JPH02280086A - 低温核融合法およびそれに用いる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、核融合に係わり、特に、高温プラズマ状態を
達成せずに低温で核反応を進行させる核融合法に関する
。

〔従来の技術〕

従来、核融合法は、磁場（従来技術１．核融合研究５７
　（１９８７）５）またはレーザ（従来技術２、核融合
研究５８　（１９８７）２６）による高温プラズマの閉
じ込め法が用いられてきた。これは、核の融合を行なう
には２つの正の電荷を持つ原子核を核力の働く距離まで
近づけることが必要であるため、非常に大きなり−ロン
反発力に打ち勝つような高い活性化エネルギーを熱とし
て原子に与えなければならないためである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、高温プラズマ（数千百度以上）を、一
定時間以上保守する必要があるため、まだこれらの方法
では、加えたエネルギーを上回る出力は得られていない
。また、従来技術１では、高温プラズマを保持するため
の磁場を作り出す磁石と高真空容器が必要であるため、
装置は大掛かりかつ高精度のものが要求される。本発明
の目的は、適当な触媒を用いることにより、核融合反応
の活性化エネルギーを低減するとともに、安価な装置で
上記従来技術と同等またはそれ以上の効果を得ることに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては、水素を内部に貯えることのできる材
料に重水素を吸蔵させることにより、該材料を核融合反
応の触媒として用いる。これは、水素を内部に貯えるこ
とのできる材料を、電解装置の負極として用いるか、ま
たは、圧力容器の内部に吸蔵体として設置するかにより
達成される。

重水素イオンとは重水素のイオンであり、重水素は本発
明の核融合をする核種の主要なものである。

イオン伝導体とは、イオンの運動によって電流を伝える
物質であり１例えば、ナフィオン樹脂のような固体、あ
るいは硫酸重水溶液、塩酸重水溶液のような液体のよう
に、重水素をイオンとして含む物質であれば何でも良い
。

電気分解装置とは、上記イオン伝導体に電流を通じて化
学変化を起こさせることが出来る装置である。

負極材料とは、上記電気分解装置において上記イオン伝
導体に接触して電気を流せしめる電極のうち、他方より
電位の低いほうの電極を構成する材料であり、本発明に
おいては、例えば、Ｔａ。

Ｔｉ、ＦｅＴｉ０系水素吸蔵合金、ＮｉＴｉ合金。

Ｔｉ−Ｌｉ膜、あるいはＮｉＴｉの多孔質焼結体のよう
な水素吸蔵合金等から成る多孔質体が用いられる。

水素を内部に貯えることが出来る材料とは、化学的ある
いは物理的にその内部に水素を吸蔵することの出来る材
料であり、水素を高密度で保持するだめのものである。

水素吸蔵金属とは、化学的あるいは物理的にその内部に
水素を吸蔵することの出来る金属であり、例えばＴｉ、
Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｔ−１ａ、Ｐｄ。

Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｔｈその他の遷移金属
を示すものとする。負極材料１中または水素の吸蔵体２
１の重水素の密度が、ある一定値を越えると、”）Ｉ　
（ｄ、ｎ）’Ｈｅまたは、”Ｈ（ｄ。

ｐ）　３Ｈの核融合反応さらに、’Ｈｅ　（ｄ＋　ｐ）
’Ｈｅまたは３Ｈ（ｄ　ｒ　ｎ　）　４Ｈｅの反応が生
じ、このときエネルギーが放出される。

上記核融合反応のうち、　３Ｈ（ｄ、ｎ）４Ｈｅの反応
は、他の反応に比べて起こりやすいので、重水素（ｃｌ
）に三重水素（３Ｈ）を混入することにより、核融合の
起こる確率を高めることが出来る。

イオン伝導体２に固体を用いると１機械的振動によりイ
オン伝導体２と電極１，３の相対位置が変わることがな
いので、安定な反応が期待でき、また携帯用に供するこ
とも出来る。

リチウムが負極材料１に含まれると、上記核融合反応で
生じた中性子がリチウムに取り込まれ、’Ｌｉ　　（ｎ
、（Ｅ）３Ｈまたは’Ｌｉ　　（ｎｔ　ｎａ）’Ｈの反
応で新たに三重水素（’Ｈ）が生成するため、効率的に
核融合反応を継続することが出来る。

水素を内部に貯えることの出来る材料は、水素の圧力を
高めることにより水素密度を高めることが出来るため、
核融合反応の確率が高くなる。イオン伝導体２に圧力を
加えることにより、負極に発生する水素を効率良く負極
内に吸蔵させることが出来るため水素密度が上がってこ
の効果が期待出来る。

多孔質の負極材料および吸蔵体は、水素吸蔵しても該負
極材料および該吸蔵体の孔の内部に膨張するだけなので
、全体の形状がほとんど変化しない。

バナジウムを主成分とする水素を内部に貯えることが出
来る材料を用いると、吸蔵した水素の密度は、約１１　
Ｘ　１０２２ａｔｏｎ＋ｓ／ｃｍ’と高密°度になり、
上記核融合反応が促進される。

吸蔵体に電流を流すと、重水素をより活性化することか
出来る。

水素吸蔵合金としては、Ｔ　ｌ　＠　Ｚ　ｒ　ＨＶ　ｓ
　Ｎ　ｂ　ｓＭｇ、Ｌａ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａ
ｇ。

Ｃｒ、Ｔｈや他の遷移金属などの水素吸蔵金属や、１つ
以上の前記水素吸蔵金属と（０，ＡΩ、Ｙ。

Ｃａ、Ｍｏ、Ｇｏ、Ｎ、Ｍｎ）の中から１つ以上選らん
で組み合わせた水素吸蔵合金、あるいは前記水素吸蔵金
属または水素吸蔵合金の組み合わせによる複合構造のも
のなど水素を内部に吸蔵出来る物質であれば良い。

〔作用〕

水素を吸蔵する性質を有する材料に重水素を吸蔵させる
ことにより、低温で該融合反応ができ、該融合反応が効
率良く行なえる。

〔実施例〕

以下、実施例でもって本発明を説明する。

核融合反応によ、って生じる中性子の測定には、電気分
解容器１１または高圧電気分解容器１０の外あるいは、
高圧容器２２内に設置したｔｏ　Ｂ　（ｎ。

α）’Ｌｉ反応を利用した中性子カウンタを用いた。さ
らに、正極３にはｐｔを用いたがＣなどのイオン伝導体
２に容易に溶出しない物質であれば何でも良い。電源Ａ
６は、極性が決まっており、１．２３Ｖ以上の電圧を発
生するものであれば何でも良く、電流測定器７、電圧測
定器８は必ずしも必要ではない。

実施例１゜ 第１図を用いて本発明の詳細な説明する。イオン伝導体
２として０．０１モル硫酸重水溶液を用い、負極１にＴ
ａを用いて電気分解を行なった。

電源６には通常の定電圧電源を用い、電圧測定器８及び
電流測定袋７を第１図の様に構成した。このときＩＯＶ
、０．５Ａであった。中性子の測定により、約９０秒に
１回の割合で核融合反応が生じていることが分かった。

イオン伝導体２には。

重水素をイオンとして含む物質であれば何でも良い。

実施例２゜ 第１図を用いて本発明の詳細な説明する。負実施例１と
同様の測定を行なった。中性子の測定により約１０秒に
１回の割合で核融合反応が生じていることが分かった。

負極１には、水素吸蔵合金等なら何でも良い。

実施例３゜ 第１図を用いて本発明の詳細な説明する。イオン伝導体
２として三重水素を０　、１　ｐｐｍ含む塩酸重水溶液
を用いて上記実施例１と同様の測定を行なった。負極ｌ
にはＴａおよびＦｅＴｉ０系水素吸蔵合金を用いて行な
った。その結果Ｔａを負極とした場合には約１５秒に１
回、ＦｅＴｉ０水素吸蔵合金を負極とした場合には約５
秒に１回の割合で核融合反応が生じていることが分かっ
た。

実施例４゜ 第１図を用いて本発明の１実施例を説明する。

イオン伝導体２として加水分解時に重水を加えたナフィ
オン樹脂を用い、負極１にＮｉＴｉ合金にＰｄを１μｍ
被覆したものを用いるとともに電気分解容器１１を横倒
しにして上記実施例１同様のに１回の割合で核融合反応
が生じていることが分かった。イオン伝導体２にはナフ
ィオン樹脂のほか重水素をイオンとして含むことの出来
る固体であれば何でも良い。

実施例５゜ 第１図を用いて本発明の１実施例を説明する。

イオン伝導体２として加水分解時に重水を加えたナフィ
オン樹脂または０．１モル硫酸重水溶液を用い、負極１
にはＴｉとＬｉを１μｍを周期として交互に積層したも
のを用いて上記実施例１と同様の測定を行なった。この
とき中性子はほとんど観測されなかった。この状態で３
００時間経過した後、負極を取り出し、水素の同位体存
在比を測定したところ、３Ｈが電気分解前に比べて、イ
オン伝導体２としてナフィオン樹脂を用いた場合には約
２倍、０．１モル硫酸重水溶液を用いた場合には約５倍
に増加しており、＠Ｌｉ（ｎ、α）３Ｈまたは“Ｌｉ　
　（ｎ、ｎα）３Ｈの核融合ダ応が起こっていることが
分かった。

実施例６゜ 第３図を用いて本発明の詳細な説明する。イオン伝導体
２として０．１モル塩酸重水溶液を用い、正極３にｐｔ
を、負極１にはＴｉを用いた電気分解を密閉構造を持つ
高圧電気分解容器１０の中で重水素５０気圧（加圧媒体
１３）の状態で行なった。核融合反応によって生じた中
性子を測定したところ、約７秒に１回の割合で核融合反
応が生じていることが分かった。イオン伝導体２には重
水素をイオンとして含むことができる物質であれば何で
も良い。

実施例７゜ 第１図を用いて本発明の詳細な説明する。負極１にＮｉ
Ｔｉの多孔質焼結体および、ＦｅＴｉ０系合金を用いて
上記実施例１と同様の測定を行なったところどちらも約
５秒に１回の割合で核融合反応が生じていることが分か
った。３００時間連続して電気分解を行なった後、負極
１を取り出し外部から形状のＷｔ祭をしたところ、Ｎｉ
Ｔｉの多孔質焼結体は電解前に比べて変化はなかったが
、ＦｅＴｉ０系合金は水素の吸蔵による劣化がみられた
。負極１には、水素吸蔵合金等から成る多孔質体である
ならば何でも良い。

実施例８゜ 第２図を用いて本発明の詳細な説明する。ステンレス製
の高圧容器２２内にＴｉを主成分とする吸蔵体２１を入
れ、コックＡ２６を閉じ、コックＢ２７を開にして真空
ポンプ２９により高圧容器内部空間２８の排気を行なっ
た。次にコックＢ２７を閉じ、コックＡ２６を開にして
圧縮器２７よりガス溜２５にある重水素を高圧容器内に
圧入して、１０気圧とした。中性子を測定したところ。

約１０秒に１回の割合で核融合反応が生じていることが
分かった。

実施例−９゜ 第２図を用いて本発明の他の実施例を説明する。

■を主成分とする吸蔵体２１を用い、さらに吸蔵体２１
を加熱して３００℃とて実施例８と同様の実験を行ない
中性子を測定したところ、約１秒に１回の割合で核融合
反応が生じていることが分かった。ただし、吸蔵体２１
の加熱は、吸蔵体２１に添加する他の成分を調整するこ
とにより、必ずしも必要ではない。

実施例１０゜ 第２図を用いて本発明の詳細な説明する。三重水素を０
　、１　ｐｐｍおよび１　ｐｐｍ含む重水素ガスをガス
溜２５に入れ実施例８と同様の実験を行なった。吸蔵体
２１としてＦｅＴｉ０系合金を用いると三重水素を０　
、１　ｐｐｍ含む場合には約１秒に１０回、ｌ　ｐｐｍ
含む場合には約１秒に１００回の割合で核融合反応が生
じていることが分かった。

実施例１１゜ 第２図を用いて本発明の１実施例を説明する。

吸蔵体２１として、ＴａとＬｉを１μｍを周期として交
互に積層したものを用いて実施例８と同様の測定を行な
った。この場合中性子はほとんど観測されなかったが、
３００時間経過した後、吸蔵体２１を取り出し、水素の
同位体存在比を測定したところ、３Ｈが実験前に比べて
、約１０倍に増加しており、’Ｌｉ　　（ｎ、ＣＩ）３
Ｈまたは’Ｌｉ（ｎ、ｎα）３Ｈの核融合反応が生じて
いることが分かった。

実施例１２゜ 第２図を用いて本発明の詳細な説明する。吸蔵体２１と
してＮｉＴｉの多孔質焼結体およびＦｅＴｉ０系合金を
用いて実施例８と同様の実験を行なったところどちらも
約５秒に１回で割合で核融合反応が生じていることが分
かった。このまま３００時間経過した後吸蔵体２１を取
り出し外部から形状のａｍをしたところ、ＮｉＴｉの多
孔質焼結体は実験前に比べて変化はなかったが、ＦｅＴ
ｉ０系合金は水素の吸蔵による劣化がみられた。吸蔵体
２１は、水素吸蔵合金等の多孔質体であるならば何でも
良い。

実施例１３゜ 第４図を用いて本発明の他の実施例を説明する。

吸蔵体２１に電極３１を取り付けて、外部から５Ｖ、Ｌ
Ａの電流を流し実施例９と同様の実験を行なったところ
、約１秒に２回の割合で核融合反応が生じていることが
分かった。電源Ｂ３５は直流。

交流どちらでも良い。

実施例１４゜ 第５図を用いて本発明の他の実施例を説明する。

吸蔵体２１を取り囲むようにコイル３６を巻き、外部か
ら１にヘルツの交流電流を加えて、実施例９と同様の実
験を行なったところ、約１秒に２回の割合で核融合反応
が生じていることが分かった。

また、高圧容器２２をプラスチックやＢＮ等の電気伝導
性のない材料で作成すれば、コイル３６を容器の外に巻
いても良い。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、安価な装置で容易に核融合反応
を起こすことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の概略を表わす全体図、第３図
は高圧を加える構造を有する電解装置の全体図、第４図
は電極を介して吸蔵体に電流を流すための構造の部分図
、第５図誘導電流を吸蔵体に流すためのコイル構造の部
分図である。 １・・・負極、２・・・イオン伝導体、３・・・正極、
４・・・正イオン、５・・・負イオン、６・・・電源Ａ
、７・・・電流計測器、８・・・電圧計測器、９・・・
中性子カウンタ、１０・・・高圧電気分解容器、１１・
・・電気分解容器、１２・・・重水素イオン、１３・・
・加圧媒体、２１・・・吸蔵体、２２・・・高圧容器、
２４・・・圧縮器、２５・・・ガス溜、２６・・・コッ
クＡ、２７・・・コックＢ、２８・・・高圧容器内部空
間、２９・・・真空ポンプ、３１・・・電極、３２・・
・絶縁体、３５・・・電源Ｂ、３６・・・コイル。 第７目 ／２ 第２目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対向する電極間にイオン伝導体を入れ、電流を流す
   ことにより電気分解を行なう電解装置において、イオン
   伝導体に重水素イオンを含み、負極材料として水素を内
   部に貯えることが出来る材料を用いることを特徴とする
   低温核融合法。 ２、水素を内部に貯えることが出来る材料として、水素
   吸蔵金属または水素吸蔵合金、あるいはその複合体を用
   いることを特徴とする請求項１記載の低温核融合法。 ３、イオン伝導体は、更に三重水素イオンを含むことを
   特徴とする請求項１記載の低温核融合法。 ４、イオン伝導体は、固体であることを特徴とする請求
   項１記載の低温核融合法。 ５、負極材料にリチウムを含むことを特徴とする請求項
   ４記載の低温核融合法。 ６、負極材料にリチウムを含むことを特徴とする請求項
   １記載の低温核融合法。 ７、電気分解装置は、イオン伝導体に圧力を加える事が
   出来る構造を有することを特徴とする請求項１記載の低
   温核融合法。 ８、負極材料は多孔質であることを特徴とする請求項１
   記載の低温核融合法。 ９、水素を内部に貯えることが出来る材料からなる吸蔵
   体を圧力容器内部に配置する装置において、該吸蔵体に
   重水素を含む気体を吸蔵させることを特徴とする低温核
   融合装置。 １０、水素を内部に貯えることが出来る材料として、バ
   ナジウムを主成分として含む水素吸蔵金属または水素吸
   蔵合成、あるいはその複合体を用いることを特徴とする
   請求項９記載の低温核融合装置。 １１、気体は、更に三重水素を含むことを特徴とする請
   求項９記載の低温核融合装置。 １２、吸蔵体はリチウムを含むことを特徴とする請求項
   ９記載の低温核融合装置。 １３、吸蔵体は多孔質であるヒとを特徴とする請求項９
   記載の低温核融合装置。 １４、吸蔵体に電流を流すことが出来る手段を有するこ
   とを特徴とする請求項９記載の低温核融合装置。