JPH06167586A

JPH06167586A - 核融合装置

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Publication number: JPH06167586A
Application number: JP4341153A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Fujimura; 明宏藤村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-11-26
Filing date: 1992-11-26
Publication date: 1994-06-14
Anticipated expiration: 2017-01-07
Also published as: JP3243475B2

Abstract

(57)【要約】【目的】直流で加速した高密度、高エネルギーの荷
電粒子パルスを衝突させる核融合装置の性能向上を主目
的とする。【構成】核融合物質ペレットを入れた導電性リボン
を高圧直流電源につなぎ、モーターで回転する絶縁体製
ドラムに付けた多数の帯状金属電極に強誘電体薄層を隔
てた対電極との間に多量の帯電をさせ、他へ運び、高電
圧を得、導電性リボンに加え、高圧ガスボンベに連なる
ノズル先端を磁歪材料または電歪材料から成る円柱形弁
体の平面でふさいだガスフラッシュバルブから噴出させ
たガスフラッシュを直流高電圧で加速して導電性リボン
に衝突させて目的を達する。高圧ボンベには、ガスをつ
めた際、各層の内周の伸び率が材料の抗張力と安全率の
積になるようにサイズを設定した多層ボンベを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は核融合装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】特願昭５８ー１６１０２２号「荷
電粒子パルス集中装置」（発明者藤村明宏）は高圧ガス
ボンベから電磁弁を介して多数のイオンガン中に、ごく
短時間、核融合物質のガスを粉出させ、陽イオン化し、
高圧電極で加速し、反応容器の中心部でイオン同しを比
較的高密度で衝突させ、核融合を起こさせる事を中心と
したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の装
置を改良するものであるが、上記の装置の問題点や改良
する必要のある点を次に記す。陽イオンビーム同しを衝突させる場合、原子核密度
が小さく、核融合の起こる確率が小さい。陽イオンビームは重水素と三重水素の核反応では１
００ＫｅＶ程度等、最適速度に加速しなければ、エネル
ギー効率が下がるが、もし、加速電圧を１０倍にすれ
ば、イオン密度を１／１０にしても、総エネルギー量は
変わらない事になる。従って、高電圧でイオンビームを
加速し、核融合物質のペレット（ターゲット）に衝突さ
せれば、イオンビームの密度を小さくし、加速時や衝突
時の電気的な斥力によるビームの広がりや反発を小さく
できる事になる。従来からも、このようなターゲットに
イオンビームを照射する事は行なわれていたが、本発明
ではターゲットへの通電を確実に行なわせ、イオンの集
積によるターゲットの陽荷電を押さえ、また、１回のイ
オンビーム照射で、１個のペレットが消失しても、次の
ペレットを容易に供給し得るようにする。

【０００４】入力パルス電流に対する応答速度が速
く、急速に開閉するガスフラッシュバルブを得る。加速に用いる５ＭＶ程度の直流高電圧を効率よく、
比較的簡単な装置で得る。イオンビームパルスのパルス幅はなるべく小さい事
が望ましく、ガスフラッシュバルブの開閉時間を小さく
しなければならない。１μｓ程度、あるいは、それ以下
の短時間に比較的多量（１ｍｇ以上）のガスを放出させ
るには、ガス圧を数千・数万気圧にも高める事が望まし
い。このような高圧ガスを安全に収納し得るガスボンベ
を得る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】多数の核融合物質ペ
レットを導電性リボンに１個ずつ取り付け、リボンを駆
動装置で動かし、真空反応容器の中心に１個のペレット
を位置させ、そのペレットの周囲のリボンを高電圧電源
の一極に連なる分厚い電極で挟み、ペレットに陽イオン
または電子のパルスを衝突させて加熱し、核融合を起こ
させ、リボンを挟む電極をゆるめて、リボンを駆動し、
次の１個のペレットを反応容器の中心に送り、再び荷電
粒子パルスを衝突させる事を反復する等により、上記
〜の課題を解決する。

【０００６】

【実施例】図１は本発明を実施した核融合実験装置
の正面図。図２はその中央部の左方の拡大縦断正面図。
図３は中央部の拡大左側面図である。１は絶縁体製反応
容器。２はその上に取り付けたリボン送り出し装置。
３、４は左右に取り付けた絶縁体製円筒管から成る荷電
粒子銃。５は容器１の下に取り付けた内部を高真空にす
るか、フロンガス等の絶縁破壊電圧の高いガスをつめ
た、絶縁体製高電圧発生装置容器。６はその左側面に取
り付けたモーター。７はその下の床上に置くための金属
製固定台。８、９はその上に取り付けた導電性のよい金
属で造った１千気圧程度のキセノンガスをつめたボン
ベ。１０、１１はボンベから伸びた、外面に銅管を巻く
等して導電性を高めた金属管から成る、送気・導電管。
１２は高圧コンデンサーの陰極の周囲を覆う、台７上に
取り付けた、耐電圧６ＭＶ程度の分厚いチタン酸バリウ
ム等の強誘電体層。１３、１４は銃３、４の周囲に巻い
た収束コイルである。

【０００７】１５、１６は容器１中の分厚いタングステ
ンその他の金属板製の陰極。１７、１８はその中央に開
けられた円錐台形の貫通孔。１９は強誘電体層１２中の
コンデンサーの陰極板。２０はそれと陰極１５をつなぐ
金属棒。２１は陰極１６を左右に動かす駆動装置。２２
は厚さ０．１ｍｍ程度のボロン、重水素化ボロン、ダイ
アモンド膜、銅、銀メッキをしたリチウム、アルミニウ
ム、ウラン、タングステン、パラジウム、その他の長い
リボンを接着、溶接等の方法で一体化した導電性リボ
ン。２３はその中に設けた直径１・２ｍｍの多数の球形
空洞中につめこんだ高圧の重水素と三重水素の混合気そ
の他から成る核融合物質ペレット。このリボンはリボン
送り装置２からくり出し、陰極１５と１６の間に設けた
浅い凹みに入り、下端のペレットは貫通孔１７、１８中
に入る。

【０００８】２４は台７上に取り付けた上面が円筒面を
なす固定電極。２５はその上面を覆う強誘電体層で、中
央部で厚さは（例えば）１０μｍ、それより前後による
ほど分厚くなっている。２６はその上面中央部に潤滑油
または１μｍ程度の空気層を隔てて接触している絶縁体
製で、直径が１ｍ程度の回転ドラム。２７はその外周面
のくぼみ中に埋め込まれた、幅１ｃｍ、長さ１ｍ程度
の、１ｃｍ程度の間隔を置いて、ドラムの円筒軸と平行
に配置した多数の帯状の金属電極。２８はドラムを回す
セラミック製の軸で、モーター６につながっている。２
９は数１００Ｖの直流電源で、その陽極端子は陽極２４
につながり、陰極端子は金属細線の束から成るブラシ３
０につながる。３１は外面が金属棒３２を経て、金属棒
２０につながる電気カップ。３３は電気カップの内面か
ら突出した金属ブラシである。

【０００９】３４は荷電粒子銃３中の金属製のイオンフ
ラッシュバルブで、３５は送気・導電管８の上端に連な
り、バルブ内に先端が突出しているノズル。３６は直径
５ｍｍ程度の円柱形で、上端がバルブ内に固着し、下端
がノズルの上端に接し、ニッケルその他の磁歪材料から
成る弁体。３７はその周囲を囲むコイル。３８は銃３の
内面に固着したタングステンネット等から成るイオン化
電極。３９はその左面に固着した円垂形の金属塊から成
るイオン化電極で、イオンフラッシュバルブの右方の円
垂形の空洞との間に、０．５ｍｍ程度の間隙４０が存在
する。

【００１０】なお、荷電粒子銃３と４はその左右が逆転
したのみの同構造である。次にこの動作について説明す
る。図示しない真空ポンプにより、反応容器１と荷電粒
子銃３、４の中は常に高真空に保たれる。モーター６が
常に回転し、軸２８、ドラム２６、帯状金属電極２７等
等が一方向に回転する。

【００１１】固定電極２４には数１００Ｖの正電圧がか
かり、厚さ１０μｍ、誘電率１６００の誘電体層２５を
隔てた帯状金属電極２７の一つには負電圧がかかる。一
般に、静電容量Ｃは電極の対向面積をＳ、誘電体の比誘
電率をε、誘電体の厚さをｄとすれば、次式で表され
る。Ｃ＝８．９×１０²−１４×εＳ／ｄ εを１６００、Ｓを１００ｃｍ²、ｄを０．００１ｃｍ
（１０μｍ）とすれば、Ｃは１．４２４×１０²−５
（１４．２４μＦ）となる。

【００１２】コンデンサーに蓄えられる電気量Ｑ、電極
間の電位差Ｖ、電気容量Ｃとには、Ｑ＝ＶＣの関係があるから、固定電極２４とそれに対向する一つ
の帯状金属電極２７とに５００Ｖの電圧がかかるとすれ
ば、両電極は正と負の０．００７１２Ｑの電荷がそれぞ
れ蓄積され、ドラム２６の回転に伴って、帯状電極２７
がブラシ３０から離れる際、誘電体層２５の厚さはほぼ
同じであり、その電荷を帯電したまま、その電極２７は
固定電極２４から遠ざかって行く。遠ざかるほど、電極
２４間との静電容量は減り、電位差は増すが、誘電体層
２５の厚さが漸増するので、電極間の電圧も漸増し、絶
縁破壊が防止される。（誘電体層２５の前後の肉厚漸増
部を除去したり、同じ肉厚にしたりすると、誘電率の小
さい気体が突然、電極間に入り、容量が急減し、電位差
が急増し、放電が起こり易い。）ドラム２６の回転に伴
い、ブラシ３０に電極２７が次々と接触し、帯電し、電
荷を運び上げ、ブラシ３３に接触し、電気カップ３１に
電荷を移し、帯電を大部分失い、再びブラシ３０に接触
し、帯電を回復し、ブラシ３３に電荷を移す事をくりか
えす。（その際、各電極２７間には電極幅と同程度の空
白部があり、その合成距離が大きいため、ブラシ３０か
ら遠ざかるほど、電極２７の電位が増しても、容気５内
の気体等の絶縁破壊を起こし、放電が起こる事はない。

【００１３】電気カップ３１に移った負電荷は高圧コン
デンサーの陰極板１９に蓄えられる。当然、誘電体層１
２を隔てた固定台７の対向面には同量の陽電荷がたま
る。やがて、両者の電位差は５ＭＶ程度に達する。ドラ
ム２６の周囲に合計１５０の帯状電極２７があり、ドラ
ムが毎秒１０回転するとすれば、最大、毎秒１０．６８
Ｑの電荷が運ばれ、１０．６８Ａの電流が得られる事に
なる。

【００１４】電極２４と固定台７の正電荷と、電極２７
の負電荷の間に働く引力に抗し、モーター６がエネルギ
ーを消費して回転し、仕事をし、直流電源２９の低電圧
を高電圧に高める事ができるのである。ここでは、従来
の静電高圧発生装置（ファンデグラフ起電機等）に比較
して、強誘電体薄層２５、帯状金属電極２７、その他を
用いる事により、従来の静電高圧発生装置より、はるか
に多量の電荷を、軸２８とドラム２６と電極２７の周囲
に接する軸受、気体、潤滑油、ブラシ３０、３３等との
少量の摩擦による損失だけで、高電圧に引き上げる事が
できる。

【００１５】従って、核融合により発生した熱で水蒸気
を発生させ、その蒸気で発電し、その電力でドラム２６
を回したり、蒸気タービンでドラム２６を回したりすれ
ば、効率よく、核融合用の高電圧を得る事ができる事に
なる。このようにして得られたコンデンサーの電極１９
の５ＭＶ程度の負電圧は、金属棒２０→陰極１５→陰極
１６→等を経て、導電性リボン２２に加わる。

【００１６】図示しないが、始動スイッチを押すと、荷
電粒子銃３、４中のコイル３７に１μｓ程度の短時間の
パルス通電が１回行なわれ、弁体３６はほぼ通電に伴う
磁気変化に同調し、磁歪効果により伸縮し、その下端が
数μｍ上下し、ノズル３５の上端との間にできた透き間
からボンベ８、９内の高圧キセノンガスを数ｍｇ噴出す
る。

【００１７】固定台７にボンベ８、９、管１０、１１を
経て連なるバルブ３４には、陰極１５、１６に対して、
５ＭＶの正電圧がかかるが、それを０Ｖとする。図示し
ないが、イオン生成用の独立の大容量コンデンサー付の
直流電源により、イオン化電極３８と３９には＋１００
０Ｖ程度の電圧が常にかかっているため、バルブ３４か
ら噴出したキセノンガスが間隙４０に入ると、大電流が
流れ、ガスは高温になり、真空中で急膨脹し、同時にプ
ラズマ化し、多量の陽イオンを生じ、電極３８の網目を
通り抜け、円筒形のイオンビームになり、陰極１５、１
６に引かれて最終的には５ＭｅＶに加速される。その途
中、収束コイル１３、１４で軌道を曲げられ、貫通孔１
７、１８内に入り、ペレット２３の表面のリボン２２の
半球形の部分に衝突し、その材料を超高温に加熱する。
リボンの材料はプラズマになり、内外にその原子やイオ
ンが飛散するが、比較的高密度で１μｓほどの間に次々
と押しよせてくるキセノンイオンの衝突を受け、大部分
の粒子はペレット２３の中心部にキセノン原子等と共に
向かう。中心部には爆縮の効果が起こり、周囲より高
圧、かつ、高温になり、核融合が高い確率で起こる。ど
の程度、核融合が起こったかは、容器１外に置いた中性
子検出器、Ｘ線検出器、その他により測定する。

【００１８】キセノンの陽イオンが多量にリボン２２に
衝突しても、コンデンサーの電極１９から多量の電子が
補給され、陽イオンは直ちに中性原子になる等し、この
付近に生ずるプラズマは５ＭＶの負電位を保持し、後続
のキセノン陽イオンを加速する力は衰えない。（ペレッ
トのみのターゲットを用いた場合には、ある程度陽イオ
ンがぶつかると強い陽荷電を起こし、後続の陽イオンが
衝突しにくくなる。）ペレット２３の前後上下のリボン
２２は１回のバルブ３４の開閉で蒸発してしまうが、電
極１５、１６は耐熱性、低抵抗のタングステン等を用い
た分厚い物なので、ほとんど変化しない。そこで、駆動
装置２１を働かせ、陰極１６を右によせ、リボン送り出
し装置２を働かせ、実際にはリールに巻かれているリボ
ン２２の端を下方に送り、次のペレット２３を貫通孔１
７、１８の位置に運び、駆動装置２１を働かせ、陰極１
６を左によせ、リボン２２を陰極１５と１６の間に挟
む。

【００１９】前回のコイル３７への通電後、１秒程度経
過すれば、コンデンサーの電極１９の再充電も完了して
おり、再び、コイル３７に通電すれば、前と同様の動作
が起こる。ボンベ８、９につめるガスは水素、重水素と
三重水素の混合気、ヘリウム３、ヘリウム４、アルゴ
ン、６弗化ウラン、その他任意のガスを用いてよいが、
キセノン等の重粒子を用いれば、リボン２２やペレット
２３の原子の外方への飛散が少なくなる。

【００２０】陰極１５、１６に５ＭＶ程度の直流高電圧
をかければ、前述のように、比較的存失少なく、その高
電圧を造る事ができ、バルブ３４から放出するガスの量
が少なくても、ペレット２３に与えるエネルギーを大き
くする事ができる。ノズル３５の口径が２ｍｍで、ボン
ベ８の内圧が１０００気圧とすれば、弁体３６の下面に
は、３１．４Ｋｇの圧力がかかるが、弁体３６は変形し
にくい円柱体であり、充分その圧力に耐え、かつ、急速
な伸縮をする事ができる。

【００２１】電源２９の極性を切り替えると、帯状電極
２７は静電荷を運び、けっきょく、リボン２２には５Ｍ
Ｖの静電圧がかかる。イオン化電極３８、３９には１０
００Ｖの負電圧をかけ、バルブ３４を開閉すれば、キセ
ノン原子の多くは陰イオンになり、リボン２２とペレッ
ト２３に衝突する。その際、キセノン原子の陰イオンの
ほか、原子には結びつかない単独の電子もキセノンガス
及びイオン化電極３８、３９から飛び出し、リボン２２
に衝突し、リボン２２等を加熱する。

【００２２】電子による加熱を重視する場合には、水
素、その他の電子を放出しやすいガスを用いればよい。
あるいは、ガスフラッシュバルブを用いず、サイラトロ
ンその他のスイッチング装置を用い、固定台７と電極３
８、３９との電気的な接続を開閉し、電子流パルスをリ
ボン２２に衝突させてもよい。この場合、電極３８、３
９を熱陰極にしてもよい。

【００２３】上記の実施例は種々の設計変更が可能であ
る。以下その概要を記す。荷電粒子銃３、４の上下前後
等に４５°程度に傾斜した荷電粒子銃を付け加え、同じ
ペレット２３に同時に荷電粒子パルスを打ち込んでもよ
い。銃を３、４のみにする場合、リボン２２の半球形変
形部の周辺ほど多量の荷電粒子があたるようにし、均一
ビームなら、周辺部ほど、照射密度が小さくなる弊害を
避けてもよい。

【００２４】あるいは、ペレット２３の形を、左右から
加圧して、やや扁平化した形、その他にし、上下左右の
周辺部の受けるエネルギー密度は小さくても、中心部か
ら見た前周囲の平均エネルギー密度は、いずれの方向で
も、ほぼ同じになり、慣性閉じ込めの壁の加圧力が中心
部において、あらゆる方向に均等に働くようにしてもよ
い。

【００２５】ペレット２３がリチウム、重水素化リチウ
ム、ボロン、重水素と三重水素の混合物の凍結体等の固
体である場合、リボン２２に開けた穴にはめこんで固定
し、表面にリボン２２の材料による被覆をしなくてもよ
い。あるいは、１μｍ程度の厚さのカプセルで被覆して
もよい。（ペレットが非導電性物質でも、荷電粒子の初
期衝突でプラズマ化し、導電性が得られる。）リボン２
２の層を１・２ｍｍの厚さにし、それに開けた円柱形の
穴に表面を導電層で被覆する等したペレットをはめこん
でもよい。その場合、ペレットの周辺のみ、リボンを肉
薄にしてもよい。

【００２６】この穴に何も入れず、銃３、４から飛んで
きた粒子が、その中に溜り、高密度化するようにしても
よい。電極１５、１６の下半部を削り、リボン２２の下
端を露出させた状態でイオンを衝突させてもよい。半球
形リチウムを平面形リボンの両面に取り付けてもよい。

【００２７】電極１５、１６内に冷却液を循環させても
よい。ＰＺＴ等の電歪材料で厚さ１ｍｍ、直径５ｍｍ程
度の円盤を造り、その両平面に電極を焼付け、それを１
枚または数枚重ねて一体化し、円柱形の弁体３６として
用い、電極にパルス電圧をかけ、上下方向に伸縮させ、
ノズル３５を開閉してもよい。

【００２８】弁体３６の直径を大きくし、下端も硬質材
料製の円錐台形片を取り付け、ノズル３５をふさいでも
よい。ノズル３５も磁歪材料製にし、コイルをかぶせ、
弁体３６と同時に短縮させてもよい。ロの字形の枠の上
辺に弁体３６を取り付け、下辺にノズル３５を取り付け
てもよい。

【００２９】弁体３６をネジで上下に動かし得るように
し、ノズル３５に対する加圧力を変え、閉鎖時のガスも
れを防いでもよい。あるいは、ガスもれ検知器を設け、
閉鎖時にガスもれが検出されれば、コイル３７に逆方向
漸増直流が流れ、弁体３６を下方に伸ばし、ガスもれが
止まった状態で、バイアス電流が保持されるようにフィ
ードバック系を構成してもよい。あるいは、ノズル３５
と弁体３６を保持するフレームを、それらと熱膨脹率が
同じ材料で造り、不必要なガスもれが生じないように製
造してもよい。

【００３０】ガスフラッシュバルブ３４を省略し、その
位置に、リチウム、重水素化リチウム、ボロン、重水素
化ボロン、重水素と三重水素の凍結塊、その他の核融合
物質、鉄、タングステン、ウラン、鉛、その他の重元素
等の細線、または小塊を、電極間に挟み、大電流パルス
を流し、短時間に蒸発させて気化し、イオン化電極でイ
オン化し、リボン２２に衝突させてもよい。

【００３１】帯状金属電極２７の前後幅を１ｍｍ以下に
し、相互間隔も同程度取り、電極２４を直径１０ｃｍ〜
１ｍ程度の回転軸付のドラム形にし、その全表面を厚さ
１０μｍ程度の強誘電体層２５で覆い、ドラム２６の下
縁に接触し、接触部が同方向に同速度で動くようにし、
両者の滑り摩擦が起こらないようにしてもよい。その場
合、両ドラムの接触部の前後の間隙の形に適合する強誘
電体製の突起を、容器５の前後壁から突出させてもよ
い。

【００３２】電気カップ３１とブラシ３３をドラム２６
の右上方によせ、ブラシ３０と３３の接触部以外の帯状
電極２７の表面を強誘電体の薄層で被覆してもよい。ブ
ラシ３０と３３をローラー形の電極にしたり、カーボン
ブラシを用いる等してもよい。固定電極２４を１０ｃｍ
程度前方によせ、その上端に、厚さ０．５ｍｍ、前後幅
２０ｃｍ程度の、表面を強誘電体薄層で被覆し、前方に
突出した金属板製電極を取り付け、ドラム２６が強誘電
体層に軽く接触しながら、回転するようにしてもよい。
この場合、金属板を横幅１ｃｍ程度のリードの連続にな
るように、切り込みを入れてもよい。

【００３３】電気カップ３１を省略し、ブラシ３３を金
属棒３２に直結してもよい。なお、帯状金属電極２７の
帯電量は大きいほどよいが、その単位面積あたりの値を
Ｑ（クーロン）誘電体層の比誘電率をε、厚さをｄ（ｃ
ｍ）、電極間にかけうる最大電圧をＶ（ボルト）、誘電
体の単位厚さあたりの耐電圧（比耐電圧・絶縁破壊電
圧）をρとすれば、Ｑ＝８．９×１０²−１４εＶ／ｄ＝８．９×１０²−１
４ερ／ｄ² 従って、チタン酸バリウムのように、εが１６００程
度、ρが５００００Ｖ／ｃｍ程度（厚さにより変わ
る）、厚さも、かなり薄くし得る材料を用いれば、Ｑを
非常に大きくする事ができる。（誘電体層を高圧のフロ
ンガス等に置き換えてもよいが、εとρの積がチタン酸
バリウム等より、ずっと小さくなる。）補助電源とし
て、次のものを用いてもよい。

【００３４】外端がふさがった多数の管を容器１に開け
た多数の穴に取り付け、各管の根本に、管と垂直な磁場
をかけ、ペレット２３の加熱に伴って周囲に高速度で飛
散するプラズマ中の陽イオンと陰イオンの進路を互いに
逆方向に屈折させ、両イオンの到達点にそれぞれ電気カ
ップを置いて集電し、各電気カップを固定台７と、コン
デンサーの電極１９につなぎ、高電圧の電荷を得る。

【００３５】この場合、中性原子は磁場を素通りするの
で、磁場の手前に設けたイオン化電極の網目を通してイ
オン化するか、最初の磁場の後に設けたイオン化電極で
イオン化し、第２の磁場で陽イオンと陰イオンに分け、
前記の電気カップに送り込んでもよい。導電性リボン２
２を厚さ１ｍｍ程度の、パラジウム、鉄、ニッケル、そ
の他の常温核融合の場となり得る金属板製にし、ペレッ
ト２３は省略し、荷電粒子銃３、４から重水素等のイオ
ンをリボンの材料が蒸発しない程度のエネルギー密度で
（加速電圧を下げ、照射面積を広げる等して、断続的、
または連続的に打ち込み、リボンの材質中で常温核融合
を起こさせてもよい。その場合、リボンを直径１ｍ程度
の円盤にし、モーターで回転させ、照射部位を絶えず移
動させ、高温化を防いでもよい。

【００３６】通常のリボン２２に衝突させるイオンパル
スはなるべく高密度のものを短時間に衝突させる事が望
ましい。そのためには、上記のような応答速度を速くし
得るガスフラッシュバルブを用い、次に述べるような耐
圧ボンベに収めた数千気圧以上のガスをごく短時間、噴
出させる事が望ましい。図４は高圧ガスボンベの断面構
造を示す。図５は管壁（器壁）に加わる応力について説
明するための管の断面を示す。

【００３７】４１はバナジウム鋼等、高圧に耐え、か
つ、高抗張力の材料から成る、高圧ガスボンベの最内層
（第１層）。４２、４３はその外を覆う層で、内部にガ
スをつめない状態では、外の物ほど強く引き伸ばされ、
弾性変形した状態で、かぶせられている。４４は１本の
管の管壁の左半部。４５は右半部である。

【００３８】一般に細長いボンベは管と見なし、その内
圧が管壁の円周方向におよぼす応力を求める事ができ
る。図５に示す管の内径が５ｃｍ、外半径６ｃｍ、管壁
の厚みを０．５ｃｍとし、それを前後幅１ｃｍの輪切り
にし、前後上下の内面が平らなシリンダー内に入れ、管
４４と４５の管空に１００気圧のガスをつめた場合、ガ
ス圧はピストンに相当する管の左半部、並びに右半部
を、それぞれ５００Ｋｇの力で左右に押す。その結果、
左半部と右半部の上下の境界面には、それぞれ２５０Ｋ
ｇの応力が生じ、１ｃｍ²あたりの応力は５００Ｋｇに
なる。

【００３９】この応力は管壁の左半部と右半部の境界面
のほか、上半部と下半部の境〓面その他、あらゆる部分
で同じ値になり、材質の抗張力（引っ張り強さ）が１０
０Ｋｇ／ｃｍ²であれば、２００気圧弱までのガス圧に
耐えうる事になる。しかし、安全率を０．２５に取れ
ば、５００気圧までにとどめて用いる事になる。すなわ
ち、基本的には、管の最小厚みをｔ（ｃｍ）、最大使用
内圧をｐ（Ｋｇ／ｃｍ²）、内半径をｒ（ｃｍ）、材料
の抗張力をσ（Ｋｇ／ｃｍ²）、安全率をαとすれば、ｔ＝ｐｒ／（σα）となる。（実用機の設計には、温度による抗張力の低
下、くされしろ、その他の要素も盛り込まれている。）
せい書には、厚肉管の設計用の公式として、次式が記さ
れている。

【００４０】ｔ＝ｒ［√｛（σα＋ｐ）／（σα−ｐ）｝−１］しかし、この式のσに高抗張力鋼の２００００Ｋｇ／ｃ
ｍ²を入れ、αに０．２５を入れ、ｐを５０００気圧に
取れば、（σα＋ｐ）／（σα−ｐ）＝１００００／０＝∞ となる等、その式が非常に高い圧力には適用できない事
が分かる。

【００４１】数１０万気圧の圧縮力（半径方向の応力）
に耐えうるバナジウム鋼その他の材料を用い、肉厚を充
分大きくしても、この式に従うかぎり、数１０万気圧に
耐える管は得られない。その理由を次に記す。今、管の
内圧が０の場合の内半径をｒ、内周をａ、外半径をｓ、
外周をｂ、厚みをｔ、管壁中の任意の半径ｋの位置にお
ける円周をｌ、ガスをつめた場合の内半径をＲ、内周を
Ａ、外半径をＳ、外周をＢ、厚みをＴ、材料の体積変化
率（外方ほど影響が小さくなるガス圧や内接層からの圧
迫と、外接層からの圧迫等による圧縮、ポアソン比に逆
相関する材料の弾性特性、その他に支配される）をβ、
ｌの部分の変位した半径をＬ、内周の伸び（歪み）率を
ｘ、外周の伸び率をｙ、ｌがＬに伸びた伸び率をｚとす
れば、次の各関係式が成り立つ。

【００４２】ａ＝２πｒｒ＝ａ／２π ｔ＝ｓ−ｒＡ＝２πＲＲ＝Ａ／２π Ｔ＝Ｓ−Ｒｌ＝２πｋＬ＝２πＫｘ＝（Ａ−ａ）／ａ＝（Ｒ−ｒ）／ｒ（１）管壁の断面積は、 πｓ²−πｒ²＝（πＳ²−πＲ²）／βπ（ｂ／２π）²−π（ａ／２π）²＝｛ π（ｂ／２π）²−π（Ａ／２π）²｝／β ｓ＝√｛（Ｓ²−Ｒ²）／β＋ｒ²｝（２）Ｓ＝√｛（ｓ²−ｒ²）β＋Ｒ²｝（３）ｂ＝√｛（Ｂ²−Ａ²）／β＋ａ²｝（４）Ｂ＝√｛（ｂ²−ａ²）β＋Ａ²｝（５）ｙ＝（Ｓ−ｓ）／ｓ＝［√｛（ｓ²−ｒ²）β＋Ｒ²｝−ｓ］／ｓ（６．１）ｙ＝（Ｂ−ｂ）／ｂ＝［√｛（ｂ²−ａ²）β＋Ａ²｝−ｂ］／ｂ（６．２）ｋより内方と、Ｋより内方の各管壁の断面積の関係は、 πｋ²−πｒ²＝（πＫ²−πＲ²）／β ｋ＝√｛（Ｋ²−Ｒ²）／β＋ｒ²｝（７）Ｋ＝√｛（ｋ²−ｒ²）β＋ｋ²｝（８）ｌ＝２πｋ＝２πＲ｛（Ｋ²−Ｒ²）／β＋ｒ²）（９）Ｌ＝２πＫ＝２π√｛（ｋ²−ｒ²）β＋Ｒ²｝（１０）ｚ＝（Ｌ−ｌ）／ｌ＝（２πＫ−２πｋ）／２πｋ＝（Ｋ−ｋ）／ｋ（１１．１）ｚ＝［√｛（ｋ²−ｒ²）β＋Ｒ²｝−ｋ］／ｋ（１１．２）今、引っ張れば応力に比例した伸び（歪み）率を示し、
体積変化は起こらず、（β＝１、ポアソン比０．５）、
２倍の長さを越えれば、突然切れる弾性ゴムを用いたと
して、その内半径ｒが１０ｃｍ、外半径ｓが２０ｃｍ、
厚みｔが１０ｃｍ、内周ａが６２．８ｃｍ、外周ｂが１
２５．６ｃｍのゴム管を作り、内空にガスをつめ、内半
径を２０ｃｍに拡大した場合、式（１）と（６．１）ま
たは（６．２）を用いて計算すれば、その内周Ａはａの
２倍になり、その伸び率ｘは１（１００％）になり、最
大の応力を示す。しかし、外半径は２６．４ｃｍに増
し、外周Ｂは１６６．１ｃｍになり、伸び率ｙは０．３
２（３２％）に過ぎず、伸び率にほぼ比例する応力は、
内周の１／３程度にしかならず、材料の性能が不完全に
しか発揮されない。

【００４３】内周に近いほど、伸び率は大きく、それか
ら遠ざかるほど、伸び率は小さくなるが、式（１１．
１）（１１．２）で求めた、その有様を次表に記す。ガ
スを入れない際の半径ｋ、その位置の円周ｌ、ガスをつ
めた際の、ｋに対応する部分の半径Ｋ、その円周Ｌ、ｌ
からＬに伸びる事による伸び率ｚの順に記す。ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー半径と伸び率の関係（内半径が１０ｃｍ→２０ｃｍに伸びた場合）ｋｌＫＬｚ１０６２．８２０．５１２５．６１．００１１６９．０２０．５１２８．８０．８６１２７５．３２１．０１３２．３０．７５１３８１．６２１．６１３６．００．６６１４８７．９２２．２１３９．８０．５９１５９４．２２２．９１４３．８０．５２１６１００．４２３．５１４８．００．４７１７１０６．７２４．２１５２．４０．４２１８１１３．０２４．９１５６．８０．３８１９１１９．３２５．７１６１．４０．３５２０１２５．６２６．４１６６．１０．３２ｃｍｃｍｃｍｃｍーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー内周が２倍に伸びたこのゴム管に、もう少しガスをつめ
こめば、内周のゴムが裂け、ガスはその亀裂を広げ、た
ちまち、外周にまで亀裂が成長し、管は裂けてしまう。

【００４４】従って、この管は内周の伸びが、その材料
の抗張力（最大応力）を示す値に到れば、それより外の
部分の余力が生かされないまま、破壊に到るのである。
（現実の材料を用いても、原理的にはこれに近い事が起
こる。）この関係は金属管の場合でも同様である。次の
表は上例と同サイズの金属管の内周ａを１０ｃｍから、
Ａ＝１０．１ｃｍ、ｘ＝０．０１（１％）歪ませた場合
の、それより外の伸び率の変化を記したものである。ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー半径と伸び率の関係（内半径が１０ｃｍ→１０．１ｃｍに伸びた場合）ｋｌＫＬｚ１０６２．８０１０．１０６３．４３０．０１００１１６９．０８１１．０９６９．６５０．００８３１２７５．３６１２．０８７５．８８０．００７０１３８１．６４１３．０８８２．１２０．００５９１４８７．９２１４．０７８８．３７０．００５１１５９４．２０１５．０７９４．６２０．００４５１６１００．４８１６．０６１００．８７０．００３９１７１０６．７６１７．０６１０７．１３０．００３５１８１１３．０４１８．０６１１３．３９０．００３１１９１１９．３２１９．０５１１９．６５０．００２８２０１２５．６０２０．０５１２５．９２０．００２５ｃｍｃｍｃｍｃｍーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーこのように厚肉の単層の管では、外部の材料の機能を不
充分にしか出せない。しかし、最内部から最外部に到る
全体をほぼ同様の伸び（歪み）率で使用できれば、原理
的には無限に大きな圧力に耐える容器ができる事にな
る。

【００４５】このような目的を達するには、管壁を、薄
層を多数重ねた重層構造にする。内半径ｒに比べて管壁
の厚みが小さく、内半径ｒと外半径ｓの差の、ｒに対す
る比率（ｓ−ｒ）／ｒが０．１程度であれば、伸び率の
内外差も上記の表や式から求められるように、２０％以
下で、材料の耐圧性能は、ほぼ充分に発揮される。（更
に薄くてもよい。ｙ／ｘ比が１に近ずく事が望まし
い。）重層構造にする場合、最外層の物まで、充分にそ
の性能を発揮するように設計しなければならない。それ
は、管内に最高ガス圧がかかった時、全層がほぼ同じ伸
び率に引き伸ばされるようにする事である。

【００４６】次にこのような考え方にもとずく設計法の
概要を記す。まず、第１層４１の内半径ｒを定め、その
厚みｔをｒの１０％以下に取る。式（１）（６．２）か
ら知られるように、ガスをつめた場合の外周ｂの伸び率
ｙは、内周ａの伸び率ｘより大きいので、内周部に着目
し、そこでの許容最大応力を定める。その値は材料の抗
張力σに安全率αをかけた値になる。

【００４７】材料のヤング率（Ｋｇ／ｃｍ²）をε、内
周の許容最大伸び率をｃとすれば、ｃ＝σα／ε （１２）このｃはガスをつめて内半径ｒがＲになった際の拡大率
でもあり、次の関係が成り立つ。

【００４８】Ｒ＝ｒ＋ｃｒ（１３）Ａ＝２πＲ＝２π（ｒ＋ｃｒ）（１４）ガスをつめて内半径ｒを許容最大伸び率ｃだけ拡大さ
せ、Ｒにした際の外半径Ｓを特にＵ、外周ＢをＤと定め
れば、式（１２）〜（１４）を式（３）と（５）に代入
し、次の式が得られる。

【００４９】Ｕ＝√｛（ｓ²−ｒ²）β＋（ｒ＋ｃｒ）²｝＝√｛（ｓ²−ｒ²）β＋（ｒ＋σαｒ／ε）²｝（１５）Ｄ＝√｛（ｂ²−ａ²）β＋（ａ＋ｃａ）²｝＝√｛（ｂ²−ａ²）β＋（ａ＋σαａ／ε）²｝（１６）第２層４２の内半径の自由長（第１層が入っていない際
の長さ）ｖと、内周ｅは、ガスをつめた際の第１層４１
の外半径Ｕまたは外周Ｄを、許容最大伸び率ｃだけ縮め
た値にしなければならない。その値は次式のようにな
る。（ｒ、ｓその他は第１層の値）ｖ＝Ｕ／（１＋ｃ）＝√｛（ｓ²−ｒ²）β＋（ｒ＋σαｒ／ε）²｝／（１＋ σα／ε）（１７）ｅ＝Ｄ／（１＋ｃ）＝√｛（ｂ²−ａ²）β＋（ａ＋σαａ／ε）²｝／（１＋ σα／ε）（１８）第２層４２の内半径の自由長ｖが定まれば、その１０
％、あるいは、第１層の内半径ｒの１０％程度の厚みを
取り、第２層の外半径を定める。

【００５０】ついで、第２層の内半径をｒ、外半径をｓ
とし、式（１７）を用い、第３層４３の内半径の自由長
ｖ及び、その１０％増し程度の外半径の値を定める。も
し、第４層、第５層、それ以上の層を用いる場合には、
第２層、第３層と同様、式（１７）のｒに内接層の内半
径、ｓに外半径の各自由長を入れ、その材料のσ、α、
ε、βを入れ、求める層の内半径の自由長ｖを得る事を
反復すればよい。

【００５１】上記の式では、各層を同じ材質で造る事を
前提にしているが、内接層の各値を上記の通りとし、求
める層（外接層）の許容最大伸び率をＣ、材質の抗張力
をΣ、安全率をΑ、ヤング率をΕとすれば、求める層の
内半径の自由長ｗは、ｗ＝Ｕ／（１＋Ｃ）＝√｛（ｓ²−ｒ²）β＋（ｒ＋σαｒ／ε）²｝／（１＋ ΣΑ／Ε）（１９）次にｒをＲにした場合の各層の円周方向に働く応力につ
いて考察する。

【００５２】材料内の任意の半径ｋにおける伸び（歪
み）率ｚ、応力ｆ（Ｋｇ／ｃｍ²）、ヤング率εとの関
係は式（１１．２）（１５）等より、ｆ＝ｚε＝［√｛（ｋ²−ｒ²）β＋（ｒ＋σαｒ／ε）²｝−ｋ］／ｋε （２０）となり、一つの層の全応力Ｆ（Ｋｇ）は、上式をｒ〜ｓ
の範囲で定積分する次式により求められる。

【００５３】Ｆ＝∫ｒ＼ｓ［√｛（ｋ²−ｒ²）β＋（σαｒ／ε）²｝−ｋ］／ｋεｄｋＧ＝−βｒ²＋（ｒ＋σαｒ／ε）² ｇ＝√ＧＨ＝√（βｓ²＋ａ）ｈ＝√（βｒ²＋ａ）とおけば、Ｆ＝［Ｈ＋ｇ／２×ｌｏｇ｛（Ｈ−ｇ）／（Ｈ＋ｇ）｝−ｓ］ −［ｈ＋ｇ／２×ｌｏｇ｛（ｈ−ｇ）／（ｈ＋ｇ）｝−ｒ］（２１）半径に対して肉厚を比較的小さく取るため、ｒ〜ｓの伸
び率の変化は、ほぼ直線的になるので、次の近似式でＦ
を求めてもよい。ただし、ｘとｙは式（１）と（６．
１）にも示す内周と外周の伸び率である。

【００５４】Ｆ≒（ｓ−ｒ）ε（ｘ＋ｙ）／２≒（ｓ−ｒ）ε［｛（ｒ＋σαｒ／ε）−ｒ｝／ｒ＋［√｛（ｓ²−ｒ²）β＋（ｒ＋σαｒ／ε）²｝−ｓ］／ｓ］／２ ≒（ｓ−ｒ）ε［σαｒ／ε／ｒ＋［√｛（ｓ²−ｒ²）β＋（ｒ＋σαｒ／ε ）²｝−ｓ］／ｓ］／２（２２）また、この層で負担する内圧ｐ（気圧）は、ｐ≒（ｓ−ｒ）ε［σαｒ／ε／ｒ＋［√｛（ｓ²−ｒ²）β＋（ｒ＋σαｒ／ ε）²｝−ｓ］／ｓ］／２ｒ（２３）上記の式（１９）に具体的な数値を代入し、図４に記す
ボンベの設計例を次に記す。

【００５５】第１層４１の内半径ｒを５ｃｍ、外半径ｓ
を５．５ｃｍ、材料の抗張力σを２００００Ｋｇ／ｃｍ
²、安全率αを０．２５、体積変化率βを１（体積変化
無し）、ヤング率εを２５０００００Ｋｇ／ｃｍ²と
し、第２層４２の材料の抗張力Σを１００００Ｋｇ／ｃ
ｍ²、安全率Αを０．２５、ヤング率Εを２０００００
０Ｋｇ／ｃｍ²とすれば、第２層の内半径の自由長ｗ
は、ｗ＝√｛（５．５²−５²）×１＋（５＋２００００×０．２５×５／２５０００００）²｝／（１＋１００００×０．２５／２００００００）＝５．５０２２（ｃｍ）第２層の内半径はこのように５．５０２２ｃｍにし、そ
の外半径の自由長を６ｃｍにし、第２層と同材質を用
い、第３層の内半径を式（１９）で求めると、ｗ＝√｛（６²−５．５０２２²）×１＋（５．５０２２＋１００００×０．２５×５．５０２２／２００００００）² ｝／（１＋１００００×０．２５／２００００００）＝５．９９１３（ｃｍ）従って、第３層の内半径と外半径の自由長は５．９９１
３ｃｍと、６．５ｃｍにすればよい。

【００５６】この例では、β＝１として計算している
が、個々のケースに応じたβの値を代入して求める事が
望ましい。βは材質が異なれば変わり、温度（体積・ヤ
ング率・抗張力等の変化）、内径、外径、厚み、内圧、
外圧等、諸条件の影響を受け、単純には定められない。
そこで、管の材質、内径、外径、内圧、外圧、温度、そ
の他の条件をさまざまに変え、体積変化を実測し、帰納
的にβを求める関係式を得てもよい。

【００５７】なお、横幅の広い金属平板を上下に引っ張
り、弾性限度内での上下方向の伸びに対し、面の厚み
が、どう変わるかを実測し、特殊なポアソン比を得、体
積（上下長と厚みの積）変化に関するデータを求め、あ
るいは、面の表理面を加圧しつつ、上下に引っ張り、ポ
アソン比や、体積変化率を求め、βの値の算出に用い得
るようにする事が望ましい。

【００５８】上例の数値を式（２２）に代入し、第１層
の管壁の安全使用時に出し得る最大応力Ｆを求めると、Ｆ≒（５．５−５）×２５０００００×［２００００×０．２５×５／２５０００００／５＋［√｛３０．２５−２５）×１＋（５＋２００００×０．２５× ５／２５０００００）²｝−５．５］／５．５］／２≒２２８３（Ｋｇ）となり、それが安全に負担し得る内圧ｐは式（２３）に
より、約４５７気圧となる。

【００５９】図４に示すボンベを造る際、まず第１層４
１を造る。ついで、上記のような設計法で内半径と外半
径を設定した金属管を、左端のふさがった試験管形にし
て成る第２層４２の半製品を造り、常温または数１００
℃に加熱し、真空中で第１層にかぶせ、右端をしぼり加
工で第１層にかぶせる。同様の方法で第３層４３を第２
層にかぶせる。（内方の層ほど、外接層から大きな外圧
を受け、強く圧縮される。）あるいは、第１層４１を常
温または液体窒素等で冷却しておき、その外面に溶融し
たアモルファス金属の溶融物を薄く巻き付け、アモルフ
ァス金属層を形成させ、それを適温に冷却し、更にアモ
ルファス層の巻き付けを反復し、各層が結果的に前記の
設計値になるようにしてもよい。

【００６０】なお、従来の大砲の砲身や高圧プレスのシ
リンダー等で、内接層の外径より小さな内径の外接層を
焼きばめ等でかぶせる事は行なわれているが、原理的に
は無限に大きな圧力のガスをも収め得る物が得られる、
上記のような設計法は示されていない。このようにして
得られた高圧用ボンベは、前記のボンベ８、９等として
用いるほか、人工ダイアモンドの合成用容器、その他種
々の用途に用いる事ができる。特願平１ー２０３５６６
号「核融合の実験装置」（出願人藤村明宏）中に、高圧
容器中に、常温核融合の実験に用いられているパラジウ
ムを微粒子にし、焼結した物と、高圧重水素とをつめ、
常温核融合を行なわせたり、容器に数万気圧の重水素を
つめ、線状の紫外線ビームパルスを重水素中に通し、そ
のビーム中に高圧放電させ、核融合を行させる事等が記
されているが、このような装置の高圧容器に上記のボン
ベを用いてもよい。

【００６１】常温核融合の実験によく用いられるパラジ
ウム、鉄・ニッケル・チタン・その他、高圧下で水素を
急増する単体、合金等を、粒度１０μｍ以下の微粉に
し、そのまま、あるいはパラジウムメッキをして焼結す
るか、鉄等の焼結体にパラジウムメッキ液を通しながら
通電する等してメッキし、半径１ｃｍ程度の長い半円柱
形にする。それを常温核融合（物理）触媒とよぶ事にす
る。

【００６２】この触媒を内半径１ｃｍの上記のような高
圧ボンベ内の上半部に取り付け、核融合用の重水素（ま
たは重水素と３重水素の混合気等）と、高比重で、核融
合を起こさず、化学的にも不活性なキセノン、クリプト
ン、その他の核融合反応制御ガス（中性子の発生する反
応では、中性子を吸収しにくいと言う条件を加えてもよ
い）とを同容積、ボンベ内が数万気圧になるように押し
込み、ボンベの口を閉じる。

【００６３】重水素は触媒の気孔中と、それより数ｍｍ
下方の範囲に主に存在し、制御ガスは更に下方に溜ま
る。相表面積が非常に大きい触媒の表面に、高圧、高密
度の重水素が押し付けられ、それが触媒材料中に吸蔵さ
れ、更に圧力を増し、水素原子同しが接近し、核融合を
起こすものも生じてくる。（この場合、ボンベ内にガス
を押し込むのにエネルギーを要するが、その後はエネル
ギーを加えなくてよい利点がある。）このようなボンベ
を多数ボイラー等の大容器中に入れ、ボイラー内の水等
を加熱すればよい。各ボンベにはリング状の歯車をは
め、上下に長い２本のラック間に歯車を挟み、各ラック
対に数個ずつのボンベを固定させる。

【００６４】一つのラックを上下に動かせば、ボンベは
回転し、その回転角の程度により、触媒の一部または全
部が制御ガス中に入り、重水素の一部または全部が触媒
外に排除され、発熱量の制御が起こなわれる。なお、安
価で、効率の高い核融合触媒の探索が今後必要である。
触媒とボンベとの接合に、温度が一定値に達すれば解
け、触媒を制御ガス中に落としてしまう結合材を用いた
り、両者をバイメタルでつなぎ、温度上昇に伴い、触媒
が下がるようにし、安全性を高めてもよい。

【００６５】触媒入りのボンベ中に重水をつめ、高圧下
では水より比重が大きくなる。不活性ガスを押し込んで
内圧を数千気圧にし、ボンベ内の下半部に入れた陽極と
触媒間に通電し、重水素ガスを電気分解で発生させ、内
圧を高め、核融合を起こさせる場合には、通電量を加減
し、核融合の量を制御する事ができる。ボンベの内径を
数ｍｍ以下にしてもよい。内圧も任意に上げ下げしても
よい。ボンベを上下方向に立て、上半部に円柱形触媒を
収め、水平軸の周囲にボンベを回転させ、反応量の制御
を行なってもよい。

【００６６】その他種々の設計変更が可能である。

【００６７】

【発明の効果】本発明を実施すれば、比較的構造が
簡単で、安価に製作でき、高いエネルギー効率で、核融
合物質を高密度に集中させ得る、核融合装置が得られる
利点が生ずる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した核融合実験装置の正面図。

【図２】その中央部と左方の拡大縦断正面図。

【図３】中央部の拡大左側面図。

【図４】高圧ガスボンベの断面構造図。

【図５】管壁に加わる応力について説明するための管
の断面図。

【符号の説明】

１反応容器。２リボン送り出し装置。３荷電粒子銃。４荷電粒子銃。５高電圧発生装置容器。６モーター。７固定台。８ボンベ。９ボンベ。１０送気・導電管。１１送気・導電管。１２強誘電体層。１３収束コイル。１４収束コイル１５陰極。１６陰極。１９コンデンサーの陰極板。２１陰極１６の駆動装置。２２導電性リボン。２３核融合物質ペレット。２４固定電極。２５強誘電体層。２６絶縁体製回転ドラム。２７多数の帯状金属電極。２８回転軸。２９数１００ｖの直流電源。３０金属ブラシ。３１電気カップ。３３金属ブラシ。３４イオンフラッシュバルブ。３５ノズル。３６磁歪材料製円柱形弁体。３７その周囲を囲むコイル。３８イオン化電極。３９イオン化電極。４０間隙。４１高圧ボンベの第１層。４２第２層。４３第３層。４４管壁の左半部。４５同じ管壁の右半部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動装置から送り出される多数の核融
合物質ペレットを取り付けた導電性リボンの真空容器中
に突出した端の表裏面を、高圧直流電源の一極に連なる
分厚い電極板で挟み、このペレット及びリボンの対向電
極である網状電極の遠隔側に開口を持つ弁箱と、コの弁
箱中に高圧ガスボンベに連なるノズルを開口させ、一端
がそのノズル口に接し、他端が弁箱内面に固着する、周
囲にコイルを巻いた円柱形磁歪材料、または、表裏面に
電極を取り付けた圧電材料製円盤の積層体から成る円柱
形弁体とより成るガスフラッシュバルブを設け、モータ
ーに連なる水平な回転軸の周囲に絶縁ドラムを取り付
け、その円筒面に軸に平行な多数の帯状金属電極を電極
幅と同程度の間隔を置いて取り付け、ドラムの下縁の帯
状電極に接する強誘電体薄層で被覆された固定電極を設
け、直流低電圧電源の一極を固定電極につなぎ、多極を
電気ブラシを介して固定電極に対向する帯状電極に接続
し、固定電極を高圧電源コンデンサーの一極につなぎ、
ドラムの上縁の帯状電極に接し、電気カップの内面に連
なる電気ブラシを設け、電気カップの外面を高圧電源コ
ンデンサーの他極につなぎ、かつ、高圧電源コンデンサ
ーの一極を導電性リボンを挟む電極につなぎ、他極をリ
ボンの対向電極につないでなる、核融合装置。
【請求項２】内部に収納した最大使用ガス圧力によ
り、容器壁を構成する各層の円周方向における応力が、
各層の材料の抗張力をほぼ一定の安全率で除した値にな
るよう、製造時の各層のサイズを設定した多層壁から成
る高圧ガスボンベを用いた事を特徴とする、請求項１に
記載の核融合装置。