JP2017198643A

JP2017198643A - ターゲット式パルス衝突型核融合炉

Info

Publication number: JP2017198643A
Application number: JP2016099965A
Authority: JP
Inventors: 實藤原; Minoru Fujiwara
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-04-26
Filing date: 2016-04-26
Publication date: 2017-11-02

Abstract

【課題】動力用パルス衝突型核融合炉に「パルス液滴ターゲット」を追加して、衝突確率は向上した。次の課題は「Ｄ＋Ｄ連鎖２次衝突型核融合反応」を発生させる方法である。これにより、理論的エネルギー利得（ｇａｉｎ）が格段に向上する。【解決手段】液ターゲットをリング状に形成し（液リング）、その内面に斜め上方から加速したＤ粒子ビームを衝突させると、１次衝突型Ｄ＋Ｄ核融合反応が発生する。この時に同時に発生する高いエネルギーレベルのトリチム粒子は、四方に飛散するので、これらを周囲の「液リング」でキャッチして、「Ｄ＋Ｄ連鎖２次衝突型核融合反応」を発生させる。炉の形状は以前の球形炉から円筒形の炉にしたほうが、設計・製作・調整上利点が多い。【選択図】図１

Description

本発明は、ターゲット式パルス衝突型核融合炉に関する。

特願２０１３−２３０６１６（液ターゲット式パルス衝突型（球形）核融合炉）では、液ターゲット式を採用して、衝突確率が向上した。しかしＤ＋Ｄ連鎖２次核融合反応に対処するための具体的な方法については、未提示であった。

ＴｒａｎｓｍｕｔａｔｉｏｎＥｆｆｅｃｔｓＯｂｓｅｒｖｅｄｗｉｔｈＨｅａｖｙＨｙｄｒｏｇｅｎ
ＢｙＭ．Ｌ．Ｅ．Ｏｌｉｐｈａｎｔ，Ｐｈ．Ｄ．（ＭｅｓｓｅｌＲｅｓｅａｒｃｈＦｅｌｌｏｗｏｆｔｈｅＲｏｙａｌＳｏｃｉｅｔｙ）
Ｐ．Ｈａｒｔｅｃｋ，ｐｈ．Ｄ．，ａｎｄＬｏｒｄＲｕｔｈｅｆｏｒｄ，ｏ．Ｍ．，Ｆ．Ｒ．Ｓ．

特願２０１３−２３０６１６
（液ターゲット式パルス衝突型核融合炉）

動力用パルス衝突型核融合炉に「パルス液滴ターゲット」を追加して、衝突確率は向上した。次の課題は「Ｄ＋Ｄ連鎖２次衝突型核融合反応」を発生させる方法である。
これにより理論的エネルギー利得（ｇａｉｎ）が格段に向上する。また同時に厄介なトリチウムの処理が軽減できるので、一挙両得である。

解決の手段

液ターゲットをリング状（液リング）に形成し、その内面に斜め上方から加速したＤ粒子ビームを衝突させると、１次衝突型Ｄ＋Ｄ核融合反応が発生する。

この時に同時に発生する高いエネルギーレベルのトリチウム粒子は、四方に飛散するので、これらを周囲の「液リング」でキャッチして、「Ｄ＋Ｄ連鎖２次衝突型核融合反応」を発生させる。炉の形状は以前の球形炉から円筒状に変更する。設計・製作・調整上利点が多い。

発明の効果

液ターゲットの形状をリング状にしたので、通常の噴水で見る如く、ごく自然に噴き上げて空中で停止した瞬間に、Ｄ粒子ビームを照射すればよいので、設計、製作、調整が容易になる。

特願２０１３−２３０６１６は発電所用核融合炉を前提条件にしているので球形炉であったが、本願は円筒形の炉にしたので、ターゲットと加速器セットとの距離を短縮できる。したがって核融合炉の大きさを先ず小型からスタートし、実績を積みながら大型まで進むことができる。

Ｄ粒子加速ビームセットを円筒形の炉の限られた範囲に設置すればよいので、ブランケットの設計、製作、据え付けが容易になる。

液ターッゲトが小粒のものから液リングの内面（点→面）になったので、Ｄ粒子加速ビームセットから中性管を除外することが可能になった。

まず小皿に入れた液体の重水素に斜め上方から加速Ｄ粒子ビームを衝突させる方法からスタートする。次はピペットから液体重水素を数滴噴き上げてターゲットとする。実績を積み重ねながらターゲットの液リングを目指す。

２０１１年３月に発生した東日本大震災により、福島第一原発はメルトダウンした。この事故により脱原発の機運はさらに増大した。

また地球温暖化は増々その勢いを増しつつある。政府は２０５０年にはＣＯ２の排出量を８０％削減すると世界に約束した。クリーンな動力用融合炉の実現が熱望されている。

実験報告書について、
古典的なものでは、オリファント、ハーテック、ラザフォードの３人が書いた論文
「ＴｒａｎｓｍｕｔａｔｉｏｎＥｆｆｅｃｔｓＯｂｓｅｒｖｅｄｗｉｔｈＨｅａｖｙＨｙｄｒｏｇｅｎ」
（前出）がある。時代的な制限があり、純粋な重水素ではなく、重水素の化合物の液体をターゲットとしているが、基本的には本願と同じである。

現在進行形の実験について。
雨だれターゲット式あるいは小皿上の液滴ターゲット式の実験は、現在どこかの研究所で現在進行中と推定する。この実験結果は影響する範囲が大きいので、いずれ頃合いを見計らって公表されるものと期待している。

液体重水素をリング状にして、これをターゲットとして、加速Ｄビームを衝突させて、１次核融合反応を発生させる方法とその結果生ずるトリチウムを液体重水素のリングと衝突させて連鎖２次核融合反応を発生させる方法の説明用の略図。

Ｄ＋Ｄ１次核融合反応と連鎖２次核融合反応の理論的利得（ｇａｉｎ）について説明している。かなりユニークなものなので、エンジアリング的な立場からは、拒絶反応が出るものと推定する。

ＬＤＴＲ：液体重水素ターゲットリング

ＬＤＴＧ：同上上部ガード

ＬＤＵＧ：液体ターゲットリング下部ガード

ＬＤＪＳ：同上ジェット（噴き上げ）システム
ＤＡＣＢ：重水素加速ビーム
ＩＳＡＣＳ：イオン源＋重水素粒子加速システム
ＰＤＤＦ：Ｄ＋Ｄ１次衝突型核融合発生場所を１ビーム・Ｉケ所だけ取り上げて概念的に示している。

Claims

円筒形の炉の中央に、液体重水素の短い同一長さの円柱状の液柱１８本をリング状に、お互い間に隙間のないように、それらの上端が同一高さになるように噴き上げる。できあがった液体重水素のリングをターゲットとして、その内面に向かって、斜め３０度の上方から加速した重水素のビームを衝突させて、動力用のＤ＋Ｄ１次核融合反応を発生させ、同時にＤ＋Ｄ連鎖２次核融合反応を発生させる方法。
基本的には請求項１と同じだが、液体重水素のターゲットリングのオープンになっている上面と下面をカバーするように、円盤状に液体重水素の短い円柱状の液柱をシンクロ化して噴き上げて、ターゲットリングの上面と下面にカバーを形成する方法。