JPH03183988A - 低温核融合反応方法および装置 - Google Patents

低温核融合反応方法および装置

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JPH03183988A
JPH03183988A JP1322663A JP32266389A JPH03183988A JP H03183988 A JPH03183988 A JP H03183988A JP 1322663 A JP1322663 A JP 1322663A JP 32266389 A JP32266389 A JP 32266389A JP H03183988 A JPH03183988 A JP H03183988A
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JP
Japan
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thin film
sample
deuterium
fusion reaction
low
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Application number
JP1322663A
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English (en)
Inventor
Eiichi Yamaguchi
栄一 山口
Takashi Nishioka
孝 西岡
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

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、核融合反応法およびその装置に関し、特に1
000℃以下の低温において、固体金属中における重水
素の核融合反応を高効率に生ぜしめる低温核融合反応方
法およびその装置に関するものである。
〔従来の技術] 1000℃以下の低温において、固体金属中で重水素(
DJの核融合反応を行わせ得る方法としては、次のよう
なものがある。一つは、重水(D20)の電気分解によ
り発生した重水素(D2)をPdもしくはT、中に吸蔵
させ、重水素の濃度を上げることにより核融合反応に至
らしめるという方法である。
この核融合反応方法を詳しく説明すると、室温において
、020を主体として構成される電解液中に、Pdもし
くはTIからなる陰電極と、Auもしくはptからなる
陽電極とを挿入し、画電極に1〜100Vの電圧を印加
して重水を電気分解し、電気分解によって発生した重水
素を陰電極に蓄積させ、核融合反応(D−D反応)に至
らしめるという方法である。
もう一つは、PdもしくはT、をlO気圧以上の重水素
ガス中に置き、重水素ガスの温度を液体窒素温度から室
温まで上げていくことにより核融合反応な生ぜしめると
いう方法である。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、前者の核融合反応方法は再現性が乏しく
、また多数の実施例において、核融合反応の確率は重水
素1対あたり1秒間に10−24回以下という低い値が
得られている。後者の核融合反応方法もまた再現性が乏
しく、中性子検出器による測定において、 100μ秒
のサンプリング時間に40〜50個の中性子が発生した
のを2回観測したという報告例があるのみであり、中性
子発生の頻度も小さいという問題点があ□った。
本発明の目的は、上述の問題点を解決し、固体金属中に
おける重水素原子の拡散を制御することにより重水素原
子同士の遭遇確率、すなわち核融合反応効率を高めた低
温核融合反応方法およびその装置を提供することにある
[課題を解決するための手段] このような目的を達成するために、本発明の低温核融合
反応方法は、重水素を吸蔵させ、一方の表面が重水素原
子拡散係数が小さい第1の薄膜で覆われ、もう一方の表
面が前記薄膜と同等かもしくはより高いがパラジウムあ
るいはチタンよりも小さい重水素原子拡散係数を有する
第2の薄膜で覆われたパラジウム板あるいはチタン板の
形態の試料を容器に収納し、この容器内を減圧すること
によって、前記試料と前記第1の薄膜との界面における
重水素濃度を高めるように制御することを特徴とする。
また、本発明の低温核融合反応装置は、重水素を吸蔵さ
せ、一方の表面が重水素原子拡散係数が小さい第1の薄
膜で覆われ、もう一方の表面が前記薄膜と同等かもしく
はより高いがパラジウムあるいはチタンよりも小さい重
水素原子拡散係数を有する第2の薄膜で覆われたパラジ
ウム板あるいはチタンの板の形態の試料と、この試料を
収納する容器と、この容器を減圧する減圧手段とを備え
たことを特徴とする。
さらに、本発明の低温核融合反応装置は、さらに前記試
料に応力を印化する応力印加手段を備えたことを特徴と
する。
〔作 用〕
本発明においては、PdもしくはT、中に吸蔵されてい
る重水素原子が外界へ拡散しようとするのを、Pdもし
くはT、の表面を覆う薄膜により抑制する。さらに、温
度勾配または応力勾配または電位勾配を印加して、重水
素原子が特定の方向へ拡散するのを制御する。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
実10運上 第1図は本発明の第1の実施例を説明する図である。こ
こで、lは真空チャンバーである。2は冷却装置である
。3はAu、 Sin、 (0,4≦X≦2)、MnO
,(0,4≦X≦2)もしくはpbからなる薄膜(厚さ
100〜1000入)である。4はD2ガス雰囲気中に
おいてD2を吸蔵させたPd板もしくはTI板の形態の
試料である。試料4へのD2ガスの吸蔵はD2ガスを約
300℃で数分間加熱しその後放置することによって行
なう。5はAu薄膜(厚さ1000〜2000人)であ
る。6はヒーターである。7はターボ分子ポンプである
ここで、試料4に薄膜3および5を形成すること試料4
にD2ガスを吸蔵させることの順序は2通りある。一つ
は試料4にD2ガスを吸蔵させた後に薄膜3および5を
蒸着する方法である。もう一つは試料4の一表面に薄膜
3あるいは5を蒸着した後に試料4にD2ガスを吸蔵さ
せ、その後試料4のもう一つの表面に薄膜3および5の
うちの残りの薄膜を蒸着させる方法である。前者よりも
後者の方が吸蔵された重水素が抜けにくい。
これらを動作させるには、まず、ターボ分子ポンプ7に
より、真空チャンバーl内部を圧力1O−4Torr以
下に減圧した後、冷却装置2に例えば液体窒素あるいは
水等を入れる。冷却装置2に入れる冷却溶媒により冷却
温度を可変にすることができる。一方ヒーター6により
肋薄膜5の表面を100〜200℃に昇温する。
この結果、試料4の内部では、温度勾配(試料4の下面
に向かって高くなっていく)が発生し、試料4の下面は
、D原子拡散係数が極めて小さい(10−’〜10−”
Cm/5)Au薄膜5で覆われているので、D原子は、
試料4のAu薄膜5側から薄膜3側に向かって拡散する
しかるに試料4の上面は、薄膜3で覆われておりかつ温
度も低いため拡散係数もより小さくなって、D原子は、
薄膜3と試料4との界面近傍に高密度に蓄積される。従
って核融合反応確率が増大する。温度勾配の印加は重水
素拡散の方向性を助長させる。
温度勾配を印加せず、単に真空チャンバ−1内部の圧力
10−’Torr以下に減圧する場合も、 D原子は等
方的に外界に向かって試料4中を拡散し、薄膜3と試料
4との界面および試料4とAu薄膜5との界面近傍に蓄
積されて同様の効果を生ずる。
実験は試料4として、縦および横が3cm、厚さが1m
mのPd板を用い、薄膜3として、厚さが20〜100
人のMn□+を用いた。Au薄膜5は厚さが1000人
のものを用いた。薄膜3を試料4に蒸着した後に試料4
にD2ガスを吸蔵させ、その後薄膜5を蒸着した。
実験の結果、温度勾配を印加しないとき、2×10’n
/sの中性子の1〜3秒にわたる発生を確認した。この
測定はレムカウンタを用い、レム(rem)単位で得ら
れた測定値を、1秒間に発生する中性子の個数(n/s
)に換算したものである。従来の低温核融合反応方法に
比べて104倍以上の核融合反応率である。
丈施明ス 第2図は本発明の第2の実施例を説明する図である。第
2図において第1図と同様の箇所には同一の符号を付す
。8は試料をおさえるための治具である。9は応力印加
治具である。lOは直流電圧源である。
これらを動作させるには、ターボ分子ポンプ7により、
真空チャンバ−1内部を圧力10−’Torr以下に減
圧させた後、応力印加治具9を上方に移動させて、薄膜
3.試料4およびAu薄膜5に応力を印加する。
印加された応力により、試料3は弾性変形をおこし、試
料4に吸蔵されていたD原子は、Au薄膜5側から薄膜
3側に拡散する。直流電圧源10により直流電圧1〜1
00■を印加するとD原子の拡散が助長される。このよ
うにして、D原子は薄膜3と試料4との界面近傍に高密
度に蓄積されて、核融合反応確率が増大する。
実験は試料4として、縦および横が3cm、厚さが1m
mのPd板を用い、薄膜3として、厚さが20〜100
人のMnOxおよびSnowを用いた。Au薄膜5は厚
さが1000入のものを用いた。薄膜3を試料4に蒸着
した後に試料4にD2ガスを吸蔵させ、その後薄膜5を
蒸着した。
実験の結果、応力印加後24時間以内に、サンプリング
時間10msで100カウント以上という中性子バース
トが2回観測された。
なお、実施例1および2において、薄膜3として薄膜5
と同じAuを用いた場合も、薄膜5の方が厚いので、重
水素原子拡散率は薄膜5の方が小さい。従って、 D原
子は薄膜3の方向に拡散するので同様の効果が得られる
[発明の効果] 以上説明したように、本発明においては、Pdもしくは
T、中におけるD原子の拡散を制御し、D原子同士の遭
遇確率を高めるようにしたので、高効率で安定性の高い
核融合反応を得ることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す図、第2図は本発
明の第2の実施例を示す図である。 1・・・真空チャンバー 2・・・冷却装置、 3・・・薄膜、 4・・・試料、 5・・・Au薄膜、 6・・・ヒーター 7・・・ターボ分子ポンプ。 8・・・治具、 9・・・応力印加治具、 IO・・・直流電圧源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)重水素を吸蔵させ、一方の表面が重水素原子拡散係
    数が小さい第1の薄膜で覆われ、もう一方の表面が前記
    薄膜と同等かもしくはより高いがパラジウムあるいはチ
    タンよりも小さい重水素原子拡散係数を有する第2の薄
    膜で覆われたパラジウム板あるいはチタン板の形態の試
    料を容器に収納し、この容器内を減圧することによって
    、前記試料と前記第1の薄膜との界面における重水素濃
    度を高めるように制御することを特徴とする低温核融合
    反応方法。 2)前記試料に対し、温度勾配を印加することを特徴と
    する請求項1記載の低温核融合反応方法。 3)前記試料に応力勾配を印加することを特徴とする請
    求項1記載の低温核融合反応方法。 4)前記試料にその厚さ方向に直流電圧を印加すること
    を特徴とする請求項1または3記載の低温核融合反応方
    法。 5)重水素を吸蔵させ、一方の表面が重水素原子拡散係
    数が小さい第1の薄膜で覆われ、もう一方の表面が前記
    薄膜と同等かもしくはより高いがパラジウムあるいはチ
    タンよりも小さい重水素原子拡散係数を有する第2の薄
    膜で覆われたパラジウム板あるいはチタンの板の形態の
    試料と、この試料を収納する容器と、 この容器を減圧する減圧手段と を備えたことを特徴とする低温核融合反応装置。 6)請求項5記載の装置において、さらに前記試料に応
    力勾配を印化する応力印加手段を備えたことを特徴とす
    る低温核融合反応装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0688887A (ja) * 1992-04-20 1994-03-29 Univ Nagoya 常温核融合反応方法
JP2010066114A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 核種変換装置及び核種変換方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0688887A (ja) * 1992-04-20 1994-03-29 Univ Nagoya 常温核融合反応方法
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