JP2009522555A - エネルギ生成の装置および方法 - Google Patents

Abstract

固体格子内の原子核の格融合を誘導かつ制御するための実際的な技術。反応器は、融合されるべき軽原子核を提供するローディング供給源と、軽原子核を吸収し得る格子と、フォノンエネルギの供給源と、フォノンエネルギおよび／または反応物のローディングの刺激を開始および停止する制御機構とを含む。格子は、電子−原子核崩壊に作用するのに十分なフォノンエネルギを伝達する。フォノンエネルギの刺激を制御すること、および軽原子核の格子の中へのローディングを制御することによって、核融合反応によって放出されるエネルギは、エネルギが反応格子の破壊を引き起こす点まで増加する前に、消散されることが可能である。

Description

（関連出願の引用）
本出願は、２００５年１２月２９日に出願された発明の名称「Ｅｎｅｒｇｙ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ」（Ｒｏｂｅｒｔ Ｅ．Ｇｏｄｅｓ）の米国仮特許出願第６０／７５５，０２４号からの優先権を主張し、該仮特許出願の全体の開示（すべての添付の文書を含む）は、すべての目的のために本明細書に参考として援用される。

（発明の背景）
本発明は、概して、エネルギ生成に関し、より詳細には、核融合を用いるエネルギ生成に関する。

制御核融合によってエネルギを生成することを望む人々はいくらでもいるが、その技術は、２つの一般的な分類、すなわち高温核融合と常温核融合とに入ると考えられ得る。高温核融合は、根拠の確かな理論を有し、極めて短時間に大量のエネルギを引き起こすことが可能な方法で作動することが公知である。一部の例において、エネルギは、制御されない方法で放出され、放出されたエネルギの収集を問題がありかつ費用がかかるものにし、しかも禁止される可能性があるものにする。高温核融合反応が制御されたペースで起こるようにするための一式の技術は、静電閉じ込めを用いる。しかしながら、反応を起こさせるために用いられる、より多くのエネルギを引き出すことは、不可能ではないが、制動放射（Ｂｒｅｍｓｓｔｒａｈｌｕｎｇ）現象のために極めて困難である。別の一式の技術は、磁気閉じ込めを用いるが、長期間の閉じ込めは、静電閉じ込めに付きまとう問題と同様の問題を有する。別の一式の技術は、衝撃核融合を調査するが、これらの試みは、もう一方の高温核融合方法を悩ます問題と同様な問題に苦しむ。

常温核融合の歴史は、控えめに言っても、多彩である。常温核融合の実行可能な理論は、明確に述べられてきたとは考えられず、常温核融合を用いてエネルギを生成する試みは、概して、再現可能ではなく、過剰なエネルギが生成されたとき、反応が起っているデバイスコアの急速な破壊によって特徴づけられる。

理解されるように、「常温核融合」を生成する現在最先端の試みは、「グロスローディング（ｇｒｏｓｓ ｌｏａｄｉｎｇ）」として最も良く記述される効果に頼る。グロスローディングは、この用途において提示される理論によって少量のフォノンエネルギが核反応を開始させる点まで、媒質（ｍａｔｒｉｘ）が水素原子核によって満たされるプロセスである。あいにく、第１の反応は、格子の破壊を導く連鎖反応を引き起こす追加のフォノンを生成する。このアプローチは、過剰のエネルギを生成し得る。なぜなら高装填密度が単独で、格子において高ハミルトンエネルギを有するシステムを導くからである。装填された媒質が、電気分解またはＣｒａｖｅｎｓおよびＬｅｔｔｓの論文において参照される他の刺激による追加の装填を含む追加のエネルギ入力によって刺激される場合、このより高いエネルギ状態はフォノン減速の核反応を導く。

非特許文献１および関連する研究は、最先端の研究者が増加した格子エネルギと熱産生との間の関係をなおも認識していないことを示す。［Ｇｅｏｒｇｅ１９９７］は、超音波により誘導された多気泡の音ルミネセンスを用いて核融合事象を誘導することを記述するが、グロスローディングのためにコアは急速に破壊される。このケースにおいて、音ルミネセンスは、水素産出およびフォノンエネルギの供給源の両方であるが、放出されたエネルギを捕捉するためにフォノン産生を制御するかまたはハーネスフォノンを利用する（ｈａｒｎｅｓｓ）いかなる試みも言及していない。［Ｇｅｏｒｇｅ１９９９］は、シリンダを４００Ｆに加熱するデバイスを記述するが、制御機構については何も言及または記述されていない。［Ｇｅｏｒｇｅ１９９９］はまた、２００℃において炭素上のナノ粒子パラジウムに接触時における重水素からの過剰な^４Ｈｅ産出を記述する。
Ｄ．Ｊ．Ｃｒａｖｅｎｓ ａｎｄ Ｄ．Ｇ．Ｌｅｔｔｓ，"Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｉｎ ＣＦ Ｒｅｓｅａｒｃｈ−Ｔｒｉｇｇｅｒｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄｓ，"Ｔｅｎｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｌｄ Ｆｕｓｉｏｎ，２００３．Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，ＭＡ：ＬＥＮＲ−ＣＡＮＲ．ｏｒｇ．

（発明の概要）
本発明の実施形態は、以下に概説される機構に基づき、核融合エネルギの実際的で制御可能な供給源を提供する。この供給源は、ミリワット／ワットレベルから１００キロワットのレベルまでのマイクロエレクトロニックメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）のスケールおよび単一コアデバイスにおけるそれを超える可能性から、スケーラブルである。要約すると、本発明の実施形態は、フォノン減速型の核反応を誘導し、制御することを意図する。

本発明の別の局面は、量子核融合（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｆｕｓｉｏｎ）と呼ばれるコア技術に基づき、製品を設計かつ製作することを必要とするという理解を提供する。

量子核融合を実施するこの技術のすべての記述されたインプリメンテーションは、次の４つの要素を含む。

・反応マトリックス（コア）
・コアにフォノンを誘導する機構
・コアの中に反応物を導入（ロード）する機構
・反応物が、コアの中に導入されたとき、コアを破壊することなく所望の程度まで核反応を受けるように、反応物のロードおよびフォノンの生成を制御する機構
制御システムは、核反応の回数および核反応の深さが制限され、それによって核反応によって放出されたエネルギが該コアの破壊を実質的に回避するように消散することを可能にすることを確実にしながら、十分に高い水準にフォノン発生および反応物導入の速度を維持し、所望の回数の核反応を起こさせる。

実施形態に関連するものは、伝熱機構であり、該熱伝熱機構は、上記の要素のうちの１つ以上において固有であり得、別の要素であり得、または両方の属性を有し得る。

一般的に言って、本発明の実施形態は、次のとおり動作すると信じられる。
反応物（例えば、コアを囲む水からの水素イオン）は、コア（例えば、パラジウム）の中に導入され、フォノンは、電子捕捉機構によって陽子を中性子に変換させるのに十分なエネルギを提供する制御された方法で誘導される。フォノン媒介の機構は、この用途において時々、量子圧縮と呼ばれ、該量子圧縮は（以下に詳細に論議されるべき）新語である。そのように生成された中性子は、十分に低いエネルギであり、中性子−水素反応に対する高断面積という結果となる。

このことは、水素のますます高い原子量のアイソトープを生成し、^４Ｈという結果になり、そのベータは^４Ｈｅに崩壊する。米国国立核データセンター（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｄａｔａ Ｃｅｎｔｅｒ）（「ＮＮＤＣ」）データベースにおけるデータはすべて、エネルギ的に中性子を簡単に排出する最小の抵抗の経路という十分な運動量を結果として生じる^４Ｈに残すマルチＭｅＶ粒子加速器を伴う実験から引き出されことは留意される。運動量がほとんどまたは全く伴わないとき、結合エネルギがどんなに小さくても該エネルギに打ち勝つエネルギがないので、中性子排出は実行可能な崩壊経路ではない。ＮＮＤＣデータにおいて、中性子は、運動量の形態においてシステムから離れて反応エネルギを運ぶ。中性子吸収およびβ崩壊は、発熱性であり、フォノンの形態におけるコアへの運動エネルギの移動という結果になり、該運動エネルギは、適切な熱交換機構（例えば、反応物を供給した水）によって消散される。

本発明の別の局面は、フォノン産出の制御される刺激と組み合わされたコア物質の制御されるローディングが過剰なフォノンエネルギの増強を防ぎ、このことがコア物質の破壊に導くことである。このことは、コアが長期間動作することを可能にし、コアをエネルギの経済的に実行可能な供給源にする。

本発明の別の局面は、コアが、好ましくは、コア物質における所望の反応点においてむらのないフォノン密度を提供するように構成されることである。このことは、時間に対して解放されたエネルギおよびエネルギを伝熱媒体に消散するコア物質の能力に対する制御を可能にする。特定の実施形態において、核融合反応が主としてコアの表面近くで起り、従って、繰返し可能で持続可能なエネルギ生成を生み出すための多くの先行技術の努力を特徴づけてきた、コアに対する壊滅的な損傷のタイプを防ぐように、フォノン密度は制御される。

本発明の一部の実施形態において、反応は、フォノン開始機構として電流を用いて開始され得る。本発明の他の実施形態において、音波エネルギまたは超音波エネルギなどの音響エネルギは、フォノン開始機構として用いられ得る。

一局面において、エネルギ生成のための装置は、コアと呼ばれる、フォノン伝搬が可能である物質の本体と、コアの中に反応物を導入する機構と、反応物がコアの中に導入されたとき核反応を受けるように、コアにフォノンを誘導する機構と、制御システムであって、反応物を導入する機構およびフォノンを誘導する機構に連結され、核反応によって放出されたエネルギがコアの破壊を実質的に回避する方法で消散することを可能にしながら、所望のレベルのエネルギ生成を提供するように、コアにおける核反応の回数および核反応の深さを制御する、制御システムとを備えている。

別の局面において、エネルギ生成のための方法は、コアと呼ばれる、フォノン伝搬が可能である物質の本体を提供することと、コアの中に反応物を導入することと、コアにフォノンを生成し、該反応物が核反応を受けるようにエネルギを提供することと、核反応によって放出されたエネルギがコアの破壊を実質的に回避する方法で消散することを可能にしながら、所望のレベルのエネルギ生成を提供するように、コアにおける核反応の回数および核反応の深さを制御するように、反応物導入の速度およびコアにおける核反応の深さを制御することとを包含する。

本発明の性質および利点のさらなる理解は、明細書および図面の残りの部分を参照することによって達成され得る。

（特定の実施形態の説明）
（概観）
図１は、本発明の多数の実施形態を包含する量子核融合反応器１０の非常に専門的な略図である。フォノン伝搬が可能である反応マトリックスすなわちコア１５は、反応器の心臓部にある。全体的な動作は、反応体ローディング機構２０が、反応物供給源２５からの反応物（例えば、陽子）によってコア１５にロードし、フォノン誘導機構３０を用いてコア物質においてフォノンを生成することである。制御システム４０は、反応物ローディング機構２０およびフォノン誘導機構３０を作動させ、かつ監視する。

フォノン誘導機構は、音波／超音波、電流または熱などの１つ以上の手段を直接に用いて、コアにおいてフォノンを刺激し得る。フォノンエネルギは、コア格子原子核をその中立の位置から変位させる。この変位が格子原子核を互いに接近して移動させる場合において、密度は、増加し、水素原子核（^１Ｈ（陽子）、^２Ｈ（重水素）、または^３Ｈ（トリチウム））の存在によってさらに増加される。密度が増加すると、電子のフェルミ準位は増加し、そのようにして電子および陽子が結合し、中性子およびニュートリノを作ることがエネルギ的に好都合となる。しかしながら、ニュートリノは反応器から逃げ、電子捕捉は、約７８２ＫｅＶだけシステムエネルギの全体の減少という結果になる。

結果として生じる低エネルギの中性子は、他のＨ、ＤまたはＴ原子核との反応の高断面積を有する。プロチウムからの重陽子の形成は、約２．２４ＭｅＶを放出し、ＴへのＤの遷移は、約６．２６ＭｅＶを放出し、後にβ⁻崩壊を伴う^４Ｈへの遷移は、約２２．３６ＭｅＶを放出する。フォノンの波性質および電子捕捉をさせる関係する密度関数のために、結果として生じる^４Ｈの全体の運動量は、β⁻が崩壊関数であるほど十分に低い。反応器に関係するものは、伝熱機構４５であり、伝熱機構４５は、１つ以上の上記の要素に固有であり得、別の要素であり得、または両方の属性を有し得る。

制御システム４０は、制御チャネル５０を介する反応物ローディング機構２０との二方向性の連絡と制御チャネル５５を介するフォノン誘導機構３０との二方向性との連絡を有するものとして示され、また追加の連絡経路が示される。制御機構と反応物ローディング機構との間および制御機構とフォノン誘導機構との間の連絡は、通常、電気的接続に関係し、連絡経路は、非常に一般的であることが意図される。例えば、上記のようにフォノン生成機構は、超音波エネルギまたは熱を用い得る。

制御システム４０はまた、チャネル６０および６５を介するコア１５および伝熱機構４５との二方向性の連絡を有するものとしても示される。これらの追加の制御チャネルは、反応を制御する追加の能力を可能にするが、一部の実施形態において、どちらかまたは両方が不必要であり得る。一部の実施形態において、これらの制御チャネルは、圧力センサおよび温度センサからの信号を提供する。

制御システム４０は、特定の接続を有する拡大された詳細として示される。より詳細には、制御システム４０の観点から、制御チャネル５０は、制御出力５０ａおよび５０ｂ、ならびに制御入力５０ｃを有するものとして示される。同様に、制御チャネル５５は、制御出力５５ａ、５５ｂ、および５５ｃ、ならびに制御入力５５ｄを有するものとして示され、制御チャネル６０は、制御出力６０ａおよび６０ｂ、ならびに制御出力６０ｃおよび６０ｄを有するものとして示され、制御チャネル６５は、制御入力６５ａおよび６５ｂ、ならびに制御出力６５ｃおよび６５ｄを有するものとして示される。

制御システム４０の観点から制御入力および制御出力として見られるものは、反応物ローディング機構２０、フォノン誘導機構３０、伝熱機構、およびコア１５の観点から制御出力および制御入力として見られるという理解から、同じ参照番号が異なる実施形態において用いられる。異なる実施形態は、制御入力および制御出力の異なる組合せを有し得る。

量子核融合反応器の４つの特定の実施形態は以下に詳細に記述される。第１の実施形態（図２および図３Ａ〜図３Ｃ）は、電界を用い、コア物質のローディングおよびフォノン生成機構の一部として電流パルスを制御する。第２の実施形態（図４）は、電界を用い、コア物質のローディングかつフォノン生成機構の一部として音波または超音波エネルギを制御する。第３の実施形態（図５）は、コア物質の流動床を用いる。反応物は、反応チャンバの中に直接に押し出され、コアローディングを制御する。流動床はフォノン伝搬が可能である。流動床におけるフォノン生成は、音波／超音波エネルギ、電流または両方の組合せを直接に与えることによって促進され得る。第４の実施形態（図６）は、反応物気体圧とコア物質の温度との組合せがローディング速度を制御する密閉された容器デバイスである。実施形態ごとに同等または類似の機能を有する要素は、同じ識別参照番号を有するように番号がつけられている。

（好ましい量子核融合の実施形態の共通の特徴）
以下の表は、実施形態の基本要素を述べ、該実施形態のうちの最初４つは上記に簡単に概説された。

図２は、フォノン生成のための電気分解ローディングおよび電流パルスを有する実施形態を概略的に示す。パルスにされたローディング電流は、コアの表面における反応物密度を増加させる。短い量子電流パルスが、フォノン生成を開始するために用いられ得る。これらの量子電流パルスはまた、表皮効果を利用し、表面における電子捕捉による中性子生成の速度を上げ、コア破壊を導くグロスローディングを防ぐことにより、コア表面における電子密度を増加させる。この実施形態において、コア物質の両端をフォノン発生器に接続するために、適切な分離技術が用いられる。ローディング電流からの量子電流の分離は、中性子を生成する第１の融合段階において反応物に対するより良い制御を可能にする。

制御システム４０は、ローディング電流および量子電流の両方に関係する出力を変動させかつ監視する。コアを作動させるために量子電流を用いる任意の所定の反応器に対して、任意の所定の温度／電流作動点における出力レベル（電圧＊電流）における変化は、監視されているコアの変化を示す。任意の所定のローディング電流レベルに対するローディングシステム出力（電圧＊電流）も監視され、システム状態に関する情報を提供し得る。信頼性の目的のために、制御システム設計者（初期開発時に）およびシステムオペレータ（日常の動作時に）は、システムを特徴づけるために一度に１つのパラメータを変動させながら、制御されるべきシステムを動かす。このことは、空間内の種々の点がコア劣化、低水位、液体ｐＨの問題、およびまたはコアのスケーリングなどの問題を示す多次元制御空間を築く。

図２の反応物ローディング機構２０は、パルス変圧器、または電子捕捉事象を作動させるのに必要なローディング電流を生成するのに十分なコンプライアンスのある、他の電流源であり得る。ローディング電流値は、温度、コア断面積、ローディング表面領域、および圧縮電流に依存する。関数反応器パラメータセットの例は、１００ＫＨｚ反復率での４０ｎｓに対する量子電流パルス値４Ａであり、ローディング電流は、５ｃｍのオーダーで水に浸した０．０５ｍｍワイヤコアによる６５Ｃの水温での１００ｍＡのオーダーである。

図３Ａおよび図３Ｂは、反応ローディングおよびフォノン生成回路網の起りうるインプリメンテーションを示す回路図である。

図３Ｃは、特定のインプリメンテーションを示す。コア１５は、接続点Ｊ１に接続され、接続点Ｊ１は、反応器コアを変圧器Ｔ８の二次側に接続し、変圧器Ｔ８は、フォノン誘導機構からコアを分離するために用いられる。変圧器Ｔ８の二次側の中央タップは、ローディング電流源の陰極７５（Ｆ０４は陰極の接続点である）に結合され、コア物質の均一なローディングを提供する。デバイスは、非中央タップの接続で動作するようにされ得るが、これは、コアシステムと共に高い軸方向流量において利益があるように実際に用いられ得る、一様ではないコアの加熱を導く非均一のローディングを導き得る。

コンデンサＣ５、ＦＥＴ Ｕ５およびＵ５Ａ、ならびにＦＥＴ Ｕ６およびＵ６Ａは、時計回りおよび反時計回りの方向に対称の量子電流パルスを提供し、該パルスは、コアにおける均一のローディング速度および反応速度を助ける。半ブリッジドライバＵ４からの出力はＦＥＴのゲートを駆動する。コンデンサＣ２は、高電圧、高静電容量、低インピーダンスデバイスであり、コンデンサＣ５より数オーダーの大きさで大きい。コンデンサＣ２に対する電圧は、制御チャネル５５において供給される。ＦＥＴ Ｕ５およびＵ５ＡはコンデンサＣ５を充電する。ＦＥＴ Ｕ６およびＵ６Ａは、コンデンサＣ５に蓄えられた電荷を放電し、反対の極性の量子電流パルスを提供する。ＦＥＴは、図２の制御チャネル５５ｂおよび５５ｃ上の受け取り信号として示される量子電流パルスの方向を制御するために制御される。供給源切換えの配置は、迅速な切換えを提供し、量子電流パルスを駆動するために必要とするエッジ速度を提供する。

このタイプの駆動配置は、非常に早い立ち上がり時間と短い持続時間の量子電流パルスとをもたらし、表皮効果を高め、コアの表面における反応を集中させる。このことは、コア物質の深く過剰なローディングによる損傷を防ぐのに役立つ。コンデンサＣ２（制御チャネル５５ａ）に対する電圧を調整することによって、量子電流パルスの出力を直接に制御することが可能である。量子電流パルスの必要とする電流レベルは、温度、コア断面積、コア表面積、ローディング速度、およびシステムの出力生成必要度により変動する。出力レベルはまた、コアの状態の変化を検出するためにも用いられ、コアの保全性問題を示す。

シャント抵抗Ｒ２は、コアに入るローディング電流を測定するために用いられる。システムに入るローディング出力は、ローディング電流源を横切る電圧によってシャント抵抗Ｒ２において測定された電流の値を掛けることによって、計算され得る。ローディング電流出力測定は、水のＰｈ、圧力および水位のようなシステム状態のフィードバックを可能にする。水は伝熱機構として働き得る。電流ローディング供給源の陽極は、所望の動作温度において酸素によって傷められない物質から作られることが好ましい。シャント抵抗Ｒ２を横切る電圧は、量子電流の測定値を提供し、一方、接続点Ｐ１１およびＰ１２を横切る電圧は、電圧の測定値を提供する。その積は、量子電流圧縮パルスの出力の測定値を提供する。

反応物ローディングおよび量子圧縮レベルの制御は、例えば、オン／オフ機構によって制御される電子スイッチ（図３ＢのＦＥＴ Ｑ４）を有するコンデンサを備えていることにおいて類似している。

図４は、フォノン誘導機構３０が超音波によってインプリメントされ量子圧縮フォノンを生成するという実施形態の略図である。この実施形態のコアは、図２に示される実施形態におけるコアと同じ特性を有し得、この場合も電気分解がローディングを担う。電流源は好ましいローディング制御方法である。反応物供給源に関して、液体が伝熱機能を同時に達成するために推奨される。コア１５は、インピーダンス整合デバイス８０および反応容器の内部への貫通を用いる超音波送信機に接続される。図２に示される上記の実施形態に類似して、制御チャネル５５ａは、量子圧縮出力を制御し、該量子圧縮出力は、超音波送信機によって超音波エネルギに変換される。反応物ローディングは、電流源によって制御され、これは図２に示されるものと同じローディング実施形態であり得る。

制御システム４０は、制御チャネル５０ｃを介してローディング供給源フィードバックおよび制御チャネル５５ｄを介するフォノン発生器フィードバック、ならびに他のシステム入力から情報を収集し、反応物ローディング機構２０への正しい入力を決定し、フォノン誘導システム３０へ供給されるべき正しい量子圧縮出力を決定する。前者は、制御チャネル５０ａおよび５０ｂ上の信号を介して達成される。後者は、制御チャネル５５ａ上の信号を介して達成される。これらは、核融合の所望の速度を達成するために制御される。量子電流の欠如のために、重水素によってこのタイプのデバイスを少なくとも開始することが必要であり得る。重水素を用いる場合の利点は、正味（ｎｅｔ）中性子生成が不要であり、従って電子の正味吸収がないことである。

図５は、コア１５が流体床（すなわち小さい粒子の床）の形態である実施形態である。ありうる適切な物質は、パラジウムメッキのカーボンブラックであり、カーボンブラックは、触媒としての使用のために、例えば、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ．，３０５０ Ｓｐｒｕｃｅ Ｓｔｒｅｅｔ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ ６３１０３またはＳｈａｎｇｈａｉ Ｊｕｌｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，２９９９ Ｚｈａｎｇｙａｎｇ Ｒｏａｄ，Ｐｕｄｏｎｇ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｃｉｔｙ．Ｃｈｉｎａ ２００１３５、から市販されている。あるいは、コアは多孔性セラミックであり得る。フォノン誘導機構３０は、超音波送信機によってインプリメントされ、該超音波送信機は、コアの中にエネルギを移動し、電子捕捉現象を達成するために必要とする原子間エネルギを提供するために必要とされるフォノンを起こすように、インピーダンス整合デバイスおよび貫通を用いて反応容器の中に超音波エネルギを伝導する。超音波エネルギは、制御チャネル５５ｄを介して制御される。

反応物２５のローディングは反応物の位相に依存する。反応物が高圧気体である場合、反応物ローディング機構２０は容器を充電するための単純な測定デバイスであり得、制御チャネル５０ｃ上の信号源は圧力ゲージであり得る。加圧容器の実施形態において、反応物送り（７０）は、反応物戻り線（７５）と共に動作し、コアを介して反応物を循環させ、コアから外にヘリウムを動かし、新しい反応物がコア物質と接触したままにする。この実施形態は、中性子の生成のための容易に使用可能な電子の供給源がないので、おそらく重水素燃料を使用することが必要であろう。重水素を用いるとき、電子の正味消費はない。むしろ、電子は、触媒として動作するのみである。

図２および図４に示される実施形態の場合のように、制御システム４０は、制御チャネル５０ｃを介してローディング供給源フィードバックおよび制御チャネル５５ｄを介するフォノン発生器フィードバック、ならびに他のシステム入力から情報を収集し、反応物ローディング機構２０への正しい入力を決定し、フォノン誘導システム３０へ供給されるべき正しい量子圧縮出力を決定する。

フォノン生成が超音波エネルギ、量子電流、または電気ヒータとして示される十分な熱エネルギの形態で送達され得ることを除いて、図６は、図５に示される実施形態に類似の実施形態を示す。超音波および量子電流は、より速い応答時間およびより良いフォノン分布という利点を有する。図５の実施形態の場合のように、反応物はコア物質の中に注入され、該コア物質は流体床の形態であり得る。量子電流が提供されない場合、重水素燃料なしでは、このタイプのデバイスをインプリメントすることは可能ではない場合がある。

（動作の理論）
（いわゆる「常温核融合」における観測されるエネルギの供給源）
「常温核融合」に伴う一般的な想定とは異なり、これらの反応から放出されるエネルギは、水素アイソトープおよび^４Ｈｅへの^４Ｈのβ崩壊による中性子捕捉の結果であると信じられている。中性子捕捉およびβ崩壊による放出されたエネルギは、反応構成要素の質量を生成物に関係づける次の等式によって与えられる：

さらなる代替の反応経路は、電子捕捉事象を受け、通過する^２Ｈに結合し^４Ｈｅを形成する^２Ｈである。

（遊離中性子の供給源）
これらの反応に関与する中性子は、コア格子の中にロードされている陽子のフレーバ変化の生成物である（現在のインプリメンテーションは結晶性コアを意図し、他のインプリメンテーションはセラミックコアまたは粉末床を用い得る）。フレーバ変化は、電子捕捉に類似のプロセスによる中性子への陽子の変換を表す。中性子の生成は、フォノンを生成することが可能で、水素イオンをロードすることが可能で、価電子または伝導帯電子を供給し、約５１１ＫｅＶの電子質量を提供し得る結晶格子を必要とする。必要とするシステムは、約７８２ＫｅＶの総ハミルトンエネルギを達成し得るシステムである。この値は、陽子−電子組合せと中性子の質量との間の質量の差を表す。この組合せは、中性子への陽子および電子の変換を導く。これは、全体のより低いシステムエネルギレベルを導く吸熱性の反応である。該システムは、電子捕捉に影響を及ぼすのに十分なエネルギ（質量）のみを変換し、結果として生じる中性子を極めて低いエネルギレベルのままにする。結果として生じる低エネルギ中性子は、格子における^{（１−３）}Ｈ原子核に対して高断面積を有する。この中性子捕捉は、［Ｂａｙｍ１９７１］において論議されるような中性子星を導くプロセスと同様であり、格子において捕らえられ、このシステムにおいてより低いローディングを可能にする量子電流によってさらに高められるＨ、Ｄ、およびＴに適用される。

エネルギはコアの格子内で複数のフォノン波機能の重ね合わせによって陽子に移動されると信じられている。非結合エネルギは極めて非対称であるので、このエネルギは急速に成長する。［ＮＩＨ＿Ｇｕｉｄｅ］において言及されるように、「反発作用は、近距離において急速にブローアップ（ｂｌｏｗ ｕｐ）するように設計される等式によってモデル化される（１／ｒ^１２従属性）。」フォノンエネルギを超える追加のエネルギは、イオンの原子結合状態（ａｔｏｍｉｃ ｂａｎｄ ｓｔａｔｅ）閉じ込めから実現される。格子の局所ローディングが高い場合、水素イオンは、転移金属におけるＰｎＳ_{（ｎ＋１）}軌道波動関数エネルギレベル間の空のＳ_{（ｎ＋１）}電子軌道の八面体点において位置につく。この波動関数エネルギレベルの占有は、ハイゼンベルグの不確定性原理から生じる特性である、いわゆる量子圧縮に必要な閉じ込めを提供する。

電子および陽子の両方ともフェルミオンであるので、そのように捕らえられたイオンは閉じ込め効果を受ける。この閉じ込めエネルギ効果は、Δρ≧（ｈ／２π）／Δｘの形式で述べられるようなハイゼンベルグの不確定性原理の関数であり、隣接帯の占有を引き起こす電子密度の増加によって高められ得る。中性子への陽子の変換は、自然のエネルギ減少機構であり（この機構は、約１．２５３×１０^−１３Ｊの追加を要する）、陽子−電子組合せと中性子の質量との間の質量の差にエネルギを変換し、同時に圧縮原子核間の陽電荷を除去する。変換は吸熱性であるので、システムは、変換によってより高いエントロピーを達成する。変換は、他の水素原子核に対して高断面積を有し、反応可能性の上昇をもたらす低エネルギ中性子という結果となる。

中性子吸収において放出されたエネルギは、格子において運動エネルギに変換され、周囲環境に消散されるように、格子フォノンと相互作用する（熱交換機構）。

（動作の理論に基づく動作の方法）
量子レベルにおける反応を理解することは、商業的用途に必要とされる制御および信頼性を得る方法を明らかにする。以下は、反応に伴うステップの概略である。量子核融合反応を開始する基礎となる機構を理解することによって、今日および予見できる未来に対する世界のエネルギのニーズのほとんどを満足させるために本発明に含まれる知識を用いることが可能である。フォノン減速された核反応は、次の方法により最も効率的に進行する：
ローディングパルスは、電気分解によるイオンへの反応物の解離を引き起こし、電気分解は、遊離反応物をコア物質にする。ローディングパルスはまた、コアの表面においてイオン密度を増加させる。［Ｄａｖｉｓ２００１］は、「気体分子の触媒作用の解離についての調査により、解離が、例えば、名称「Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ Ｄｙｎａｍｉｃａｌ Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ Ｍｅｔａｌ Ｃｌｕｓｔｅｒｓ ａｎｄ Ｃｌｕｓｔｅｒ−Ｌｉｇａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ」、（Ｍｅｔａｌ−Ｌｉｇａｎｄ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ：Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｒｅａｃｔｉｖｉｔｙ，Ｎ．Ｒｕｓｓｏ（ｅｄ．），Ｋｌｕｗｅｒ Ｄｏｒｄｒｅｃｈｔ，１９９５．）であるＪ．Ｊｅｌｌｉｎｅｋによる記事において論議されるように、直接反応および過渡的状態の形成などのいくつかの経路をたどり得ることが判明した」ことに注意する。反応物質の表面において極めて強い電界は、物質の表面にこれらの解離した分子を引きつけるように働く。有利なことに、一部の水素は、物質の表面に積み重なり、次いで、電界線に沿って向けられた運動エネルギにより物質に入る。

コアは、フォノンを伝播することと、反応物をロードすることと、価電子または伝導帯電子を供給することが可能である物質（マグネシウム、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、モリブデン、パラジウム、銀、タングステン、一部のセラミックなど）である。次のものは、量子圧縮を達成するための可能性のある方法の説明である。量子圧縮方法は、量子核融合反応がコアの表面近くで開始されることを可能にし、深いローディング（ｄｅｅｐ ｌｏａｄｉｎｇ）により固有のコア破壊を回避する。

電子は約５１１ＫｅＶの質量を提供する。必要とされるコアシステムは、反応物捕捉点において約７８２ＫｅＶの総ハミルトンエネルギを達成することが可能である。このフォノンエネルギは、電子および電子に関係する運動量と共同して、陽子を中性子に変換することに必要な総質量を供給する。結果として生じる中性子は、極めて低いエネルギレベルである。該低エネルギレベルは、極めて高い断面積を提供し、中性子が蓄積することを可能にし、結局はβ崩壊を導き、その結果^４Ｈｅの形成となる。

本発明は、２つの方法のうちの１つの方法で変換するために必要とされる追加のエネルギを提供し得る。第１の方法は、陰極（量子電流）を介して電流を電気分解（ローディング）パルスと同期させることによる。高電流、すなわちマトリックスを介する周波数成分パルスは、必要とされるフォノンエネルギの生成を誘導する。第２に、このエネルギはまた、コア物質に適切に結合された音波または超音波送信機を用いてフォノンを誘導することによっても供給され得る。中性子捕獲のための電子の供給源がない場合、燃料として重水素を用いることが必要である。重水素が反応電子を必要としない理由は、重陽子による捕獲事象およびその後の別の重陽子との融合後に、電子（β粒子）が放出され、正味電子吸収のない結果になることである。

「フォノン」によって引き起こされる原子間エネルギは、現時点で出願人に知られている現在起こっていることの最も近い記述である。量子パルスは、ワイヤが任意の時間に取り扱うことが可能なものをはるかに超える。パラジウムにおける標準の「フォノン」は、約５０ｍｅＶであるが、それは原子を置換するものではなく、原子の電気的移動を引き起こす。量子パルスは、７８２ＫｅＶを提供する必要とされる圧縮エネルギを達成するために、正に電気的移動を引き起こすように見える。筆者は、ここで、３５Ａもの高い単一パルスを０．０５ｍｍワイヤを通って走らせ、またこれは典型的なフォノンであるようには見えない（５０ｍｅＶフォノンは、７６８ＫｅＶを提供するように加算することはありそうもない）。十分に速いエッジおよび十分に短い幅で、はるかに低い振幅は、電子捕捉が起こる６原子単位格子に必要な７８２ＫｅＶを提供するのに十分である。

結晶格子の中にロードされた陽子は、格子原子の伝導帯に位置を占め、ブロッホの定理に従う。ボロッホ波またはボロッホ状態は、周期ポテンシャル（ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）（格子）に配置される粒子の波関数である。それは、平面波とポテンシャルと同じ周期性を有する周期関数ｕ_ｎｋ（ｒ）との積からなる。すなわち、

である。プランクの定数を掛けられた平面波ベクトルｋは、粒子の結晶運動量である。周期ポテンシャルにおける粒子の波関数は、変換演算子（格子ベクトルによる）がハミルトン演算子と交換可能であることを照明することによって、この形態を有しなければならないことが示され得る。この結果は、ブロッホの定理と呼ばれる。これらの位置におけるＨ原子核は、周囲格子原子核からの極めて高い場圧（ｆｉｅｌｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）の下で生じる。フォノン変位エネルギがＨ原子核の近辺において、

の大きさに達したとき、該フォノン変位エネルギは、電子捕捉事象に対してエネルギ的に有利となる。結果として生じる中性子は、既存のＨ原子核と相互作用する対応する高断面積を有する非常に低いエネルギ状態にある。

場の量子論に従って、ハミルトン演算子の位置エネルギは、所定の固有状態にあるフェルミオンが、ボゾン（フォノン）を吸収または放出し、それによって、異なる固有状態に押し込まれるプロセスのセットが定義されるように、フェルミオンおよびボゾン生成演算子ならびに消滅演算子によって表され得る。固有状態における変化は、ダウンクォークへのアップクォークの変化であり、陽子を中性子に変化させる。

コア演算の仮説が主張することは、フォノン（ボゾン）の生成および吸収によって、原子格子において振動として誘導されるエネルギが核尺度に変換され、それによって、中性子吸収および変換によって放出される核エネルギが格子における運動エネルギとして分散されることである。フォノンは、原子格子における電磁力レベル刺激（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｏｒｃｅ−ｌｅｖｅｌ ｓｔｉｍｕｌｉ）と運動量における亜原子レベルの増加との間のスケール結合（ｓｃａｌｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を提供する。

反応物として水素を用いるシステムにおいて、格子内における限定された位置の陽子の占有であって、コア転移金属におけるＰｎＳ_{（ｎ＋１）}Ｄ_ｎ軌道波動関数エネルギレベル間の八面体点によって増加される陽子の占有は、追加の閉じ込め点を提供する。水素イオンに対するピン止め点である格子内の八面体点の常温核融合の学会においてかなりの量の論議がなされてきた。これらの議論において欠けているキーポイントの１つは、機能するように見える転移金属におけるＰ_ｎＳ_{（ｎ＋１）}Ｄ_ｎ軌道構造間の八面体点についての考察である。水素イオン波動関数が変換を受けるように十分に閉じ込められ得るのは、これらの使用可能な軌道波動関数エネルギレベルにおいてである。

過剰に吸収された水素が格子の中に非常に深く移動する機会を有する前に、量子電流パルスは、フォノンを開始し、中性子生成を導く反応する電子を提供する。高密度への深いローディングは、現在の常温核融合技術のグロスローディング条件を導き得る。この条件において、第１の反応は、近くの捕らえられたＨ原子核すべての連鎖反応を開始する。そのような連鎖反応は、あまりにも多くのエネルギを解放するので、格子結合がこわれ、コアの崩壊を引き起こす。

量子電流によって誘導された陽子ドリフト電流は、格子内の反応物に対して動機付け力（ｍｏｔｉｖａｔｉｏｎａｌ ｆｏｒｃｅ）を働かせ、新しく生成された低エネルギの中性子または中性子に富む物質との核相互作用のポテンシャルを増加させる。

反応物として水素を用いるシステムにおいて、^２Ｈ原子核（重陽子）の生成において放出される結合エネルギは、約２．２２９ＭｅＶである。重陽子は、単一の陽子および結果として生じる^２Ｎ質量が^２Ｈと相互作用することと同じプロセスにおいて、中性にされる。
^２Ｈから^４Ｈへの遷移は、約３．３８６ＭｅＶを放出する。エネルギの最大産出は、β崩壊による^４Ｈｅへの^４Ｈの遷移から生じ、フォノン生成およびα粒子放射の形態で総計約２２．９６５ＭｅＶを産出する。
（伝熱機構）
図１に概略的に示されるように、本発明の実施形態は伝熱機構を意図する（参照番号４５で示される）。一部の実施形態において、コアが反応物供給源として機能を果たす流体の中に沈められるかまたは流体と接触する一部の実施形態において、該流体はまた、伝熱機構としても機能する。反応物がＨ（プロチウム）であり、コアが転移金属群内である場合において、従来のボイラに適用される処理と類似の処理によって水を使用することが可能である。他のコアおよび反応物は、量子電流／量子圧縮技術を適用することによって機能することがありそうである。

有用な反応器のさらなる実施形態は、伝導性コアを有し、熱的に伝導性があるが電気的伝導性がないサポートを含み得る。コアの露出側に反応物の気体供給源を配置すること、および電気分解ローディングを用いることによって、反応は、コアの抵抗電流加熱、量子電流またはそれらの組合せにより開始され得る。コアに電流を有する重要な利益は、主要な反応物としてプロチウムを用いることが可能であることである。コアサポートは、熱シンクとして働き、所望されるものすべて、例えば直接熱変換または動作流体にエネルギを移動させる。動作流体は、［Ｋｏｌａｗａ２００４］において論議されるように、多くの電子まで、および多くの電子を含む任意の気体または液体であり得る。

図７は、コアの１つ以上の表面が反応物供給源に接触し、コアの１つ以上の表面が別の熱シンクに接触するインプリメンテーションを示す。熱シンクは、次いで、動作流体に熱を移動させ、該動作流体から熱は、それ自体目的および自然に、またはタービンを作動させるためのいずれかで抽出され得る。外形は概略的に示される。例えば、コアは、熱的に伝導性があるが、電気的に絶縁のパイプの内部面の物質の層であり、反応物はパイプの内部を通って導入され、熱はパイプの外部面から引き出される。
（量子核融合反応器の操作および制御）
典型的なパラメータが論議され、特定の量が現在の実証炉に関して記述される。実証炉は、大気圧で作動、ローディング電圧要求を減少させるために水酸化ナトリウムの溶液を用いる。加圧反応器が水酸化ナトリウムの必要性を除去することは最もありそうである。このセクションでは、１０ｎＳタイミング分解能をしばしば論議する。これは、実証炉が制御システムにおいて１００ＭＨｚプロセッサを用い、該プロセッサが使用可能な分解能を表すからである。１０ｎｓ分解能について必須であることは何もない。

量子核融合反応器は、電気分解によってインプリメントされ、量子電流制御は、結晶格子においてフォノンの刺激によって駆動される。フォノン刺激は、ローディングパルスと０以上の量子電流刺激パルスとからなる刺激事象サイクルによって達成される。

図８は、ローディングパルスおよび量子電流パルスが制御される方法を示す代表的なタイミング線図である。タイミングは、一連の事象サイクルによって特徴づけられ、その事象の１つが図に示される。

（事象サイクル）
事象サイクルは、ローディングパルスと０以上の量子電流刺激パルスとからなる。ローディングパルスは、水素および酸素に水を解離させ、反応マトリックスへの水素原子核の移動を促進する。量子電流パルスは、反応マトリックスにおいてフォノンを刺激し、電子捕捉のための電子の存在を確実にする。コア温度が、必要とされるフォノンを量子電流なしで供給するほど十分に高い場合、反応電子を供給するようにパルスにされた逆極性の電気分解を用いることも可能であり得る。

（事象の数−０〜２５０（または自由作動（ｆｒｅｅ−ｒｕｎ））
最初の反応器プロトタイプにおいて、事象の数は、反応特性およびコア起動を最適化することを可能にするためにユーザ構成によって決定可能である。自由作動は、反応器が現在構成されるパラメータに従って進行することを可能にする（フィードバックシステムのインプリメンテーションに従って）。

（事象期間−１０μｓ〜１０，０００，０００μｓ（１０μｓ分解能）
このパラメータは、事象サイクル間の時間の長さが制御されることを可能にする。この期間は、格融合誘導のフォノンエネルギの消散を可能にする。より長い事象期間は、ローディングパルスとその後の量子核融合事象との間のより多くの時間を可能にする。現在使用中のハードウェア／ソフトウェアにより、事象は１５１８．８Ｈｚまたは６５８μＳで作動される。これは、９９．５３２８ＭＨｚクロックで１６ビットＰＷＭを表す。

（事象ごとの量子パルスの数−０〜２５０）
このパラメータは、様々なローディングパルス振幅、持続時間および温度特性に対するエネルギ生成の最適化を可能にする。事象ごとの量子パルスの数を変動させることは、量子核融合反応速度とローディング速度との比率が互いに対して調整されることを可能にする。同様なことは、内燃直接注入機関における燃焼サイクルごとの複数の注入事象に関することである。反応プロセスをインプリメントする現在のソフトウェア／ハードウェアは、事象ごとに１４０パルスが可能であるにすぎない。現在の実証炉は、次のパルス幅設定の計算に使われる最も正確なローディング電流を得るために、事象におけるパルスの数の半分が開始された後にローディング電流をサンプリングする。

（ローディングパルス）
ローディングパルスは、水素および酸素への水の解離を引き起こし、反応水晶マトリックスの中への水素原子核の移動を促進する。振幅に対してパルス幅を変動させることは、ローディングの速度とは無関係に解離の速度が制御されることを可能にする。

（ローディングパルス幅−０．１％〜１００％（１０ｎｓ分解能））
パルス幅は、時間ローディング発生の長さを決定する。このことは、反応マトリックスにおけるローディングの密度および深さに対する間接的な制御である。これは、気化機関におけるチョーク設定または混合設定に大体類似している。実証炉に現在使用可能な物質によって、プロセスは、８０＋％ローディング衝撃係数で作動されるとき、容易に検出可能な過剰な熱を生成するのみである。質量変換の効率は、増加した圧力および温度の下でははるかに高く、それによって、上に規定される大幅に拡張された範囲を必要とすることが予期される。

（ローディングパルス振幅−０〜１０２．３７５Ｖ（０．０２５Ｖ分解能）
パルス振幅は、解離の速度、および従って燃料使用可能性の率を決定する。上記に論議されるように、開放された容器条件の下でのローディングパルスは、８０％の衝撃係数を超えなければならない。現在の実証炉は、ローディングが反応器制御プロセッサと同じ基準にありながら、量子パルスを分離する。ローディングエネルギ／電流および衝撃係数は、ローディング電圧を調整することによって制御され得る。実証炉は、水酸化ナトリウムおよび蒸留水を用い、より低いローディング電圧要求を提供する。

（ローディングパルスオフセット−０〜２５０，０００ｎｓ（２５ｎｓ分解能））
このオフセットは、ローディングパルスの開始が量子パルスの開始に対して変動されることを可能にする。これは、内燃機関におけるスパークタイミングに大体類似している。この機能は、現在の実証炉においてなおも存在しているが、しかし現実としては、ローディング衝撃係数は、生成される電流量子パルスと共に、検出可能な量の過剰な熱を達成するために少なくとも８０％でなければならない。現在のデバイスは、電気分解プロセスにおいて遊離されたＨの０．０００１４％以下のオーダーで変換しているようである。これは、１．２Ａのローディング電流において遊離されたエネルギがその変換速度において１０Ｗを超えるので、なおも容易に検出可能である。

（量子パルス）
量子電流の究極の目的は、自由で低エネルギで高断面積の中性子の生成である。量子パルスは、反応マトリックスにおいてフォノンを開始することと、システムに追加のエネルギを与えることと、使用可能な伝導および価電子帯軌道（ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｖａｌａｎｃｅ ｂａｎｄ ｏｒｂｉｔａｌ）を満たし、量子圧縮を達成することと、電子捕捉に使用可能な電子の密度を増加させ、その結果、低エネルギ、高断面積中性子となることとを担う。

場の量子論に従って、ハミルトン演算子の位置エネルギは、所定の固有状態にあるフェルミオンが、ボゾン（フォノン）を吸収または放出し、それによって、異なる固有状態に押し込まれるプロセスのセットが規定されるように、フェルミオンおよびボゾン生成演算子ならびに消滅演算子によって表され得る。固有状態における変化は、ダウンクォークへのアップクォークの変化であり、陽子を中性子に変化させる。

フォノン（ボゾン）の生成および吸収によって、原子格子において振動として誘導されるエネルギが核尺度に変換され、それによって、中性子吸収および変換によって放出される核エネルギが格子における運動エネルギとして分散されることが、標準のモデル理論に基づいて信じられている。フォノンは、原子格子における電磁力レベル刺激と運動量における亜原子レベルの増加との間のスケール結合を提供する。

量子電流は、価電子または伝導帯電子を供給し、約５１１ＫｅＶ電子質量を提供する。量子電流はまた、電子捕捉に必要な、必要とする約７８２ＫｅＶに反応場所のハミルトンエネルギを引き上げることを担う。この値は、陽子−電子組合せと中性子の質量との間の質量の差を表す。

これらの遊離中性子と使用可能な水素原子核との交差が、核融合反応経路を備えている。学問的に受け入れられている最接近の反応経路は、ＲプロセスおよびＳプロセスであり、星状に起る。

量子電流パルスの相対的に低い衝撃係数が、典型的には必要とされる。なぜなら、より長い衝撃係数に対する有効な量子電流パルスの振幅は、典型的にはコアを気化させるからである。例外はあり得る。

（量子パルス速度−３ＫＨｚ〜３００ＫＨｚ（１０ｎｓ分解能）および量子パルス振幅−０〜４００Ｖ（０．２Ｖ分解能））
個々の量子パルスは、フォノン生成とエネルギレベルとを同調させるために調整され得る。フォノンはまた、量子核融合事象の生成物として生成され、より低いフォノン刺激エネルギ入力要求を導く。エネルギレベル要求は、全体としてのコアの高温と、ローディング速度と、コアの外形と、ローディング深さを部分的に決定するローディングパルスの持続時間との関数である。図３Ａにおいてみられるように、量子パルスの振幅は、制御入力５５ａにおける信号によって制御されるように電圧源３０によって規定され、一方、量子パルス遷移は、制御入力５５ｂおよび５５ｃによって制御される。現在の実証炉ソフトウェアパルス速度範囲は１９．５ＫＨｚ〜１２０．１ＫＨｚである。

（量子パルス不感時間−３．３μｓ〜３３３μｓ（１０ｎｓ分解能））
このパラメータは、量子パルスおよびローディング速度をインプリメントするために用いられる回路の関数である。パルス不感時間はまた、コアを介する方向が交互にされる量子パルス間の分割を表す。この交互の量子パルス方向は、コアの均一のローディングを提供する。単方向の量子パルス化は、コアにおける陽子移動という結果となり、コアにおける電位の傾きおよび非均一の加熱を導く。これは、金属コアの最終的に破壊という結果となり得る。なぜなら、有効な量子パルスは、電子捕捉事象／中性子生成を引き起こすために必要な、必要とされるハミルトンエネルギを生成するために、原子の電気的移動を引き起こす。電気的移動が単方向である場合、コアは壊れることがありそうである。

（量子パルスオフセット−１００ｎｓ〜５０００ｎｓ分解能）
このオフセットは、ローディングパルスの開始が量子パルスの開始に対して変動されることを可能にする。これは、内燃機関におけるスパークタイミングに大体類似している。これはまた、量子パルスによって乱されるローディング電流データの正確な収集を可能にする。このパラメータは、量子パルスの周波数を制限することによって、現在の実証炉において置き換えられる。但し、このパラメータは、ローディング電流データの正確な収集を可能にする１つのパルスの遅延因子を表し得る。
（反応器フィードバック）
フィードバックパラメータは、商業的に有用な用途の反応器が、システムのエネルギ要求の指図に従ってリアルタイムに調整され、反応容器内の圧力および温度を変化させる反応パラメータを有して組み立てられることを可能にする。

（温度および圧力）
これは、標準のボイラーフィードバックであり、プロセス制御のためのみに用いられる。

（ローディングパルス電力）
ローディングパルス電力フィードバックは、水（現在の実証炉において水酸化ナトリウム溶液）および電極間環境に関する情報を提供する。ローディングパルス電力における大幅な増加は、コアから離れるように伝熱に影響を与えるコアの回りの蒸気包絡面を導く過剰なフォノン生成を示し得る。一定のローディング出力方法の下での動作は、この問題の制御を助ける。各サイクルの開始時にローディング電流をサンプリングすることによって、値は、電荷蓄積システムの性質により強調され過ぎ得る。電流サイクルのローディング出力を計算するためにサイクルの中間でこのデータを収集し、そのデータをその後のサイクル幅の調整のために用いることがより良い。

（量子パルス電力）
量子パルス電力フィードバックは、コアローディングの状態および起こり得るコア損傷に関する情報を提供する。コアのインピーダンスは、コアにおける反応物の充満のパーセンテージにより変化する。起こり得るコア損傷はまた、コアの抵抗の増加により、量子電流エネルギの永続的な増加を導く。過剰なローディング密度によるインピーダンスの上昇は、過剰のローディング状態を軽減するために、ローディングパルスに対してより大きな数の量子パルスを必要とし得る。持続した過剰なローディングは、コアの劣化および／または破壊を導き、連鎖反応によって、フォノンエネルギの過剰な生成を導く。
（他の反応器特性）
（電源電圧（ローディングパルス））
電源電圧は、ローディング電流の大きさを設定する（以前の実施形態はローディングのためにパルス変成器を用いていて、電源電圧とはパルス変成器の１次側の電圧を称した）。パルス振幅は、解離の速度、従って燃料の使用可能性の速度を決定する。この関数には上限があり、過剰な瞬時ローディング出力によるコア表面の破砕を引き起こさないように注意が払われるべきである。パラジウムにおいて、上限は、約４Ａ／ｍｍ^２のようである。但し、これよりも大幅に少ないローディングの保持が、パラジウムコアの破壊を引き起こす。上記数字は、２０ｍＡ／ｍｍ^２未満のローディング電流ＲＭＳ値の条件下で見出された。

開放された容器において、有効ローディングの下端は、２４０ｍＡ／ｍｍ^２ＲＭＳであるようである。コアの総電気加熱および電気分解溶液にコアが入れられる方法を考慮して、これにも注意が払われなければならない。例えば、コアの端部は、溶液が支持構造を傷めるのを防ぎ、支持構造がローディングエネルギを吸収することを防ぎ、コア物質から熱を有効的に奪うことを防ぐために、絶縁されるべきである。

（量子パルス変成器の１次側電圧）
この電圧は、量子電流の大きさが１次側から設定されることを可能にする。１次側は、量子電流とローディング電流との間の絶縁を維持するために用いられる。量子電流のエネルギをコアに結合するために中央タップの磁気デバイスを用いることは、コアが均一にロードされることを可能にする。有効量子圧縮波形の５００ＭＨｚ以上の周波数成分を扱うことが可能なコアを選択することが重要である。

中央タップの２次側を有するＲＦ伝送経路変圧器（ＴＬＴ）は、うまく機能する。図３Ｃの実証炉Ｔ８において、Ｉｎｄｉａｎａ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｑ１タイプ物質部品番号Ｆ６２６−１２が用いられている。変圧器は、１２０／３８ ＳＰＮ ＬＩＴＺを用いて、４回転１次側および４回転タップの２次側によって巻かれる。実証炉は、１次側にエネルギを結合するために、金属ポリエステルフィルムコンデンサＣ５を有する半ブリッジ構成（図３Ｃ、Ｕ４、Ｕ５、Ｕ５Ａ、Ｕ６、Ｕ６Ａ）の供給源切換えＦＥＴを用いる。
（追加のインプリメンテーション）
反応を用いる別の方法は、Ｆｏｓｔｅｒ Ｍｉｌｌｅｒによって提供される多孔質セラミック構造などの多孔質セラミック構造を用いることを含み得る（Ｋａｒａｎｄｉｋａｒ１９９９、Ｋａｒａｎｄｉｋａｒ１９９９−２を参照されたい）。多孔の形状および網形状が指定され得る。この物質は、所望のコア物質によってメッキされ得る。このタイプの物質を用いる最善の結果は、量子電流活性化のための均一な断面を提供するように設計される多孔性によって達成されると信じられる。このタイプのコアによって、量子核融合反応は、最大電流密度の点において開始するが、コアの残りにおいて陽子から中性子への変化に必要とされる残りのフォノンを供給するのに必要なレベルまで温度が上昇すると分散することが起りそうである。このタイプのコア物質は、放射性同位体熱電気転換器（ＲＴＧ）であるが放射性コアのないＲＴＧにおいて見出される種類の密閉容器の中に置かれ得る。

本発明の１つの局面は、前のパラグラフにおいて言及されたが、機械的および熱力学的下部構造のかなりの部分が既存の商業的に利用可能な技術に基づき得ることである。例えば、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｓｔｅａｍ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，６００ Ｓ．Ｏａｋ Ｓｔ．（Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ２１）Ｂｕｃｈａｎａｎ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ４９１０７ 料金受信人払い電話：（８００）７１４−７７４１から入手可能な３位相電極スチームボイラなどの従来の３位相電極スチームボイラは、次の方法で量子核融合コアに取り付けられ得る：３位相電極スチームボイラを用いて、陰極接続のために３位相電極のうちの２つを用い、それらの間に量子核融合反応器コアを取り付け、量子電流刺激を可能にして、陽極として第３の電極を用いる。驚くことに、これが、デバイスに対する唯一の必要な機械的修正である。
（実験結果）
（実験準備）
図９は、熱の形態での過剰なエネルギの生成を実験的に検証するために用いられる実験的装置の略図である。要約すると、過剰な熱の生成を検証するための技術は、第１および第２の名目上同一の機械的な構成を有するデュアルシステムを用い、各々のサブシステムは、活動中のコアまたはダミーコア（ジュールヒーター）のいずれかを駆動することが可能である。両方のサブシステムは、名目上同一の環境内において維持される。２つのサブシステムは、等しい量の水酸化ナトリウム溶液を含む同一のビーカーを有する。

第１のサブシステムは活動中のコアが備えられ、第２のサブシステムはジュールヒーターが備えられ、両サブシステムは、全入力電力が両サブシステムに対して等しくなるように制御されて、起動され、２つの反応容器の温度はある期間にわたり測定される。

他に理由がなく、液体のジュール加熱がなされる場合、２つの反応容器内の温度が上昇し始めることが予期される。活動中のコアおよびダミーコアの両方が投込み電熱器として働く。伝導および対流から生じる熱損失により、各容器内の液体の温度は、結局は平衡値に達する。

ジュール加熱が活動する唯一の機構である場合、２つの容器は、それらが同じ量の電気エネルギが提供されている場合、同じ平衡温度に達することが予期される。第１のサブシステムがより高い平衡温度に達する場合、そのことは、熱に変換される電気エネルギに帰せられる熱を超える過剰な熱が生成されているということの指示と考えられ得る。

（実験データ）
下記の表１は、２００６年１２月の月中に得られた実験データを示す。

最初の３つの列（日付列を除く）は、量子圧縮（表において「Ｑ」と短縮される）波形の質を記述する。図に示される作動に関して、コアは０．０５ｍｍ直径のパラジウムワイヤである。コア直径は、量子圧縮パルスに対するサイズおよびエッジ速度の要求の決定において重要である。瞬時ローディングアンペア／ｍｍ^２およびＲＭＳローディングアンペア／ｍｍ^２は、ローディング要求であり、総アンペアは、使用中のコアの表面積に関係する。

反応器およびジュールヒータへの電力は、比較のために等しいレベルに維持される。ジュールヒータ電力の測定は、標準の電力計を用いることにより達成される。反応器電力の測定は、ローディング電力および量子圧縮電力に対する別の計算で、計算上行なわれる。一般に、反応器への電力の大部分（７５〜９０％）は、量子圧縮に対するより小さい部分を有する、回路のローディング部分の電力である。

第２の１２月５日の作動は、コアに加えられる量子パルスを有していなく、より高い温度まで水を上昇させた。このことは、ジュールヒータがローディング回路よりも多くの入力電力を溶液に移動させるという事実を示す。第１の１２月５日作動よりもシャープなパルスを有する１２月１８日および１２月２０日作動の結果は、それらが量子圧縮パルスによる過剰な熱の生成を強く示唆するということにおいて勇気づけるものである。
（参考文献）
次の参考文献は本明細書において参考として援用される。

（結論）
上記は本発明の特定の実施形態の完全な説明であるが、上記の説明は、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲を限定するものとしてとられるべきではない。

図１は、本発明の様々な実施形態に共通の要素を示す専門的な略図である。 図２は、コア物質を介する電流パルスによる電気分解ローディングおよび量子圧縮を含む、本発明の第１の実施形態の略図である。 図３Ａ〜図３Ｃは、本発明の第１の実施形態の様々なインプリメンテーションに適した回路を示す回路略図である。 図３Ａ〜図３Ｃは、本発明の第１の実施形態の様々なインプリメンテーションに適した回路を示す回路略図である。 図３Ａ〜図３Ｃは、本発明の第１の実施形態の様々なインプリメンテーションに適した回路を示す回路略図である。 図４は、フォノンの音波／超音波誘導による電気分解ローディングおよび量子圧縮を含む本発明の第２の実施形態の略図である。 図５は、流動床または粉末様式コアと、音波／超音波誘導による直接反応物注入および量子圧縮とを含む本発明の第３の実施形態の略図であり、該音波／超音波誘導は、中性子の作成のための容易に使用可能な電子の供給源がないので、重水素燃料の使用が必要でありそうである。 図６は、本発明の第４の実施形態の略図であり、該第４の実施形態は、直接の反応物注入を利用し、１）音波／超音波誘導と、２）量子電流と、３）熱（量子電流以外の方法を用いる場合で、この方法は、通常、燃料を用いることが必要で、電子の正味吸収がない結果となる）とを含む方法のうちのいずれか１つまたはこれらの方法の組合せの方法により量子圧縮が生成されている状態で、流動床または粉末形態コアと相互作用する孤立した反応物を含む。 図７は、コアの１つ以上の表面が反応源と接触し、コアの１つ以上の表面が別の熱シンクと接触するインプリメンテーションを示す。 図８は、ローディングおよび量子パルスが制御され得る方法を示す代表的なタイミング線図である。 図９は、熱の形態での過剰なエネルギの生成を実験的に検証するために用いられる実験的な装置の略図である。

Claims (20)

1. コアと呼ばれる、フォノン伝搬が可能である物質の本体と、
   該コアの中に反応物を導入する機構と、
   反応物が該コアの中に導入されたとき核反応を受けるように、該コアにフォノンを誘導する機構と、
   制御システムであって、該反応物を導入する機構および該フォノンを誘導する機構に連結され、該核反応によって放出されたエネルギが該コアの破壊を実質的に回避する方法で消散することを可能にしながら、所望のレベルのエネルギ生成を提供するように、該コアにおける核反応の回数および該核反応の深さを制御する、制御システムと
   を備えている、エネルギ生成のための装置。
2. 前記コアの中に反応物を導入する前記機構は、該コアに電気的に連結される制御電気分解源を備えている、請求項１に記載の装置。
3. 反応物は液体媒体から提供され、該液体媒体は伝熱媒体としても働き、前記コアから熱を除去する、請求項１に記載の装置。
4. 反応物は気体媒体から提供され、
   前記装置は、前記コアから熱を逃がすために該コアに熱的に結合された多量の熱伝導物質をさらに備えている、請求項１に記載の装置。
5. 前記装置は、多量の熱伝導物質をさらに備え、
   前記コアは、多量の熱伝導固体物質の第１の表面に配置されたコア物質を備え、
   該多量の熱伝導物質は、該コアから熱を逃がす機構を提供する、請求項１に記載の装置。
6. 前記多量の熱伝導物質は、動作流体と接触する表面部分を有する、請求項５に記載の装置。
7. 前記コアにフォノンを誘導する前記機構は、音波アクチュエータまたは超音波アクチュエータを備えている、請求項１に記載の装置。
8. 前記コアにフォノンを誘導する前記機構は、ヒータを備えている、請求項１に記載の装置。
9. 前記コアにフォノンを誘導する前記機構は、電流パルスの供給源を備えている、請求項１に記載の装置。
10. 前記コアはワイヤまたはシートとして形成される、請求項１に記載の装置。
11. 前記コアは流動床または粉末床として形成される、請求項１に記載の装置。
12. 前記コアの中への反応物の導入を制御する前記機構は電界発生器を備えている、請求項１に記載の装置。
13. コアと呼ばれる、フォノン伝搬が可能である物質の本体を提供することと、
    該コアの中に反応物を導入することと、
    該コアにおいてフォノンを生成し、核反応を受けるように該反応物に対してエネルギを提供することと、
    反応物導入の速度およびフォノン生成の速度を制御することであって、該核反応によって放出されたエネルギが該コアの破壊を実質的に回避する方法で消散することを可能にしながら、所望のレベルのエネルギ生成を提供し、該コアにおける核反応の回数および該核反応の深さを制御するようにする、ことと
    を包含する、エネルギ生成のための方法。
14. 前記コアの中に反応物を導入することは、該コアに電気的に連結される制御電気分解源を用いる、請求項１３に記載の方法。
15. 反応物は液体媒体から提供され、該液体媒体は伝熱媒体としても働き、前記コアから熱を除去する、請求項１３に記載の方法。
16. 前記コアにおいてフォノンを生成することは、音波エネルギまたは超音波エネルギを該コアに加えることを包含する、請求項１３に記載の方法。
17. 前記コアにおいてフォノンを生成することは、該コアを加熱することを包含する、請求項１３に記載の方法。
18. 前記コアにおいてフォノンを生成することは、該コアを通って電流パルスを通過させることを包含する、請求項１３に記載の方法。
19. コアと呼ばれる、フォノン伝搬が可能である物質の本体と、
    該コアと接触する液体を維持するための容器と、
    該コアに電気的に連結され、該液体から該コアの中に反応物を導入するための制御電気分解源と、
    該コアを介して電流パルスを確立するためのパルス発生器であって、該電流パルスは該コアにおける反応物に核反応を受けさせるように該コアにおいてフォノンを生成する、パルス発生器と、
    制御システムであって、該電気分解源および該パルス発生器に連結され、該核反応によって放出されたエネルギが該コアの破壊を実質的に回避する方法で消散することを可能にしながら、所望のレベルのエネルギ生成を提供するように、該コアにおける核反応の回数および該核反応の深さを制御する、制御システムと
    を備えている、エネルギ生成のための装置。
20. コアと呼ばれる、フォノン伝搬が可能である物質の本体と、
    該コアと接触する液体を維持するための容器と、
    該コアに電気的に連結され、該液体から該コアの中に反応物を導入するための制御電気分解源と、
    超音波アクチュエータであって、該コアに音響的に連結され、該コアにおける反応物に核反応を受けさせるように該コアにおいてフォノンを生成する、超音波アクチュエータと、
    制御システムであって、該電気分解源および該超音波アクチュエータに連結され、該核反応によって放出されたエネルギが該コアの破壊を実質的に回避する方法で消散することを可能にしながら、所望のレベルのエネルギ生成を提供するように、該コアにおける核反応の回数および該核反応の深さを制御する、制御システムと
    を備えている、エネルギ生成のための装置。

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