を達成するため、請求項1に対応
する発明は、溶融リチウムまたはそれに溶融する塩また
は金属を混入させた物質で構成される電極表面に、パル
ス状ガス放電プラズマで加速した水素イオンを注入し
て、高密度の液体イオン・電子プラズマを生成し、これ
ら高密度の液体イオン・電子プラズマによって原子間の
クーロン障壁を滅殺するとともに、前記溶融リチウム内
の原子核に働く凝縮力によって原子核同志を反応距離に
近接させて核融合反応を誘発させることを特徴とする溶
融リチウム核融合反応生成方法である。In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 provides a hydrogen accelerated by pulsed gas discharge plasma on an electrode surface made of molten lithium or a substance mixed with a salt or a metal melted therein. By injecting ions, a high density liquid ion / electron plasma is generated, the Coulomb barrier between atoms is destroyed by these high density liquid ion / electron plasma, and by the condensing force acting on the nuclei in the molten lithium. It is a method for producing a molten lithium fusion reaction, which is characterized in that a nuclear fusion reaction is induced by bringing nuclear nuclei close to a reaction distance.
【0011】前記目的を達成するため、請求項2に対応
する発明は、水素ガスを注入して水素イオンを生成する
反応容器と、前記反応容器内に配設される陽極及び該陽
極と該反応容器内であって所定間隔を存し、かつ溶融リ
チウムまたはそれに溶融する塩または金属を混入させた
物質で構成された陰極と、前記陽極及び前記陰極間にパ
ルス状の電圧を印加し、前記反応容器内に液体イオン・
電子プラズマを生成するパルス電源装置と、を備え、前
記液体イオン・電子プラズマによって原子間のクーロン
障壁を滅殺するとともに、前記溶融リチウム内の原子核
に働く凝縮力によって原子核同志を反応距離に近接させ
て核融合反応を誘発させることを特徴とする溶融リチウ
ム核融合エネルギー発生装置である。To achieve the above object, the invention according to claim 2 provides a reaction vessel for injecting hydrogen gas to generate hydrogen ions, an anode disposed in the reaction vessel, the anode and the reaction. In the container, there is a predetermined interval, and a cathode composed of molten lithium or a substance mixed with a salt or metal that melts into the molten lithium, and a pulsed voltage is applied between the anode and the cathode, and the reaction Liquid ion in the container
And a pulsed power supply device for generating electron plasma, which destroys the Coulomb barrier between atoms by the liquid ion / electron plasma, and brings the nuclear nuclei close to the reaction distance by the condensing force acting on the nuclei in the molten lithium. It is a molten lithium nuclear fusion energy generator characterized by inducing a nuclear fusion reaction.
【0012】前記目的を達成するため、請求項3に対応
する発明は、水素ガスを注入して水素イオンを生成する
反応容器と、前記反応容器内に配設される陽極及び該陽
極と該反応容器内であって所定間隔を存して縦置きし、
かつ液体リチウムを含浸させた多孔質金属からなる陰極
と、前記陽極及び前記陰極間にパルス状の電圧を印加
し、前記反応容器内に液体イオン・電子プラズマを生成
するパルス電源装置と、を備え、前記液体イオン・電子
プラズマによって原子間のクーロン障壁を滅殺するとと
もに、前記溶融リチウム内の原子核に働く凝縮力によっ
て原子核同志を反応距離に近接させて核融合反応を誘発
させることを特徴とする溶融リチウム核融合エネルギー
発生装置である。In order to achieve the above object, the invention according to claim 3 provides a reaction container for injecting hydrogen gas to generate hydrogen ions, an anode arranged in the reaction container, the anode and the reaction. Place vertically in a container with a certain space between them,
And a cathode made of a porous metal impregnated with liquid lithium, and a pulse power supply device for applying a pulsed voltage between the anode and the cathode to generate liquid ion / electron plasma in the reaction vessel. The liquid ion / electron plasma kills the Coulomb barrier between atoms, and the condensation force acting on the nuclei in the molten lithium brings the nuclei of the two closer to the reaction distance to induce a fusion reaction. Molten lithium fusion energy generator.
【0013】前記目的を達成するため、請求項4に対応
する発明は、水素ガスを注入して水素イオンを生成する
反応容器と、前記反応容器内に配設される陽極及び該陽
極と該反応容器内であって所定間隔を存し、金属と金属
メッシュを重ねたものでかつ該金属メッシュ中に液体リ
チウムを含浸させた陰極と、前記陽極及び前記陰極間に
パルス状の電圧を印加し、前記反応容器内に液体イオン
・電子プラズマを生成するパルス電源装置と、を備え、
前記液体イオン・電子プラズマによって原子間のクーロ
ン障壁を滅殺するとともに、前記溶融リチウム内の原子
核に働く凝縮力によって原子核同志を反応距離に近接さ
せて核融合反応を誘発させることを特徴とする溶融リチ
ウム核融合エネルギー発生装置である。In order to achieve the above object, the invention according to claim 4 provides a reaction vessel for injecting hydrogen gas to generate hydrogen ions, an anode arranged in the reaction vessel, the anode and the reaction. In the container at a predetermined interval, a metal and metal mesh are overlapped and a cathode impregnated with liquid lithium in the metal mesh, and a pulsed voltage is applied between the anode and the cathode, A pulse power supply device for generating liquid ion / electron plasma in the reaction container,
Melting characterized by destroying Coulomb barriers between atoms by the liquid ion / electron plasma and causing a nuclear fusion reaction by bringing the nuclear nuclei close to a reaction distance by a condensing force acting on the nuclei in the molten lithium. It is a lithium fusion energy generator.
【0014】前記目的を達成するため、請求項5に対応
する発明は、前記陽極及び前記陰極の外周側に冷却手段
を設けたことを特徴とする請求項2〜4の何れか一つに
記載の溶融リチウム核融合エネルギー発生装置である。In order to achieve the above object, the invention according to claim 5 is characterized in that cooling means is provided on the outer peripheral side of the anode and the cathode. It is a fused lithium nuclear fusion energy generator.
【0015】前記目的を達成するため、請求項6に対応
する発明は、前記陽極及び前記陰極の外周側に冷却手段
を設け、該冷却手段により発生した熱を利用する熱利用
手段を設けたことを特徴とする請求項2〜4の何れか一
つに記載の溶融リチウム核融合エネルギー発生装置であ
る。In order to achieve the above object, the invention according to claim 6 is characterized in that cooling means is provided on the outer peripheral side of the anode and the cathode, and heat utilization means for utilizing the heat generated by the cooling means is provided. The fused lithium nuclear fusion energy generator according to any one of claims 2 to 4.
【0016】前記目的を達成するため、請求項7に対応
する発明は、前記陽極及び前記陰極の外周側に断熱材を
設けたことを特徴とする請求項2〜4の何れか一つに記
載の溶融リチウム核融合エネルギー発生装置である。In order to achieve the above object, the invention according to claim 7 is characterized in that a heat insulating material is provided on the outer peripheral side of the anode and the cathode. It is a fused lithium nuclear fusion energy generator.
【0017】前記目的を達成するため、請求項8に対応
する発明は、前記パルス電源装置により印加されるパル
ス状の電界強度をV(V/cm)、放電ガス圧力をp
(Torr)、電極間隔をd (cm)としたとき、
0.01kV/cm≦V≦1000kV/cm、かつ1
0−3Torr・cm≦pd≦104torr・cmを
みたすことを特徴とする請求項1記載の溶融リチウム核
融合反応生成方法である。In order to achieve the above object, the invention corresponding to claim 8 is that the pulsed electric field strength applied by the pulse power supply device is V (V / cm), and the discharge gas pressure is p.
(Torr) and the electrode interval is d (cm),
0.01 kV / cm ≦ V ≦ 1000 kV / cm, and 1
The method for producing a molten lithium fusion reaction according to claim 1, wherein 0 −3 Torr · cm ≦ pd ≦ 10 4 torr · cm is satisfied.
【0018】請求項1又は2に対応する発明によれば、
液体状のリチウム、又は核融合反応の触媒作用を持つ金
属との合金の表面に水素イオンをパルス照射することに
より非熱核融合反応を誘発する。その際に(式1、2)
に従いエネルギーが発生するが、これをエネルギー源と
して利用する。ここで、制御されたパルス状の高電圧を
印加し、パルス放電させることにより、水素イオンを緩
衝領域と呼ばれる、エネルギー100keV以下で、特
に1〜25keVのエネルギーに加速させる。ここで、
核融合反応で急激な加熱が、リチウム溶液中で発生する
が、液体リチウムが不安定になる前に高電圧印加を止め
れば、この不安定現象は制御可能となる。制御方法とし
ては、例えば、高電圧印加幅を増減させたり、パルス印
加繰り返し周波数を変化させることによる。According to the invention corresponding to claim 1 or 2,
A non-thermal nuclear fusion reaction is induced by irradiating the surface of liquid lithium or an alloy with a metal having a catalytic action for a nuclear fusion reaction with hydrogen ions in a pulsed manner. At that time (Equations 1 and 2)
According to this, energy is generated, which is used as an energy source. Here, a controlled pulsed high voltage is applied and pulse-discharged to accelerate hydrogen ions to an energy of 100 keV or less called a buffer region, particularly to an energy of 1 to 25 keV. here,
Rapid heating occurs in the lithium solution due to the fusion reaction, but if the high voltage application is stopped before the liquid lithium becomes unstable, this unstable phenomenon can be controlled. As a control method, for example, the high voltage application width is increased or decreased, or the pulse application repetition frequency is changed.
【0019】請求項3に対応する発明によれば、液体リ
チウムの局部発熱による不安定性を改善するため、陰極
として多孔質金属にリチウムを含浸させ、液体金属の凝
縮力と、多孔質金属の熱伝導により液体リチウムの飛散
を防止できしかも縦置きを可能に出来る。According to the invention corresponding to claim 3, in order to improve the instability of the liquid lithium due to local heat generation, porous metal is impregnated with lithium as a cathode, the condensation power of the liquid metal and the heat of the porous metal are increased. Liquid lithium can be prevented from scattering by conduction, and it can be installed vertically.
【0020】請求項4に対応する発明によれば、液体リ
チウムの局部発熱による不安定性を改善するため、陰極
として金属と金属メッシュを重ねて、金属メッシュ中に
液体リチウムを含浸させ液体リチウムの飛散を防止でき
しかも縦置きを可能に出来る。According to the invention corresponding to claim 4, in order to improve the instability of liquid lithium due to local heat generation, a metal and a metal mesh are overlapped as a cathode, and the liquid mesh is impregnated with liquid lithium to scatter the liquid lithium. Can be prevented and can be placed vertically.
【0021】請求項5に対応する発明によれば、陽極及
び陰極の外周側に冷却手段を設け、熱暴走による不安定
性をなくすることを特徴とする。According to the invention corresponding to claim 5, a cooling means is provided on the outer peripheral side of the anode and the cathode to eliminate instability due to thermal runaway.
【0022】請求項6に対応する発明では、陽極及び陰
極の外周側に冷却手段を設け、この冷却手段により発生
した熱を利用する手段を設けたので、更に熱エネルギー
を有効利用できる。In the invention corresponding to claim 6, since the cooling means is provided on the outer peripheral side of the anode and the cathode and the means for utilizing the heat generated by the cooling means is provided, the thermal energy can be further effectively utilized.
【0023】請求項7に対応する発明によれば、陽極及
び陰極の外周側に断熱材を設けたので、更に熱効率を向
上させることができる。According to the invention corresponding to claim 7, since the heat insulating material is provided on the outer peripheral side of the anode and the cathode, the thermal efficiency can be further improved.
【0024】請求項8に対応する発明は、請求項1に対
応する発明において、放電を安定させるため、パルス状
に印加する電界強度をV(V/cm)、放電ガス圧力を
p(Torr)、電極間隔をd (cm)としたとき、
0.01kV/cm≦V≦1000kV/cm、かつ1
0−3Torrcm≦pd≦104torrcmをみた
すよう電源を制御する。これにより、均一な放電が可能
となり、リチウムの一部が放電ガス中に飛び散ったり、
その影響で電極間がショートするようなトラブルは皆無
となり、安定で安全な運転が可能となる。The invention according to claim 8 is, in the invention according to claim 1, in order to stabilize the discharge, the electric field strength applied in a pulse form is V (V / cm), and the discharge gas pressure is p (Torr). , When the electrode interval is d (cm),
0.01 kV / cm ≦ V ≦ 1000 kV / cm, and 1
The power supply is controlled so as to satisfy 0 −3 Torrcm ≦ pd ≦ 10 4 torrcm. As a result, a uniform discharge is possible, and some of the lithium scatters in the discharge gas,
As a result, there will be no trouble such as short circuit between electrodes, and stable and safe operation will be possible.
【0025】前記目的を達成するため、請求項9に対応
する発明は、前記核融合反応によって発生する熱を冷却
材により取出し循環するポンプ及び配管よりなる高熱源
ループと、配管、循環ポンプ及び冷却器よりなる低熱源
ループと、当該高温熱源と低温熱源の間に熱電物質をは
さみ外部負荷に接続して電力を取り出す熱電変換器より
構成される熱電発電システムを有することを特徴とする
請求項1〜7のいずれか一つに記載の溶融リチウム核融
合エネルギー発生装置である。In order to achieve the above object, the invention according to claim 9 provides a high heat source loop including a pump and a pipe for extracting and circulating the heat generated by the fusion reaction by a coolant, the pipe, the circulation pump and the cooling. 2. A thermoelectric power generation system comprising a low heat source loop composed of a thermoelectric converter, and a thermoelectric converter for extracting electric power by inserting a thermoelectric material between the high temperature heat source and the low temperature heat source and connecting it to an external load. The molten lithium nuclear fusion energy generator according to any one of items 1 to 7.
【0026】[0026]
【発明の実施の形態】以下に本発明に係る溶融リチウム
核融合エネルギー発生装置の実施の形態を図に基づき説
明する。図1は本発明の第1の実施形態の溶融リチウム
核融合エネルギー発生装置の概念図である。図1におい
て、真空排気が可能な反応容器7内に、液体リチウム9
を含浸させた陰極2、水素注入装置5より導入された水
素ガス、パルス電源装置4よりパルス状高電圧を印加で
きる陽極1等を収容している。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a molten lithium fusion energy generating apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram of a molten lithium nuclear fusion energy generator according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, liquid lithium 9 is placed in a reaction vessel 7 that can be evacuated.
It contains a cathode 2 impregnated with hydrogen, a hydrogen gas introduced from a hydrogen injection device 5, an anode 1 to which a pulsed high voltage can be applied from a pulse power supply device 4, and the like.
【0027】また、反応容器7には高電圧印加を可能と
するための絶縁リング3が設けられている。さらに反応
容器7には核融合反応により発生したヘリウムを回収す
るHe回収装置6と、発生した陰極周辺の熱を回収する
熱交換システム10と、この熱を発電等に利用する熱利
用システム11が設けられている。Further, the reaction vessel 7 is provided with an insulating ring 3 for enabling high voltage application. Further, in the reaction vessel 7, there are provided a He recovery device 6 for recovering helium generated by the fusion reaction, a heat exchange system 10 for recovering the generated heat around the cathode, and a heat utilization system 11 for utilizing this heat for power generation or the like. It is provided.
【0028】なお、陰極2に含浸させる液体リチウム9
は、反応容器7の外部に設置されたリチウム補給システ
ム(図示せず)により、補給できるようになっている。Liquid lithium 9 with which the cathode 2 is impregnated
Can be replenished by a lithium replenishing system (not shown) installed outside the reaction vessel 7.
【0029】次に、第1の実施形態の作用について説明
する。Next, the operation of the first embodiment will be described.
【0030】図1において、反応容器7内の陰極2に含
浸された液体リチウム9と、その上方に配置した陽極1
の間に接続したパルス電源装置5により発生したパルス
状高電圧を液体リチウム9を含んだ陰極2と陽極1の間
にパルス高電圧を印加し、反応容器7内に封入した水素
ガス中で放電を発生させる。放電により水素ガスの一部
又はほとんどが電離し水素イオンとなる。In FIG. 1, the liquid lithium 9 impregnated in the cathode 2 in the reaction vessel 7 and the anode 1 arranged above it.
The pulsed high voltage generated by the pulse power supply device 5 connected between the two is applied between the cathode 2 and the anode 1 containing the liquid lithium 9 to discharge in the hydrogen gas sealed in the reaction vessel 7. Generate. Due to the discharge, a part or most of the hydrogen gas is ionized and becomes hydrogen ions.
【0031】水素イオンは陽極1と液体リチウム9を含
浸した陰極2の間のパルス電界により加速されて、水素
イオンの流れを形成する。水素イオンの流れは液体リチ
ウム9の表面に達して、(式1、式2)の緩衝エネルギ
ー(バッファエネルギー)核融合反応が発生する。この
とき発生するエネルギーは陰極2を構成する多孔質金属
や液体リチウムの熱伝導等により、熱交換システム10
に運ばれ、最終的に熱利用システム11で電気等のエネ
ルギーに変換される。Hydrogen ions are accelerated by a pulsed electric field between the anode 1 and the cathode 2 impregnated with liquid lithium 9 to form a hydrogen ion stream. The flow of hydrogen ions reaches the surface of the liquid lithium 9 and the buffer energy (buffer energy) fusion reaction of (Equation 1 and Equation 2) occurs. The energy generated at this time is generated by the heat conduction of the porous metal forming the cathode 2 and liquid lithium, etc.
And finally converted into energy such as electricity in the heat utilization system 11.
【0032】このときパルス電源装置4の電圧、パルス
幅、高電圧印加繰り返し数を変更することにより、パル
ス放電電流が変化し、液体リチウム9の表面への水素イ
オンの流れの量を調節することが出来る。At this time, the pulse discharge current is changed by changing the voltage of the pulse power supply device 4, the pulse width, and the number of repetitions of high voltage application, and the amount of hydrogen ions flowing to the surface of the liquid lithium 9 is adjusted. Can be done.
【0033】(式1、式2)から分かるように水素1個
に対してLiの1原子が緩衝エネルギー核融合反応し、
ヘリウム原子3He,4He(この時のエネルギー発生
量は4.0MeV)または4Heが2原子生成する(こ
の時のエネルギー発生量は17.3MeV)ので、水素
イオンの流れに応じてエネルギー量を制御できることを
示している。As can be seen from (Equation 1 and Equation 2), one atom of Li undergoes a buffer energy nuclear fusion reaction with respect to one hydrogen,
Helium atoms 3He, since 4He (energy generating amount at this 4.0MeV) or 4 He produces diatomic (energy generation amount at this 17.3MeV), controls the amount of energy in response to the flow of hydrogen ions It shows that you can do it.
【0034】ここで、放電条件に関する事項を検討す
る。水素気体空間に、強い電界が存在すると、もともと
気体にあったごく僅かの電子が加速され、水素分子と衝
突電離を繰り返すうち急速に数が増大し、放電が生ず
る。このとき、放電開始電圧をVsボルトとし、ガス圧
力をptorr、電極間隔をdcmとすると、同一種の
ガスでは、Vsはpdのみの関数となる。電極間隔dを
一定にしてガス圧力pを下げると、Vsはだんだん減少
するが、ある最小値をへて再び上昇する。Here, matters concerning the discharge conditions will be examined. When a strong electric field is present in the hydrogen gas space, very few electrons originally in the gas are accelerated, and the number rapidly increases while collision ionization with hydrogen molecules is repeated, resulting in discharge. At this time, if the discharge starting voltage is Vs volts, the gas pressure is ptorr, and the electrode interval is dcm, Vs is a function of only pd for the same type of gas. When the gas pressure p is lowered with the electrode distance d kept constant, Vs gradually decreases, but rises again to a certain minimum value.
【0035】これは、pを下げると、電子の平均自由行
程が長くなり、電界による加速が大きく衝突電離が盛ん
になるためであるが、あるところまで平均自由行程が長
くなると、逆に電極間で電子の衝突回数が減るので、衝
突電離が不活発となり、Vsは再び上昇する。This is because when p is lowered, the mean free path of electrons becomes longer, the acceleration due to the electric field is large, and the impact ionization becomes more active. Since the number of electron collisions decreases, collision ionization becomes inactive and Vs rises again.
【0036】ここで、パルス放電の場合、0.01kV
/cm≦V≦1000kV/cm、かつ10−3Tor
rcm≦pd≦104torrcmの領域を選択する
と、イオンエネルギーとして、1〜10keV程度が得
られるようになる。水素イオンは陽極1と液体リチウム
9を含む陰極2の間の電界により加速されて、水素イオ
ンの流れを形成する。水素イオンの流れは液体リチウム
9を含む陰極2の表面に達して、(式1、2)の緩衝エ
ネルギー(バッファエネルギー)核融合反応が発生す
る。このとき発生するエネルギーは、液体リチウムを急
速に加熱するが、陰極を構成する多孔質金属等の伝熱効
果により、急速に熱交換システム10に移行する。Here, in the case of pulse discharge, 0.01 kV
/ Cm ≦ V ≦ 1000 kV / cm, and 10 −3 Tor
When a region of rcm ≦ pd ≦ 10 4 torr cm is selected, an ion energy of about 1 to 10 keV can be obtained. Hydrogen ions are accelerated by the electric field between the anode 1 and the cathode 2 containing liquid lithium 9 to form a hydrogen ion stream. The flow of hydrogen ions reaches the surface of the cathode 2 containing the liquid lithium 9, and the buffer energy (buffer energy) fusion reaction of (Equation 1 and 2) occurs. The energy generated at this time rapidly heats the liquid lithium, but is rapidly transferred to the heat exchange system 10 due to the heat transfer effect of the porous metal or the like forming the cathode.
【0037】移行したエネルギーは、熱エネルギー利用
システム11によって、発電されたり、地域暖房等に有
効利用される。この時、熱効率向上のため、発熱する陰
極2周辺の反応容器7を断熱材で覆い、熱効率を高める
ことも可能である。このときパルス電源4を制御するこ
とにより、放電を一時的に停止し水素イオンの流れを消
失させることも可能で発生エネルギーを安全に容易に制
御できる。The transferred energy is generated by the thermal energy utilization system 11 and is effectively utilized for district heating and the like. At this time, in order to improve the thermal efficiency, it is possible to cover the reaction container 7 around the cathode 2 which generates heat with a heat insulating material to enhance the thermal efficiency. At this time, by controlling the pulse power source 4, it is possible to temporarily stop the discharge and to eliminate the flow of hydrogen ions, and the generated energy can be safely and easily controlled.
【0038】従って、本発明の第1の実施形態によれ
ば、目的に応じて最適なエネルギー発生量を得ることが
出来、利用上の制限が少なく、取り扱いやすいエネルギ
ーを提供することができる。Therefore, according to the first embodiment of the present invention, it is possible to obtain the optimum amount of energy generation according to the purpose, and to provide the energy that is easy to handle with few restrictions in use.
【0039】図2は図1の陰極2を説明するための概念
図であり、図2(a)はその平面図であり、図2(b)
はその縦断面図である。陰極2は、熱伝導性の優れた多
孔板13と、金網14をサンドイッチ状に積層したもの
である。前述のように多孔板13の多孔部に液体リチウ
ムを満たしておけば、局部的な発熱が生じても、多孔板
13が熱伝導効果で熱を拡散する。さらに金網14が、
液体リチウムの凝縮力と相互作用を及ぼし、液体リチウ
ムの飛散を防止する。多孔板13は、金網14の強度的
な補強効果も期待できる。FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the cathode 2 of FIG. 1, FIG. 2 (a) is a plan view thereof, and FIG.
Is a vertical sectional view thereof. The cathode 2 is formed by laminating a porous plate 13 having excellent thermal conductivity and a wire net 14 in a sandwich shape. If the porous portion of the porous plate 13 is filled with liquid lithium as described above, the porous plate 13 diffuses heat by the heat conduction effect even if local heat is generated. Furthermore, the wire net 14
It interacts with the condensation power of liquid lithium and prevents the dispersion of liquid lithium. The porous plate 13 can also be expected to have a strong reinforcing effect on the wire netting 14.
【0040】図3は、本発明の第2の実施形態の溶融リ
チウム核融合エネルギー発生装置の概念図である。有底
筒状の反応容器7と、この反応容器7の開口部を閉塞可
能な絶縁板3Aとからなり、真空排気可能な装置容器内
に、陽極1と、陰極2と、液体リチウム9と、水素ガス
等が収納されている。陰極2は、筒状であって、反応容
器7の内周面に配設され、また陽極1は柱状であって装
置容器内に収納配置され、かつ陽極1の一端部は絶縁板
3Aに貫通固定されている。装置容器内の底面部には、
図示しないリチウム補給システムからの液体ヘリウム9
が供給され、液体ヘリウム9は陰極2の下端部に接触す
るようになっている。FIG. 3 is a conceptual diagram of a molten lithium nuclear fusion energy generator according to a second embodiment of the present invention. A bottomed cylindrical reaction vessel 7 and an insulating plate 3A capable of closing the opening of the reaction vessel 7, and an anode 1, a cathode 2, and liquid lithium 9 were placed in an apparatus vessel capable of being evacuated. Contains hydrogen gas, etc. The cathode 2 has a tubular shape and is arranged on the inner peripheral surface of the reaction vessel 7. The anode 1 has a columnar shape and is housed in the apparatus vessel, and one end of the anode 1 penetrates the insulating plate 3A. It is fixed. On the bottom of the device container,
Liquid helium 9 from a lithium replenishment system not shown
The liquid helium 9 comes into contact with the lower end of the cathode 2.
【0041】反応容器7の外周面には、熱交換システム
10が配設され、この熱交換システム10を含む反応容
器7の外周面全体は、断熱材8に覆われている。熱交換
システム10で得られる熱は熱利用システム11に供給
できるように構成されている。そして、陰極2と陽極1
の間には、パルス電源装置4が電気的に接続されてい
る。装置容器内部には、水素が注入されるように装置容
器外部設置の水素注入装置5が絶縁板3Aを貫通して連
通するように配設されている。装置容器内部には、装置
容器内部のHeが回収できるように装置容器外部設置の
He回収装置6が絶縁板3Aを貫通して連通するように
配設されている。装置容器には、装置容器内のリチウム
の状態をモニターできるようにリチウム計測純化系15
が配設されている。A heat exchange system 10 is arranged on the outer peripheral surface of the reaction vessel 7, and the entire outer peripheral surface of the reaction vessel 7 including the heat exchange system 10 is covered with a heat insulating material 8. The heat obtained by the heat exchange system 10 is configured to be supplied to the heat utilization system 11. And cathode 2 and anode 1
The pulse power supply device 4 is electrically connected between these. Inside the apparatus container, a hydrogen injection device 5 installed outside the apparatus container is arranged so as to inject hydrogen so as to penetrate through the insulating plate 3A and communicate with each other. Inside the apparatus container, a He recovery device 6 installed outside the apparatus container is arranged so as to penetrate the insulating plate 3A and communicate with each other so that He inside the apparatus container can be recovered. The equipment container has a lithium measurement purification system 15 so that the state of lithium in the equipment container can be monitored.
Is provided.
【0042】このように構成されている第2の実施形態
において、陰極2と液体リチウム9が反応容器7の底で
接触しているため毛細管現象で陰極2内に液体リチウム
がしみ込む。陰極2と陽極1の間にパルス電源装置4が
接続されており、水素注入装置5により供給された水素
ガスによりパルス放電を行えば、緩衝エネルギー核融合
反応が生じ、熱交換システム10および熱利用システム
11により容易にエネルギーを取り出せる。この時、液
体リチウム9の状態は、リチウム計測純化系15により
モニターされ安定な長時間運転を行える。また、核融合
反応の結果発生するヘリウム等は、He回収装置6で系
外に排除される。In the second embodiment having such a structure, since the cathode 2 and the liquid lithium 9 are in contact with each other at the bottom of the reaction container 7, the liquid lithium permeates into the cathode 2 by a capillary phenomenon. A pulse power supply device 4 is connected between the cathode 2 and the anode 1, and if a pulse discharge is performed by the hydrogen gas supplied by the hydrogen injection device 5, a buffer energy fusion reaction occurs, and the heat exchange system 10 and the heat utilization Energy can be easily extracted by the system 11. At this time, the state of the liquid lithium 9 is monitored by the lithium measurement purification system 15 and stable long-term operation can be performed. Further, helium and the like generated as a result of the nuclear fusion reaction are excluded from the system by the He recovery device 6.
【0043】この第2の実施形態によれば、陰極2を円
筒状に配置し、反応面積を増大しさらに熱交換システム
10を反応容器7の外周に配設したので、効率の向上を
図ることが可能である。 さらに、リチウム計測純化系
15を設けたので、リチウム中に含まれる不純物を取り
除き、リチウムの温度等を計測する事により核融合反応
を円滑に行うことができる。また、第2の実施形態で
は、装置の縦置きが可能となる。According to the second embodiment, the cathode 2 is arranged in a cylindrical shape, the reaction area is increased, and the heat exchange system 10 is arranged on the outer circumference of the reaction vessel 7, so that the efficiency is improved. Is possible. Further, since the lithium measurement purification system 15 is provided, the fusion reaction can be smoothly performed by removing impurities contained in lithium and measuring the temperature of lithium and the like. Further, in the second embodiment, the device can be placed vertically.
【0044】図4は、本発明の第3の実施形態の溶融リ
チウム核融合エネルギー発生装置の概念図である。図3
の実施形態と異なる点は、概略装置容器と、陽極1の構
成と、これらの配置構成である。装置容器は、2つの有
底筒状の反応容器7,7と、この間に介在され反応容器
7,7とそれぞれ一体的に連結された絶縁リング3とで
構成されている。反応容器7のうちの下側の反応容器7
の内周面には、筒状の陰極2が配置固定され、上側の反
応容器7の内周面には、筒状の陽極1が配置固定されて
いる。下側の反応容器7の外周面には、熱交換システム
10が配設されている。以上述べた点以外の構成は、図
3と同一である。FIG. 4 is a conceptual diagram of a molten lithium nuclear fusion energy generator according to a third embodiment of the present invention. Figure 3
What is different from the embodiment is the schematic device container, the configuration of the anode 1, and the arrangement configuration thereof. The apparatus container is composed of two bottomed cylindrical reaction vessels 7, 7 and an insulating ring 3 interposed between the reaction vessels 7, 7 and integrally connected to the reaction vessels 7, 7. The lower reaction vessel 7 of the reaction vessels 7
The cylindrical cathode 2 is arranged and fixed on the inner peripheral surface of the above, and the cylindrical anode 1 is arranged and fixed on the inner peripheral surface of the upper reaction vessel 7. A heat exchange system 10 is arranged on the outer peripheral surface of the lower reaction vessel 7. The configuration other than the points described above is the same as in FIG.
【0045】この第3の実施形態によれば、第2の実施
形態の効果以外に、装置容器内周面の軸線方向に筒状の
陽極1と、筒状の陰極2が配設されているので、水素放
電状況において、放電長を長くする場合に有効であり、
また高電圧印加を可能とするため、絶縁リング3を長く
取れる利点がある。この結果、目的に応じて最適なエネ
ルギー発生量を得ることが出来、利用上の制限が少な
く、取り扱いやすい安全で安定なエネルギー源を提供す
ることができる。According to the third embodiment, in addition to the effects of the second embodiment, a cylindrical anode 1 and a cylindrical cathode 2 are arranged in the axial direction of the inner peripheral surface of the apparatus container. Therefore, it is effective for increasing the discharge length in hydrogen discharge situations.
Further, since a high voltage can be applied, there is an advantage that the insulating ring 3 can be long. As a result, it is possible to obtain an optimum amount of energy generation according to the purpose, and to provide a safe and stable energy source that is easy to handle and has few restrictions in use.
【0046】次に、図6を用いて前述の実施形態の熱利
用システム11について説明する。図6は、熱電発電シ
ステムのフローシートであって、核融合反応装置を構成
する反応容器7から核融合反応により加熱された溶融リ
チウム冷却材が配管201を介して、熱電素子(熱電物
質)205の高温部203に導かれ当該部を加熱した後
循環ポンプ202に配管で導かれ、当該ポンプ202で
核融合反応容器に戻る1次系循環ループを形成してい
る。Next, the heat utilization system 11 of the above embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flow sheet of a thermoelectric power generation system, in which a molten lithium coolant heated by a nuclear fusion reaction from a reaction vessel 7 constituting a nuclear fusion reactor is connected via a pipe 201 to a thermoelectric element (thermoelectric substance) 205. After being guided to the high-temperature part 203 of FIG. 1 and heated, the piping is guided to the circulation pump 202, and the pump 202 forms a primary system circulation loop returning to the fusion reaction container.
【0047】一方、熱電素子205の低温部204を冷
却除熱する2次系除熱ループが配管206、循環ポンプ
207、放熱装置208により構成されている。熱電素
子205の高温部203と低温部204との間には熱電
素子205が密接されていて、高温部203と低温部2
04との温度差により電気を発生する。即ち、熱エネル
ギーを直接電気エネルギーに変換する。発生した電気エ
ネルギーはケーブル209により負荷に供給される。On the other hand, a secondary system heat removal loop for cooling and removing the low temperature part 204 of the thermoelectric element 205 is constituted by a pipe 206, a circulation pump 207 and a heat radiator 208. The thermoelectric element 205 is closely contacted between the high temperature portion 203 and the low temperature portion 204 of the thermoelectric element 205, and the high temperature portion 203 and the low temperature portion 2
Electricity is generated due to the temperature difference with 04. That is, heat energy is directly converted into electric energy. The generated electric energy is supplied to the load by the cable 209.
【0048】図6の実施形態によれば、熱エネルギーを
直接電気エネルギーに変換できるため、極めて簡素な発
電システムを実現でき、経済性や信頼性に富んだ核融合
エネルギー供給装置を提供することができる。According to the embodiment of FIG. 6, since thermal energy can be directly converted into electric energy, an extremely simple power generation system can be realized, and a fusion energy supply device rich in economy and reliability can be provided. it can.
【0049】本発明は、以上述べた各実施形態に限定さ
れず、次のように変形して実施できる。図5は、本発明
の変形例を説明するための概略断面図であり、ここでは
陽極102と陰極101に印加する放電用パルス電源1
05を直流電源として構成したものである。このような
構成のものに、図2に示す構成の陰極を使用したり、図
3に示す断熱材及び熱交換システム並びに絶縁リングを
使用するようにしたり、更には図4に示す構成の絶縁リ
ングを使用したり、あるいは図3及び図4に示す構成の
断熱材及び熱交換システム並びに絶縁リングを組合せる
ようにしてもよい。The present invention is not limited to the embodiments described above, but can be modified and implemented as follows. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining a modified example of the present invention. Here, a discharge pulse power supply 1 applied to the anode 102 and the cathode 101.
05 is configured as a DC power source. In such a structure, the cathode having the structure shown in FIG. 2 is used, the heat insulating material and heat exchange system and the insulating ring shown in FIG. 3 are used, and further, the insulating ring having the structure shown in FIG. Or may be combined with the insulation and heat exchange system and insulation ring of the configurations shown in FIGS.
【0050】図5において、101は陰極となる溶融リ
チウム電極、102は陽電極、103は水素補給孔、1
04は容器、105は放電用パルス電源で構成されたエ
ネルギー供給装置は、放電により水素ガス106を電離
する。水素イオン107は電界によって加速され、溶融
リチウム電極101に打ち込まれる。すると、溶融リチ
ウム表面に高密度イオン・電子プラズマが生成され、こ
れら高密度の液体イオン・電子プラズマによって原子核
間のクーロン障壁を滅殺すると同時に原子核間に働く凝
縮力によって、原子間同志を反応距離に近接させ、核融
合反応を誘発させる。容器104に内蔵された溶融リチ
ウムは、核融合反応によりヘリウムに変換される。In FIG. 5, 101 is a molten lithium electrode serving as a cathode, 102 is a positive electrode, 103 is a hydrogen supply hole, 1
An energy supply device composed of a container 04 and a discharge pulse power source 105 ionizes the hydrogen gas 106 by discharge. The hydrogen ions 107 are accelerated by the electric field and driven into the molten lithium electrode 101. Then, high-density ion / electron plasma is generated on the surface of the molten lithium, and these high-density liquid ion / electron plasma destroys the Coulomb barrier between nuclei, and at the same time, the condensation force acting between the nuclei causes the reaction distance between the atoms. To induce a fusion reaction. The molten lithium contained in the container 104 is converted into helium by a nuclear fusion reaction.
【0051】更に、本発明の変形例として、図1、図
3、図4の放電ガスとして水素の代わりに、重水素を用
いることで、以下の反応にて発生する核融合エネルギー
中性子をエネルギーとして用いたり、劣化ウランに照射
し、新たな核燃料の製造に利用することができる。Furthermore, as a modified example of the present invention, by using deuterium instead of hydrogen as the discharge gas in FIGS. 1, 3 and 4, the fusion energy neutrons generated in the following reactions are used as energy. It can be used or irradiated to depleted uranium and used for the production of new nuclear fuel.
【0052】 7Li + D → 24He + n (式3) 7 Li + D → 2 4 He + n (Formula 3)
【0053】[0053]
【発明の効果】本発明によれば、放電を安定にし、しか
もリチウムの飛散を防止し安定で安全なエネルギーを供
給できる、取り扱いやすい、溶融リチウム核融合反応生
成方法及び溶融リチウム核融合エネルギー発生装置を提
供することができる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, a method for producing a molten lithium nuclear fusion reaction and a molten lithium nuclear fusion energy generation device, which can stabilize discharge and prevent lithium from scattering and supply stable and safe energy, are easy to handle. Can be provided.
【図1】本発明の第1の実施形態の溶融リチウム核融合
エネルギー発生装置の概略構成を説明するための図。FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic configuration of a molten lithium fusion energy generation device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の陰極部分の実施形態の溶融リチウム核
融合エネルギー発生装置の構成を説明するための図。FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of a molten lithium fusion energy generation device of an embodiment of a cathode portion of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施形態の溶融リチウム核融合
エネルギー発生装置の概略構成を説明するための図。FIG. 3 is a diagram for explaining a schematic configuration of a molten lithium fusion energy generation device according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施形態の溶融リチウム核融合
エネルギー発生装置の概略構成を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining a schematic configuration of a molten lithium fusion energy generation device according to a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明の変形例を説明するための溶融リチウム
核融合エネルギー発生装置の概略構成を説明するための
図。FIG. 5 is a diagram for explaining a schematic configuration of a molten lithium fusion energy generation device for explaining a modified example of the present invention.
【図6】前述の実施形態の熱利用システム11を説明す
るための図。FIG. 6 is a diagram for explaining the heat utilization system 11 of the above-described embodiment.
1…陽極 2…陰極 3…絶縁リング 3A…絶縁板 4…パルス電源装置 5…水素注入装置 6…He回収装置 7…反応容器 9…液体リチウム 10…熱交換システム 11…熱利用システム 13…多孔板 14…金網 15…リチウム計測純化系 101…陰極 102…陽極 104…容器 105…放電用パルス電源 106…水素ガス 107…水素イオン 1 ... Anode 2 ... Cathode 3 ... Insulation ring 3A ... Insulation plate 4 ... Pulse power supply 5 ... Hydrogen injection device 6 ... He recovery device 7 ... Reaction vessel 9 ... Liquid lithium 10 ... Heat exchange system 11 ... Heat utilization system 13 ... Perforated plate 14 ... Wire mesh 15: Lithium measurement purification system 101 ... Cathode 102 ... Anode 104 ... container 105 ... Discharge pulse power supply 106 ... Hydrogen gas 107 ... Hydrogen ion
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 博信 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 清水 博 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Hironobu Kimura 8th Shinsugita Town, Isogo Ward, Yokohama City, Kanagawa Prefecture Ceremony company Toshiba Yokohama office (72) Inventor Hiroshi Shimizu 8th Shinsugita Town, Isogo Ward, Yokohama City, Kanagawa Prefecture Ceremony company Toshiba Yokohama office
Claims (9)
たは金属を混入させた物質で構成される電極表面に、パ
ルス状ガス放電プラズマで加速した水素イオンを注入し
て、高密度の液体イオン・電子プラズマを生成し、これ
ら高密度の液体イオン・電子プラズマによって原子間の
クーロン障壁を滅殺するとともに、前記溶融リチウム内
の原子核に働く凝縮力によって原子核同志を反応距離に
近接させて核融合反応を誘発させることを特徴とする溶
融リチウム核融合反応生成方法。1. High density liquid ion / electron plasma by injecting hydrogen ions accelerated by pulsed gas discharge plasma into an electrode surface composed of molten lithium or a substance mixed with a salt or a metal melted therein. And the coulomb barrier between the atoms is destroyed by these high-density liquid ion / electron plasmas, and the condensation force acting on the nuclei in the molten lithium brings the nuclei of the two closer to the reaction distance to induce a fusion reaction. A method for producing a molten lithium fusion reaction, which comprises:
る反応容器と、 前記反応容器内に配設される陽極及び該陽極と該反応容
器内であって所定間隔を存し、かつ溶融リチウムまたは
それに溶融する塩または金属を混入させた物質で構成さ
れた陰極と、 前記陽極及び前記陰極間にパルス状の電圧を印加し、前
記反応容器内に液体イオン・電子プラズマを生成するパ
ルス電源装置と、 を備え、前記液体イオン・電子プラズマによって原子間
のクーロン障壁を滅殺するとともに、前記溶融リチウム
内の原子核に働く凝縮力によって原子核同志を反応距離
に近接させて核融合反応を誘発させることを特徴とする
溶融リチウム核融合エネルギー発生装置。2. A reaction vessel for injecting hydrogen gas to generate hydrogen ions, an anode disposed in the reaction vessel, and a predetermined distance between the anode and the reaction vessel and molten lithium. Alternatively, a pulse power supply device for generating a liquid ion / electron plasma in the reaction vessel by applying a pulsed voltage between the cathode composed of a substance mixed with a salt or a metal that melts therein and the anode and the cathode. And killing a Coulomb barrier between atoms by the liquid ion / electron plasma, and causing a nuclear fusion reaction by bringing the nuclear nuclei close to a reaction distance by a condensing force acting on the nuclei in the molten lithium. Molten lithium fusion energy generator characterized by:
る反応容器と、 前記反応容器内に配設される陽極及び該陽極と該反応容
器内であって所定間隔を存して縦置きし、かつ液体リチ
ウムを含浸させた多孔質金属からなる陰極と、 前記陽極及び前記陰極間にパルス状の電圧を印加し、前
記反応容器内に液体イオン・電子プラズマを生成するパ
ルス電源装置と、 を備え、前記液体イオン・電子プラズマによって原子間
のクーロン障壁を滅殺するとともに、前記溶融リチウム
内の原子核に働く凝縮力によって原子核同志を反応距離
に近接させて核融合反応を誘発させることを特徴とする
溶融リチウム核融合エネルギー発生装置。3. A reaction vessel for injecting hydrogen gas to generate hydrogen ions, an anode disposed in the reaction vessel, and the anode and the reaction vessel which are vertically arranged at a predetermined interval in the reaction vessel. And a cathode made of a porous metal impregnated with liquid lithium, and a pulse power supply device for applying a pulsed voltage between the anode and the cathode to generate liquid ion / electron plasma in the reaction container, The liquid ion-electron plasma is used to destroy Coulomb barriers between atoms, and the condensation force acting on the nuclei in the molten lithium brings the nuclei of the two closer to the reaction distance to induce a fusion reaction. Molten lithium fusion energy generator.
る反応容器と、 前記反応容器内に配設される陽極及び該陽極と該反応容
器内であって所定間隔を存し、金属と金属メッシュを重
ねたものでかつ該金属メッシュ中に液体リチウムを含浸
させた陰極と、 前記陽極及び前記陰極間にパルス状の電圧を印加し、前
記反応容器内に液体イオン・電子プラズマを生成するパ
ルス電源装置と、 を備え、前記液体イオン・電子プラズマによって原子間
のクーロン障壁を滅殺するとともに、前記溶融リチウム
内の原子核に働く凝縮力によって原子核同志を反応距離
に近接させて核融合反応を誘発させることを特徴とする
溶融リチウム核融合エネルギー発生装置。4. A reaction vessel for injecting hydrogen gas to generate hydrogen ions, an anode disposed in the reaction vessel, and the anode and the reaction vessel in the reaction vessel at predetermined intervals, and metal and metal. A pulse in which liquid-ion lithium is impregnated in the metal mesh and a pulsed voltage is applied between the anode and the cathode to generate liquid ion / electron plasma in the reaction container. A power supply device is provided, and the liquid ion / electron plasma kills the Coulomb barrier between atoms, and the condensation force acting on the nuclei in the molten lithium brings the nuclei close together to the reaction distance to induce a fusion reaction. A fused lithium nuclear fusion energy generator characterized by:
段を設けたことを特徴とする請求項2〜4の何れか一つ
に記載の溶融リチウム核融合エネルギー発生装置。5. The molten lithium nuclear fusion energy generation device according to claim 2, further comprising cooling means provided on the outer peripheral side of the anode and the cathode.
段を設け、該冷却手段により発生した熱を利用する熱利
用手段を設けたことを特徴とする請求項2〜5の何れか
一つに記載の溶融リチウム核融合エネルギー発生装置。6. The cooling means is provided on the outer peripheral side of the anode and the cathode, and the heat utilization means for utilizing the heat generated by the cooling means is provided. 2. A molten lithium fusion energy generation device according to.
を設けたことを特徴とする請求項2〜5の何れか一つに
記載の溶融リチウム核融合エネルギー発生装置。7. The molten lithium nuclear fusion energy generation device according to claim 2, wherein a heat insulating material is provided on the outer peripheral side of the anode and the cathode.
ルス状の電界強度をV(V/cm)、放電ガス圧力をp
(Torr)、電極間隔をd (cm)としたとき、
0.01kV/cm≦V≦1000kV/cm、かつ1
0−3Torr・cm≦pd≦104torr・cmを
みたすことを特徴とする請求項1記載の溶融リチウム核
融合反応生成方法。8. The pulsed electric field strength applied by the pulse power supply device is V (V / cm), and the discharge gas pressure is p.
(Torr) and the electrode interval is d (cm),
0.01 kV / cm ≦ V ≦ 1000 kV / cm, and 1
The method for producing a molten lithium nuclear fusion reaction according to claim 1, wherein 0 −3 Torr · cm ≦ pd ≦ 10 4 torr · cm is satisfied.
却材により取出し循環するポンプ及び配管よりなる高熱
源ループと、配管、循環ポンプ及び冷却器よりなる低熱
源ループと、当該高温熱源と低温熱源の間に熱電物質を
はさみ外部負荷に接続して電力を取り出す熱電変換器よ
り構成される熱電発電システムを有することを特徴とす
る請求項1〜7のいずれか一つに記載の溶融リチウム核
融合エネルギー発生装置。9. A high heat source loop including a pump and piping for extracting and circulating heat generated by the fusion reaction by a coolant, a low heat source loop including piping, a circulation pump and a cooler, and the high temperature heat source and the low temperature heat source. The molten lithium nuclear fusion according to any one of claims 1 to 7, further comprising a thermoelectric power generation system configured by a thermoelectric converter that sandwiches a thermoelectric material between the two and connects it to an external load to extract electric power. Energy generator.
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JP2003270372A (en) * | 2002-03-12 | 2003-09-25 | Hidetsugu Ikegami | Recoilless nonthermal nuclear fusion reaction generation method and recoilless nonthermal nuclear fusion energy generation device |
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- 2001-08-28 JP JP2001258234A patent/JP2003130977A/en active Pending
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