JPH02287192A - 低温核融合方法 - 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、超高温を必要とせずに核融合反応を起こすこ
とが可能な、低温核融合方法に関する。

従来の技術 重水素原子核（Ｄ）と重水素原子核（Ｄ）が核融合を起
こすと（以下Ｄ−Ｄ核反応と呼ぶ）、大きなエネルギー
を放出するが、Ｄ−Ｄ核反応を起こすためには、重水素
原子核の持つ正電荷によるクーロン障壁を越えるだけの
エネルギーを重水素原子核に持たせる必要がある。その
ため、従来、超高温、超高密度の重水素プラズマを発生
させ、磁場中に締じ込める方法、重水の粒子に高エネル
ギーのレーザー光を照射する方法などが研究されている
。

ところが最近、米国ユタ大学のポンス教授と英国サラサ
ンプトン大学のフライシュマン教授の共同研究チームは
、室温で核融合反応を起こすことに成功したと発表し、
世界中に大きな反響を呼んでいる。この技術は、バラジ
ュウムまたはチタン金属を陰極とし、陽極に白金電極を
用い、重水電解液中に浸漬して電流を通ずると、未知の
核融合反応が起こり、投入電力の４〜５倍の熱量が発生
すると言うものである。

発明が解決しようとする課題 この発表以来、世界各地の多くの研究機関で確認実験が
試みられたにもかかわらず、この核融合反応に共なう中
性子の発生量が予想よりはるかに少なく、従来の概念で
は理解し難く、未だに確証を得るに至っていない。

本発明は、新しい原理に基づいて、安定にかつ効率よく
核融合反応を起こさせ、極めて超高温を用いることなく
エネルギーを取り出す、低温核融合方法を得ることを目
的とする。

課題を解決するための手段 少なくとも一方の電極板が重水素吸蔵金属または合金か
らなる２枚の電極板を対向させ、前記画電極板間に重水
素ガスを充填するとともに、前記画電極板間に直流また
は交流電圧を印加し、ガス放電を８起して核融合反応を
促進する。

作用 金属原子間に吸蔵された重水素原子核の電荷は周囲の金
属原子が作る電子の雲によって遮蔽され（スクリーニン
グ効果）、実効的に減少する。金属原子と同程度の濃度
（〜１０２２個／ｃｍ”）の重水素原子が吸蔵されると
、トンネル効果が劇的に増大し、核融合反応が起こり易
くなる。

また、金属原子間に吸蔵された重水素原子核は、室温に
おいても一定のエネルギーを持って調和振動していると
考えられるが、画電極板間に重水素ガス放電を発生させ
ると、Ｄ・イオン、及びＤ２・イオンが電極表面に衝突
し、これらの重水素イオンは、電極表面の重水素原子の
濃度を著しく高め、また吸蔵された重水素原子核の調和
振動のエネルギーを高める効果をもたらす。

それにより、超高温を必要とせずに核融合反応が起こる
ものと考えられる。

実施例 実施例１ 第１図に、本発明による低温核融合方法を実施するため
の装置の一実施例を°示す。

１および２は重水素を吸蔵する金属からなる電極板であ
り、両型極板１．２は所定の間隔を保って対向させられ
、その間に重水素ガスが充填されて放電空間７を形成す
る。両型極板１、２の周辺部は、内部に充填される重水
素ガスが漏れないように、スペーサ３を介して封着され
ている。４および５は各々、重水素ガスの導入口および
排出口である。

電極板１及び２には厚さ０．５ｍｍのバラジュウム金属
板を使用し、その間隔は０．１ｍｍとした。１気圧の重
水素ガスを流し、パラジュウム電極板に十分な重水素ガ
スを吸蔵させた後、電源６によって画電極板間に２００
〜３００Ｖの交流電圧を印加して内部にガス放電を発生
させた。

放電電流を、１０ｍＡ／ｃｍ２から１００ｍＡ／Ｃｍ２
まで変化させると、放電条件によって投入電力の１倍か
ら約３倍の熱が発生した。

画電極板間に重水素ガス放電が発生すると、平均エネル
ギーが数ｅＶから数＋ｅＶのＤ″−イオン及びＤａ’イ
オンが電極表面に毎秒ＩＱ＋７〜１０１θ個／ｃｍ”程
度衝突する。これらの重水素イオンは、電極表面の重水
素原子の濃度を著しく高める効果ととともに、吸蔵され
た重水素原子核の振動エネルギーを高める効果も発揮す
るため、核融合反応が促進されるものと思われる。

また電極板表面に衝突する重水素イオンの密度と平均エ
ネルギーは、放電条件によって制御することができる。

上述の効果は、次のように説明することが可能である。

第２図に示すように、この核融合反応が起こる確率は理
論計算によれば、例えばバラジニウム金属の場合、重水
素原子核の調和振動エネルギーが１．５〜４．５ｅＶで
著しく増大する。

更に、我々の理論計算によると、従来考えられて来た核
融合反応式 ％式％） とは異なる次式に示すカスケード核反応過程によるもの
であると考えられる。

（２）Ｄ＋Ｄ→’Ｈｅ°（複合核） ’Ｈｅ　”＋　Ｄ→’　Ｌ　ｉ　”４’Ｈｅ　＋　Ｄ　
＋２２．４ＭｅＶ即ち、ＤとＤが先ず融合反応を起こし
て、複合核’Ｈｅ”ができ、引き続いて’Ｈｅ”と近隣
に存在する重水素原子核が反応して複合核６Ｌｉ・がで
きる。

６Ｌｉ’が分離して’ＨｅとＤとになる。この時、２２
．４ＭｅＶのエネルギーが放出される。発生するエネル
ギーは電荷粒子’Ｈｅ４４とＤ４のみに与えられ、金属
中で熱に変換される。従って、放射線の発生量は従来の
Ｄ−Ｄ核反応によるものの約百万分の１であって、クリ
ーンなエネルギーが得られる特長がある。

上記の実施例において、画電極板間に重水素ガス放電が
発生した時、重水素イオンにより、電極表面の重水素原
子の濃度が著しく高められ、また、吸蔵された重水素原
子核の振動エネルギーは１゜５〜４．５ｅＶに高められ
て、上記のような反応が可能になるものと考えられる。

なお、より反応の効率を高めるには、振動エネルギーを
２〜４ｅＶに高めることが望ましい。

本発明による低温核融合方法においては、バラジニウム
金属以外に、チタン金属、またはこれらの金属の合金な
ど、高濃度（単位体積中の金属原子数と同程度）に重水
素原子を吸蔵する金属であれば、特に限定せずに用いる
ことができる。

一方、熱発生効率を上げるためにはできるだけ低電圧で
放電させることが望ましい。電極間隔ｄとガス圧Ｐとの
間には花火開始電圧に関するパッシェンの法則を利用す
ることができる。重水素ガスの放電ではＰｄ積が０．５
〜５０　Ｔｏｒｒ”ｃｍになるように設計することが望
ましい。

重水素ガスとしては０．５〜数気圧、電極間隔として０
．００５〜０．１ｃｏ程度か望ましい。また、重水素ガ
ス放電は交流放電によってもまた直流放電によっても同
様の効果が得られる。但し、直流放電の場合は、少なく
とも陰極側の電極に重水素吸蔵金属板を使用する必要が
ある。

実施例２ 第３図に電極板の構造に関する一実施例を示す。

チタン金属板７の表面を酸化して、厚さ０．３μｍの酸
化チタン膜８を形成し、ホトリソグラフィ技術によって
、その酸化チタン膜８に直径的３０μｍの微小孔９を多
数設けた。

この電極板を用いて実施例１に示す低温核融合方法を実
施すると、熱発生効率が更に向上することが認められた
。

このことは、高い電流密度の電流を局所的に流すことに
よって、前記スクリーニング効果が強められたものと考
えられる。

以上の実施例においては、外部エネルギーを加えて金属
自重水素原子核の調和振動エネルギーを高め制御する手
段として放電プラズマを用いたが、その他に電気化学的
エネルギー、電子ビームエ゛ネルギー　光エネルギー、
超音波エネルギーなどを利用することも可能である。

発明の効果 本発明によれば、簡単な装置を用いて、安定に効率よ（
核融合反応を起こすことができ、放射線の発生の少ない
クリーンなエネルギーを取り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における低温核融合装置の概
略を示す断面図、第２図は重水素原子核の調和振動エネ
ルギーと本発明による核融合反応が起こる確率との関係
を示すグラフ、第３図は本１゜ ２・・・・電極板、 ３・・・・スペーサ、 ４・・ ・導 入口、 ５・・・・排出口、 ６・・・・電源、 ７・・・・放電空 間。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一方の電極板が重水素吸蔵金属または
   合金からなる２枚の電極板を対向させ、前記両電極板間
   に重水素ガスを充填するとともに、前記両電極板間に直
   流または交流電圧を印加し、ガス放電を誘起して核融合
   反応を促進することを特徴とする低温核融合方法。
2. （２）重水素吸蔵金属電極板が局所的に電子密度または
   電流密度が高くなる部分を有するように構成することを
   特徴とする請求項１に記載の低温核融合方法。
3. （３）重水素吸蔵電極板として、その表面を多数の微小
   孔を有する電気絶縁材料で被覆したものを用いることを
   特徴とする請求項２に記載の低温核融合方法。
4. （４）重水素吸蔵電極板として、不純物元素を局所的に
   含有させたものを用いることを特徴とする請求項３に記
   載の低温核融合方法。
5. （５）重水素吸蔵金属または合金に重水素を高濃度に吸
   蔵させるとともに、前記重水素吸蔵金属が局所的に電子
   密度が高くなるように構成し、更に外部エネルギーを加
   えて前記重水素吸蔵金属または合金内の重水素原子核の
   調和振動エネルギーを高めるように制御することを特徴
   とする低温核融合方法。
6. （６）重水素吸蔵金属または合金に重水素を高濃度に吸
   蔵させるとともに、外部エネルギーを加えて前記重水素
   吸蔵金属または合金内の重水素原子核の調和振動エネル
   ギーが１．５〜４．５ｅＶになるように制御することを
   特徴とする低温核融合方法。