JPH0325392A - 核融合発電プラント、核融合装置及び核融合反応方法 - 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、常温で核融合反応を誘起し、発電を行なう方
法および装置に関わる。

〔従来の技術〕

水素吸蔵力の高いパラジウム（又はチタン）を陰極とし
て、重水を電気分解する事により、常温で核融合反応が
起る可能性は、ユタ大学ポンズ教授らにより、フィナン
シャルタイムズ誌（３月２３日、１９８９年）上で発表
された。その後、ブリガムセング大学のジョーンズ教授
らは、核反応の確率はボンズ教授らの発表の百兆分の１
である事を指摘した（読売新聞、１９８９年４月３日（
月））。米国ロスアラモス研究所は、液体窒素温度でチ
タンに重水素を吸蔵させ、中性子を検出した（朝日新聞
、１９８９年５月２５日（水））．〔発明が解決しよう
とする課題〕 上記従来技術のうち、ポンズ教授らの実験結果の追試の
成功例は、現時点では公式には発表されていない。一方
、ジョーンズ教授らは、上記の方法による核融合反応の
反応確率は極めて低く、放出エネルギーは百兆分の１ワ
ットにすぎないと指摘している．更に、ジョーンズ教授
らは、核融合反応は、陰極の表面のみで起ると指摘して
いる。

本発明の目的は、重水を吸蔵する金属の比表面積を飛躍
的に向上させ、液体重水素中に加圧系で浸漬する事によ
り，重水素吸蔵量を飛躍的に増えさせる事である。本発
明の第２の目的は重水素を吸蔵させた金属を、低温から
常温に急激にとり出し、核反応を誘起させ，発生した熱
を適当な熱媒体により除去し、発生した蒸気で発電する
事である。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、電気分解法に代わり、重
水素吸蔵力の高い金属または合金を担持した支持金属を
液体重水中に加圧状態な浸漬させ，核反応を誘起し、発
生した熱を適当な熱伝達剤により除去し、発生した蒸気
で発電させるものである。

〔作用〕

水素吸蔵合金は、低温になる程水素吸蔵量が飛躇的に向
上する。液体重水素はマイナス約２５０℃であり、大き
な重水素吸蔵量が期待できる。

水素吸蔵合金で粉体状で支持金属に担持する事により、
水素吸蔵合金の比表面積を飛躍的に増大させる事ができ
る。

液体重水素中で、吸蔵された重水原子は、低温〜常温で
、熱運動により核反応を起す。この際発生する熱を、適
当な熱伝達剤を用いて除去し、この熱によって気化した
熱伝達剤の蒸気でタービン発電を行なう。

水素吸蔵金属または合金を液体重水素に出し入れするサ
イクルをくり返す事により連続的に発電を行なう事がで
きる。

液体重水素中に水素吸蔵合金を浸漬し、重水素を吸蔵さ
せる際、加圧状態で行なう事により、重水素吸蔵を高効
率で行なうことが出来、液体重水素の損失も低減する事
ができる。

熱伝達剤としては、反応熱に応じて、軽水，フレオンガ
ス等を選択する事によって、熱損失を低減する事が可能
となる。

また、水素吸蔵金属としては、パラジウム，チタン等の
単体金属または、パラジウムと銅などの他の金属との合
金が望ましい。パラジウムと銅，白金，Ｄジウム，金等
の金属との合金は、吸蔵した水素（重水素，３重水素）
を安定化する作用がある。

液体重水素以外に、核反応を起し得る原料として、液体
３重水素、および、液体重水素と液体３重水素との混合
物が考えられる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を、第１図，第２図および，第３
図を用いて説明する。

実施例１ 本発明の実施例を第１図を用いて説明する。先ず、Ｔｉ
，ＰｄおよびＰｄ−Ｃｕ合金等の水素を吸蔵する能力を
もつ金属またはそれらの粉体を担持した金属１を、液体
重水素または液体重水素と液体３重水素の混合液体２中
に加圧状態で浸漬する．５は圧力シール材である。

液体重水素（又は液体３重水素との混合物）中に浸漬さ
れた水素吸蔵合金は、液体水素温度で多大な量の重水素
（またはトリチウム）を吸蔵する。

充分、重水素（またはトリチウム）を吸蔵した後、３の
ピストン駆動装置で、一気に加圧した気相部へひき抜く
。このとき気相部は、４の熱伝達材ジャケットにより、
−４０℃〜室温程度．の温度となっているので、１に吸
蔵した重水素原子同士あるいは重水素原子と３重水素原
子同士が熱運動により衝突し、核反応を起す．この核反
応によって発生した熱により熱伝達材が蒸発し、蒸気は
９からタービンへ送られ、発電を行なう。

原料となる液体重水素または液体重水素と３重水素の混
合液体は、リザーバータンク７から供給される。

気相部の圧力は数〜数十気圧とし、シール材５は、充分
その圧力に耐えるものとする。

また、熱損失及び液体重水素の損失を防ぐため、８に断
熱材を加えた方が望ましい。また、更に，装置全体を真
空〜減圧下の容器に格納する事が望ましい。また，核反
応により発生する中性子による作業層被ばくを防止する
ため、格納容器の外側にパラフィン等を必要に応じて設
置する。

熱伝達材としては、沸点約−３０℃のフレオンガスや、
その他の冷媒が望ましい。

実施例２ 本発明の次の実施例を第２図を用いて説明する．反応容
器１２は密閉構造で液体重水素が５〜６分程度満たされ
ており，容器内は液相部と気相部をもつようにしておく
。気相部には重水素が数気圧〜数十気圧に封入されてい
て、液体重水素の消耗を抑える働きがある．この容器内
に円筒形の水素吸蔵金属板１３を置き、容器外の駆動装
Ｉｔ！！１０により上下に動く永久磁石１１によって、
気相部の実線の位置と液相部の点線の位置を遠隔に駆動
させ往復できるようになっている。

まず、金属板を液相部に浸漬し、十分に重水素を吸蔵さ
せた後、駆動装置で磁石を動かし、金属板を気相へ引き
上げる。気相中の金属板内では、温度上昇に伴って、重
水素分子の熱運動がさかんになり、ある確率で重水素分
子同士の核反応が起こるようになる。この核反応により
発生する熱エネルギーを冷媒ジャケット１５で、熱交換
し、冷媒を液体から蒸気に変換しタービンを回転させ、
発電を行なう．この操作をくり返すことにより、上記の
作用に従って安定したエネルギーを発生させることがで
きる。反応に伴う液体重水素の消耗は、バルブを介して
貯槽１４から供給される。

本実施例では、反応容器１２の材質は反磁性体であるセ
ラミックスが好適である． 水素吸蔵合金板としてはＴｉ，Ｐｄ、あるいはＰｄ−Ｃ
ｕ合金、その他の水素吸蔵合金が使用可能である。

冷媒としては、比較的沸点が低い液体が適しており、沸
点−４０℃程度のフレオンが好適である。

本実施例によれば完全な密閉構造で、金属板を騙動でき
るため、熱，液体重水素の損失が小さいという利点があ
る。

実施例３ 本発明の次の実施例を第３図を用いて説明する。

まず、Ｔｉ，Ｐｄ、およびＰｄ−Ｃｕ合金等の水素を吸
蔵する性質をもつ金属でカプセル１６を作る。但しカプ
セルは中央部の断熱材１７で上半分と下半分が熱的に絶
縁されている。このカプセル内に約２０″Ｋの液体重水
素または液体重水素と液体３重水素の混合物を下半分の
容器を満たす程度に注入し，さらに気相部に重水素を数
〜数十気圧に封入する。この状態でしばらく放置してお
くと、重水素又は３重水素が金属内に高濃縮状態で吸蔵
される。この段階をＳｔｅｐ　１とする。

次にこのカプセルを上下半転させる。Ｓｔｅｐ　１で極
低温状態であった下半゛分は、気相部となり、徐徐に温
度が上昇する。このとき周囲の温度は室温ないし−４〜
５０℃の低温が好ましい。温度上昇に伴い、金凰に吸蔵
された重水素分子の熱運動がさかんになり、ある確率で
重水素同士又は重水素と３重水素の核融合反応が起こる
。この段階をＳｔｅｐ　２とする， さらに気相部の温度が上昇してくると上記核反応の頻度
が飛躍的に高まり、熱を発生する。ここで，冷媒ジャケ
ット１９にて熱交換を行う。冷媒としては沸点が約−４
０℃であるプレオンを用いると効率よく蒸気を発生させ
ることができる。そこで，フレオン蒸気でタービンを回
転させることにより熱エネルギーを電気エネルギーに変
換することが可能となる。冷媒としては水を用いてもよ
い．この段階をＳｔｅｐ　３とする。

Ｓｔｅｐ　３で熱エネノレギー出力の低下がｗＡ測され
れば、再びカプセルを上下半転させてＳｔｅｐ　２→Ｓ
ｔｅｐ３とくり返せば、安定した出力が得られる。

尚、Ｓｔｅｐ　２において、温度の上昇をマイクロ波加
熱等により短時間に行なう。これにより効率的にサイク
ル運転を行なえる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、基本的には重水素吸蔵体を液体重水素
中に出入れするサイクルと低温沸騰する熱伝達媒質水を
用いた熱交換装置からなる簡易な装置により、低温核反
応を誘起でき、多大な電気的エネルギーを取り出せる発
電プラントを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は低温で核反応を誘起させる装置を示す図、第２
図は第１図におけるピストン駆動部をなくし、重水素吸
蔵を高圧で行なう事ができる様にした装置を示す図、第
３図は反応容器内部に駆動部をもたない実施例である。 １，１３・・・（水素吸Ｒ）金属、４，５．１９・・・
冷媒ジャケット、３，１０・・・駆動装置、２，１２，
ＳｔｅＰ １ 右 ３ 日 ＳｊｅＰ．　’１ ｓｉｅ，，３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体重水素中に重水素吸蔵体を設け、核融合反応を
   誘起する核融合反応手段を有することを特徴とする核融
   合発電プラント。 ２、前記重水素吸蔵体を低温〜沸騰状態の熱伝達媒体中
   に導き、核融合反応を誘起した後、再び液体重水素中に
   浸漬するサイクル繰り返す手段を有することを特徴とす
   る請求項１の核融合発電プラント。 ３、前記重水吸蔵体を粉体状で担持する支持金属を有す
   ることを特徴とする請求項１の核融合発電プラント。 ４、前記核融合反応手段が前記重水素吸蔵体を前記液体
   重水素中に浸漬、取出しする手段を有し、前記核融合反
   応手段を密封加圧状態にしたことを特徴とする請求項１
   の核融合発電プラント。 ５、液体重水素中に重水素吸蔵体を浸漬させ核融合反応
   を誘起する核融合装置。 ６、液体重水素中に重水素吸蔵体を浸漬させ核融合反応
   させる核融合反応方法。