TW201523635A - 反應體、發熱裝置及發熱方法 - Google Patents

反應體、發熱裝置及發熱方法 Download PDF

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Abstract

提供一種能夠比先前更穩定地產生熱之反應體、發熱裝置及發熱方法。 藉由將由在表面形成有以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子(金屬奈米凸部)之吸留氫的金屬所構成之反應體(26)，設置在氘氣(deuterium gas)環境的反應爐內，氫原子係被吸留在反應體(26)的金屬奈米粒子內時，該金屬奈米粒子內的電子係受到來自周圍的金屬原子和其他電子強烈地影響而產生作為重電子(heavy electron)之作用，其結果，在金屬奈米粒子內的氫原子之間的核間距離(internuclear distance)縮小且能夠提升產生隧道核融合(tunnel nuclear fusion)反應之概率，因此能夠比先前更穩定地產生熱。

Description

反應體、發熱裝置及發熱方法
本發明係有關於一種反應體、發熱裝置及發熱方法。
1989年Fleischmann教授與Pons教授等人的共同研究小組發表該小組已成功地在室溫產生核融合反應(例如，參照非專利文獻1)。依照該發表，係在室溫產生核融合反應之常溫核融合反應，使用Pd電極和Ti電極作為陰極，使用Pt電極作為陽極而將重水(heavy water)電解時，產生比伴隨著電解所產生的熱更大量的熱，同時能夠觀測到γ射線和中子(neutron)之情況。因為此種常溫核融合反應，在反應時能夠產生異常的過剩熱，若是能夠控制該發熱現象時，亦有可能將該發熱現象利用作為發熱裝置的熱源。
先前技術文獻
非專利文獻
[非專利文獻1] M.Fleischmann and S.Pons, J.Electroanalytical Chem(電分析化學期刊)., 261,P301(1989年)
但是，實際上此種常溫核融合反應，因為其機構 係未被解釋清楚且亦缺乏再現性，所以其發熱現象係無法穩定地顯現。因此，欲將此種常溫核融合反應利用作為發熱裝置的熱源時，發熱現象的產生概率非常而有無法穩定地產生熱之問題。
因此，鑒於上述問題點，本發明之目的係提供一種能夠比先前更穩定地產生熱之反應體、發熱裝置及發熱方法。
用以解決如此的課題之在本發明的申請專利範圍1所揭示之反應體，係設置在氘氣環境、重水氣體環境、輕氫氣體環境、或輕水氣體環境的反應爐內之反應體，其特徵在於：使用吸留氫的金屬所形成且在表面形成有由1000[nm]以下的奈米尺寸所構成之複數個金屬奈米凸部。
又，在本發明的申請專利範圍10所揭示之發熱裝置，係包括：反應爐，氘氣、重水氣體(heavy water gas)、輕氫氣體(light hydrogen gas)、或輕水氣體(light water gas)之中任一者係被供給至保持在真空狀態下之該爐內；及反應體，其係設置在前述反應爐內，同時使用吸留氫的金屬所形成且在表面形成有由1000[nm]以下的奈米尺寸所構成之複數個金屬奈米凸部；而且使前述反應爐內產生電漿，或是將前述反應體加熱而使前述金屬奈米凸部吸留氫原子。
又，在本發明的申請專利範圍15所揭示之發熱方法，其特徵在於包括以下步驟：供給步驟，其係使由吸留氫的金屬所構成之反應體在被設置的反應爐內產生電漿、或是將前述反應體加熱且藉由氣體供給手段而將氘氣、重水氣體、輕氫 氣體、或輕水氣體之中任一者供給至真空狀態的前述反應爐內；及發熱步驟，其係使在前述反應體表面所形成之由1000[nm]以下的奈米尺寸所構成之複數個金屬奈米凸部吸留氫原子，且前述反應體邊產生中子邊發出熱。
依照本發明的申請專利範圍1、申請專利範圍10及申請專利範圍15，氫原子係被吸留在反應體的金屬奈米凸部內，該金屬奈米凸部內的電子係強烈地受到來自周圍的金屬原子和其他電子之影響而產生作為重電子之作用，其結果，在金屬奈米凸部內之氫原子之間的核間距離縮小且能夠提升產生隧道核融合反應之概率，因此能夠比先前更穩定地產生熱。
1、41、65‧‧‧發熱裝置
2、42‧‧‧反應爐
2a‧‧‧筒狀部
2b、2c、47‧‧‧壁部
3‧‧‧氣體供給手段
5‧‧‧氘氣高壓罐
6‧‧‧氣體積存罐
7、11‧‧‧關閉閥
8‧‧‧氣體供給管
10‧‧‧真空排氣手段
13‧‧‧真空排氣管
15‧‧‧壓力測定手段
16‧‧‧分歧部
17‧‧‧記錄器
18‧‧‧熱電偶
19‧‧‧中子測定手段
20‧‧‧電源
21‧‧‧電腦
22a、22b‧‧‧配線
25、50、51、66‧‧‧捲繞型反應體(反應體)
26、80、81‧‧‧反應體
27‧‧‧絕緣構件
28、29、45‧‧‧開口部
30‧‧‧視認部
31‧‧‧窗部
32‧‧‧熱輸送管
32a‧‧‧供給口
32b‧‧‧排出口
35、60、69‧‧‧軸部
36、53、61‧‧‧細線
43a‧‧‧筒狀部
43b、43c‧‧‧壁部
46‧‧‧配線連通部
48‧‧‧壓力測定用配管
52、67‧‧‧支撐部
54、62‧‧‧電極保持部
55‧‧‧開口部
56、59、63‧‧‧絕緣構件
57、64、71‧‧‧電極導入部
58‧‧‧熱電偶
68、70‧‧‧細線
72‧‧‧內側反應體(反應體)
82‧‧‧基板
83‧‧‧帶狀金屬奈米凸部
84‧‧‧帶狀凹部
85‧‧‧金屬奈米凸部
第1圖係顯示依照本發明之第1實施形態的發熱裝置的構成之概略圖。
第2圖係顯示反應爐內的剖面構成之概略圖。
第3圖係顯示依照第1實施形態之發熱裝置的中子的測定結果之圖表。
第4圖係顯示依照第1實施形態之發熱裝置的溫度測定結果之圖表。
第5圖係顯示依照本發明之依照第2實施形態之發熱裝置的構成之概略圖。
第6圖係在第2實施形態之發熱裝置，第6A圖係顯電漿處理前之反應體表面情況之SEM照片，第6B圖係顯示電漿處 理前的捲繞(wind around)型反應體的表面情況之SEM照片。
第7圖係顯示電漿處理後之反應體表面情況之SEM照片。
第8圖係顯示電漿處理後之捲繞型反應體表面情況之SEM照片。
第9圖之第9A圖及第9B圖係將捲繞型反應體的表面放大後之SEM照片。
第10圖係在使用依照第2實施形態的發熱裝置之驗證試驗，顯示對捲繞型反應體所施加的電壓之圖表。
第11圖係在使用依照第2實施形態的發熱裝置之驗證試驗，顯示捲繞型反應體的溫度測定結果之圖表。
第12圖係顯示依照第3實施形態之發熱裝置的構成之概略圖。
第13圖係顯示依照其他實施形態之反應體的構成之概略圖。
第14圖之第14A圖係顯示氘氣的質量分布之圖表，第14B圖係顯示驗證試驗後在10[ks]之反應爐內的氣體成分之圖表。
第15圖係顯示隨著時間經過之氣體成分的增減量之圖表。
第16圖係將第15圖的圖表一部分放大後之圖表。
以下，參照圖式而詳細地說明本發明的實施形態。
(1)第1實施形態
(1-1)依照第1實施形態之發熱裝置的全體構成
在第1圖，1係顯示依照第1實施形態之發熱裝置，捲繞型反應體25及反應體26係被設置在反應爐2內作為電極對， 能夠在該反應爐2內於室溫產生核融合反應且藉此發熱。該實施形態的情況，反應爐2係被管狀的熱輸送管32沿著反應爐2外壁而螺旋狀地纏繞。熱輸送管32係從供給口32a朝向排出口32b在內部流動水等的流體，利用在爐內所產生的熱，在熱輸送管32內流動的體係被加熱且將被加熱後的流體直接從排出口32b排出，例如能夠輸送至未圖示的發電裝置等而將流體的熱利用於發電等。
在此，反應爐2係設置有氣體供給手段3，能夠從該氣體供給手段3透過氣體供給管8而對爐內供給氘氣(純度99.99%)作為反應氣體。又，氣體供給手段3係具有氘氣高壓罐5及氣體積存罐6，將從氘氣高壓罐5所排出的高壓氘氣積存在氣體積存罐6之後，能夠將氘氣減壓至1氣壓左右而供給至反應爐2內。在此，氣體供給管8係設置有開閉閥7，同時透過分歧部16而設置有壓力測定手段15。反應爐2係藉由調整開閉閥7的開閉及開閉量而能夠調整氘氣對爐內的供給量。又，在氣體供給管8所設置的壓力測定手段15，係能夠測定氣體供給管8內的壓力，藉此，能夠將所得到的壓力測定數據送出至記錄器(logger)17作為反應爐2內的壓力。
又，反應爐2係透過真空排氣管13而設置有真空排氣手段10。反應爐2係藉由真空排氣手段10而將爐內的氣體排氣至外部且能夠使爐內成為真空環境，將設置在真空排氣管13之開閉閥11關閉，爐內能夠保持為真空狀態。此時，反應爐2係藉由從氣體供給手段3將氘氣供給至爐內，而能夠成為氘氣係充滿被保持在真空狀態下的爐內之狀態。
順道一提，該反應爐2係在反應爐2外壁表面設置有熱電偶18，用以測定反應爐2溫度。又，反應爐2外部係設置有測定從反應爐2所放射的中子之中子測定手段19。該等熱電偶18及中子測定手段19係被連接至記錄器17，記錄器17係將從熱電偶18所得到的溫度測定數據、從中子測定手段19所得到的中子測定數據、以及從上述的壓力測定手段15所得到的壓力測定數據進行收集，而且能夠將該等數據送出至電腦21。電腦21係顯示部顯示例如透過記錄器17而收集的該等數據，而且作業者將該數據作為基礎而能夠掌握反應爐2內的狀態。
在此，反應爐2係例如包括由不鏽鋼(SUS306和SUS316)等所形成的筒狀部2a、及相同地由不鏽鋼(SUS306和SUS316)等所形成的壁部2b、2c，筒狀部2a的兩端開口部係透過墊片(未圖示)且藉由壁部2b、2c而被封閉，藉由筒狀部2a及壁部2b、2c而能夠形成密閉空間。又，該實施形態的情況，筒狀部2a係在側面部被開口部29穿設，而且例如將該開口視認部30的一端接合在側面部，使由不鏽鋼(SUS306和SUS316)等所構成之筒狀的開口視認部30之中空區域能夠與開口部29連通。該開口視認部30之由科伐玻璃(Kovar glass)等的透明構件所形成之窗部31係被嵌入至另一端，在維持爐內的密封狀態之同時，作業者能夠從窗部31透過中空區域、及開口部29而直接目視確認反應爐2內的情況。順道一提，該實施形態的情況，反應爐2係例如能夠如以下選定：將筒狀部2a形成為圓筒狀，全長(壁部2b、2c之間)為300[mm]且筒 狀部2a的外徑為110[mm]。
除了如此的構成以外，該反應爐2爐內係配置有由捲繞型反應體25及反應體26所構成之電極對，藉由電極對所產生的輝光放電而能夠產生電漿。實際上，反應爐2係在一方的壁部2b穿設有開口部28，棒狀的捲繞型反應體25係被插通在該開口部28且能夠將捲繞型反應體25配置在爐內。實際上，壁部2b係藉由設置在開口部28之絕緣構件27而能夠將該開口部28封閉，同時藉由絕緣構件27而以捲繞型反應體25不與開口部28接觸的方式來保持該捲繞型反應體25，而且在維持反應爐2內的密閉狀態之同時，使捲繞型反應體25與反應爐2電絕緣。
該實施形態的情況，捲繞型反應體25係從壁部2b的開口部28而一端在反應爐2外部露出，在該一端透過配線22a而連接電源20且能夠從該電源20施加電壓。該電源20係進而具有其他配線22b，該配線22b係連接反應爐2壁部2b且能夠對反應爐2施加電壓。又，該電源20係透過記錄器17而連接至電腦21，輸出電壓等係被記錄器17且該輸出電壓等係被送出至電腦21，藉由該電腦21而能夠管理輸出電壓等。
除了如此的構成以外，反應爐2係具有反應體26係與筒狀部2a的內壁表面接觸的方式配置而成之構成，能夠將來自電源20的電壓透過筒狀部2a而施加在反應體26。藉此，捲繞型反應體25與反應體26係藉由從電源20所施加的電壓而在反應爐2內產生輝光放電。
實際上，該實施形態的情況，反應體26係形成由 含有合金之吸留氫的金屬所構成之筒狀，其中該合金係例如含有Ni、Pd、Pt、Ti、或該等元素之中至少任一種，該反應體26係沿著反應爐2內壁而配置，而且能夠以外面係覆蓋反應爐2筒狀部2a的內壁之方式設置。反應體26係藉由覆蓋反應爐2之筒狀部2a的內壁，在利用電極對產生電漿時，能夠抑制由於對筒狀部2a照射電子，元素從該筒狀部2a內(例如不鏽鋼的筒狀部2a之情況，為鐵、輕元素、氧、氮、碳等的元素)被排放至爐內之情形。
除了如此的構成以外，該反應體26之表面係使用細線形成網孔狀，而且在細線的表面係形成寬度為1000[nm]以下之以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子(未圖示)且該表面係形成凹凸狀。又，該反應體26，在氘氣環境中藉由捲繞型反應體25與反應體26在爐內利用輝光放電產生電漿時(後述之發熱反應處理時)，係以氫原子(氘原子)能夠吸留在該金屬奈米粒子內之方式，藉由電漿處理等預先將表面的氧化被膜除去且表面的金屬奈米粒子成為活性化的狀態為佳。
在此，本發明係藉由在具有作為電極的功能之反應體26的表面，形成以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子，在氘氣環境中藉由捲繞型反應體25與反應體26產生輝光放電時，氫原子係被吸留在金屬奈米粒子中，奈米尺寸的金屬奈米粒子內之電子係強烈地受到來自周圍的金屬原子和其他電子之影響而產生作為重電子之作用，其結果在金屬奈米粒子內的氫原子之間的核間距離縮小且在反應爐2內能夠產生邊排放中子邊產生熱之核融合反應。
順道一提，在該實施形態，係藉由進行後述的電漿處理，在將反應體26設置在反應爐2內之後，在該反應體26的表面形成以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子，但是本發明係不限定於此，亦可在將反應體26設置在反應爐2內之前，對反應體26進行濺鍍處理、蝕刻處理等而預先在該反應體26的表面形成以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子，然後使表面形成有該金屬奈米粒子之反應體26設置在反應爐2內。但是，此時亦是在氘氣環境中藉由捲繞型反應體25與反應體26在爐內利用輝光放電產生電漿時，必須以氫原子能夠吸留在該金屬奈米粒子內之方式，進行後述的電漿處理而將反應體26表面的氧化被膜除去且使表面的金屬奈米粒子成為活性化的狀態。
實際上，在反應體26的表面係形成具有彎曲表面之複數個金屬奈米粒子，其中該彎曲表面係由球狀粒子、橢圓狀粒子、或卵狀粒子的一部分被埋入該表面的形狀(例如半球狀、半橢圓狀、或半卵狀)所構成，又，該實施形態的情況，在反應體26，金屬奈米粒子之間係以接觸的方式形成在表面且複數個金屬奈米粒子係以密集的方式形成。又，金屬奈米粒子之中，在該金屬奈米粒子的彎曲表面，亦有金屬奈米粒子其進一步形成寬度(粒徑)為1~10[nm]的微小金屬奈米粒子，而且能夠以寬度為1~10[nm]的微小的金屬奈米粒子係散布在由複數個金屬奈米粒子所構成的凹凸狀表面之方式形成。
此種金屬奈米粒子，係形成寬度為1000[nm]以下的奈米尺寸，較佳為300[nm]以下，更佳為10[nm]以下，又更 佳是形成5[nm]以下為佳，藉由減小金屬奈米粒子的寬度，能夠使用較少的氘氣的供給量且在反應爐2內變為容易產生核融合反應。
在此，針對此種金屬奈米粒子的尺寸，利用表示核融合反應產生概率之理論計算且進一步理論上進行解析時，最佳是金屬奈米粒子的寬度(粒徑)為1~10[nm]，該等微小的金屬奈米粒子之互相的距離係不因熱運動引起接觸之距離，較佳是空出粒徑的3倍以上之距離而形成為期望的。此時，在反應體26的表面，係以微小的金屬奈米粒子散布之方式形成，同時寬度(粒徑)為1~10[nm]的微小金屬奈米粒子係以例如每1[cm2]形成4×108個為佳。
又，該實施形態的情況，反應體26厚度為大於1.0[mm]時，因為在表面難以形成奈米尺寸細小的金屬奈米粒子，為了在表面形成奈米尺寸的金屬奈米粒子，厚度係以1.0[mm]以下為佳，較佳為0.3[mm]以下，更佳是0.1[mm]以下為期望的。又，該實施形態的情況，因為反應體26係使用細線形成網孔狀，藉由使用直徑小的細線，能夠容易較薄地形成其厚度，又，亦能夠將金屬奈米粒子所形成的表面之表面積增大。又，反應體26的表面係以選定1個網孔的寬度為10~30[mm]為佳。
如第2圖所顯示，與反應體26構成電極對之捲繞型反應體25，係具有以下的構成：在由含有合金(該合金係例如含有Pt、Ni、Pd、Ti、或該等元素之中至少任一種)之吸留氫的金屬所構成之作為支撐部之軸部35的周圍，具有由含有 合金(該合金係相同地含有Pt、Ni、Pd、Ti、或該等元素之中至少任一種)之吸留氫的金屬所構成之細線36係螺旋狀地纏繞，而且在筒狀部2a之中心軸上配置有軸部35。又，捲繞型反應體25與反應體26之距離係能夠選定為10~50[mm]。又，該實施形態的情況，捲繞型反應體25係使用Ni形成直徑3[mm]、長度200[mm]的軸部35，同時使用Pt形成直徑1.0[mm]的細線36，而且將從細線36起算至反應體26為止之距離選定為50[mm]。
順道一提，在上述的實施形態，係著眼在反應體26的表面，針對以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子係形成在反應體26的表面之情況而敘述，但是此種以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子，亦形成在捲繞型反應體25的細線36。實際上，該實施形態的情況，因為捲繞型反應體25係使用吸留氫的金屬所形成，藉由在細線36的表面形成有以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子，在氘氣環境中利用捲繞型反應體25與反應體26產生電漿時，捲繞反應體25的金屬奈米粒子中亦吸留氫原子，奈米尺寸的金屬奈米粒子內之電子(自由電子)係強烈地受到來自周圍的金屬原子和其他電子之影響而產生作為重電子之作用，其結果在金屬奈米粒子內的氫原子之間的核間距離縮小且在反應爐2內能夠產生邊排放中子邊產生熱之核融合反應。
(1-2)電漿處理
在此本發明的發熱裝置1，係在上述之反應體26和捲繞型反應體25的表面，形成奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子， 同時能夠進行使該反應體26和捲繞型反應體25的表面活性化之電漿處理。實際上，發熱裝置1係例如將在表面未形成有金屬奈米粒子之反應體和捲繞型反應體設置在反應爐2內之情況，作為電漿處理，係首先將已成為密閉空間之反應爐2內的氣體進行真空排氣且將爐內的壓力設為10~500[Pa](例如100[Pa]左右)。
在該狀態下，發熱裝置1係例如將作為捲繞型反應體25且將反應體26作為陰極，而在電極對施加600~1000[V](例如1000[V]左右)的電壓使其產生輝光放電且使反應爐2內產生電漿。而且在此時，作為陰極之反應體26的溫度係能夠上升至例如500~600[℃]。發熱裝置1，係藉由在此種真空環境中繼續600秒~100小時(較佳為10小時以上)而使其產生輝光放電，而能夠在反應體26和捲繞型反應體25的表面形成以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子，同時能夠將該等反應體26和捲繞型反應體25表面的氧化被膜除去而活性化。
順道一提，在電漿處理，係不僅是如上述將捲繞型反應體25設作陽極且將反應體26設作陰極而產生電漿，而且，隨後亦可接著使捲繞型反應體25與反應體26的極性相反且將捲繞型反應體25設為陰極，將反應體26設為陽極而產生電漿。如此，將捲繞型反應體25設為陰極，將反應體26設為陽極使其產生輝光放電之情況，亦是在電極對施加600~1000[V](例如1000[V]左右)的電壓且繼續600秒~100小時(較佳為、10小時以上)使其產生輝光放電為佳。藉此，作為陰 極之捲繞型反應體25、及作為陽極之反應體26的雙方係溫度上升至例如500~600[℃]為止而能夠使表面確實地活性化。
又，發熱裝置1係進行上述的電漿處理之後，以在捲繞型反應體25及反應體26進行加熱處理為佳。該加熱處理係例如使用加熱器直接加熱捲繞型反應體25及反應體26，使輕氫、H2O、烴系氣體從捲繞型反應體25及反應體26排放而使其能夠容易地吸留氫原子。又，此種加熱處理，較佳是進行至輕氫、H2O、烴系氣體不從捲繞型反應體25及反應體26排放為止，例如以在100~200[℃]進行3小時以上為佳。
在此，反應體26係藉由在形成金屬奈米粒子之前，預先在室溫的王水、混酸中浸泡數分鐘而將表面進行預先酸洗處理，在電漿處理時，能夠在其表面形成更細小的金屬奈米粒子。
(1-3)發熱反應處理
接著，在發熱裝置1，係使用在表面形成有此種以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子之反應體26，而能夠進行在反應爐2內使其產生核融合反應之發熱反應處理。該實施形態的情況，在發熱裝置1，係繼續上述的電漿處理，而且在將反應爐2內保持真空狀態之同時，能夠藉由氣體供給手段3將氘氣供給至反應爐2內作為發熱反應處理。
其次，在發熱裝置1，係在氘氣環境的反應爐2內，在捲繞型反應體25及反應體26施加400~1500[V]、較佳為600~1000[V]、更佳為700~800[V]的電壓，能夠使電極對產生輝光放電且能夠使反應爐2內產生電漿。藉此，在發熱裝置1， 係在使反應爐2內產生電漿之期間，氫原子係被吸留在位於捲繞型反應體25和反應體26的表面之金屬奈米粒子且能夠產生核融合反應。
在此，在本發明的發熱裝置1，係發熱反應處理時，使反應爐2內產生電漿時，在反應爐2內產生核融合反應，此時，在反應體26和捲繞型反應體25的表面係逐漸新形成微細的金屬奈米粒子，且新形成的金屬奈米粒子亦被氫原子吸留而核融合反應。
(1-4)依照本發明之發熱裝置之核融合反應的概要在此，係著眼於反應體26，針對藉由在其表面形成以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子而容易產生核融合反應之概要，在以下簡單地說明。通常藉由對金屬照射電子照射，係不產生中子等的放射和熱。但是，在如奈米尺寸之一定尺寸以下的金屬奈米粒子中，電子係產生作為重費米子(heavy fermion)(重電子)之作用且使氫原子之間接近而產生核融合反應。通常，為了使核融合反應產生，氘的情況係必須107K=1keV以上的能量。欲以溫度供給如此甚大的能量時，例如氘的情況係必須約107K以上，輕氫的情況係必須約1.5×107K以上的高溫且核融合產生概率係非常低而為10-31/s/atom pair。
但是，如本發明在反應體26的表面形成以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子(金屬奈米凸部)時，在金屬奈米粒子內之電子係強烈地受到周圍的金屬原子和其他電子之影響。亦即，藉由在金屬奈米粒子中導入氫原子，金屬奈米粒子中的氫濃度提升，該氫濃度提升時，金屬奈米粒子中之電子的 性質係進一步變化且成為質量甚大的值。重電子係形成氫原子核及原子且重電子係成為核外電子時，電子軌道半徑縮小且重電子與氫原子之間的核間距離亦縮小。其結果，在反應體26，係藉由隧道效果使得重電子與氫原子之間產生核融合反應之概率提升且核融合反應變為容易產生。例如，由Pd所構成之金屬奈米粒子中的情況，電子質量增加2倍時，藉由隧道效果產生核融合反應之概率係增加10位數且核融合反應變為能夠容易地產生。
又，反應體26係為了使重電子氫原子之間的核融合反應產生概率增加，亦可在金屬奈米粒子表面添附例如鹼類、鹼土類原子(作為例子，係具有氫原子之Li、Na、K、Ca等)，藉此，能夠使在金屬奈米粒子中之電子的交接作用大幅地增加，而且能夠使核融合反應產生概率進一步提升。在本發明的發熱裝置1，係如此進行而使核融合反應穩定地產生，而且利用在融合反應時所生成之甚大的能量而能夠穩定地發熱。
(1-5)驗證試驗
其次，準備如第1圖所顯示的發熱裝置1，實行上述的電漿處理及發熱反應處理且進行測定在反應爐2周圍的中子、及反應爐2的溫度。在此，首先準備未形成有以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子之由Ni(純度99.9%)構成之反應體，將它設置在反應爐2內。其次，為了進行電漿處理，而藉由真空排氣手段10將反應爐2內真空排氣且將反應爐2內設為10-6氣壓左右。
接著，在該狀態下，在捲繞型反應體25及反應體 26施加1[kV]的電壓而使其產生輝光放電且使反應爐2內繼續產生該輝光放電30小時。隨後，在該時點將反應體26從反應爐2取出且藉由SEM照片等確認反應體26的表面狀態時，能夠確認係以粒徑為1000[nm]以下的奈米尺寸構成之複數個金屬奈米粒子為密集之方式形成且表面成為凹凸狀。
除此以外，另外為了進行發熱反應處理，不將反應體26從反應爐2取出，而如上述繼續在電極對施加1[kV]使其產生輝光放電，將反應爐2內設為10-6氣壓左右且藉由氣體供給手段將氘氣3以氣體壓力10-2氣壓供給至反應爐2內。藉此，在發熱裝置1係在1~2分鐘後藉由中子測定手段19測定中子。
其次，暫時將輝光放電中止且將氘氣補充至反應爐2內之後，充分地將電極對冷卻且再次在電極對施加1[kV]的電壓使其產生輝光放電。藉此，藉由中子測定手段19而再次開始測定中子，此後，繼續測定中子數小時。在此，將中子的測定結果顯示在第3圖。如在第3圖所顯示，在該發熱裝置1，因為在電極對供給用以使其產生輝光放電之電壓之後，急遽地產生中子，所以能夠推測在反應爐2內係隨著產生中子而產生核融合反應。又，此種中子的產生數，係能夠藉由電極對的放電電壓而控制且能夠藉由電壓的指數函數而確認所產生中子數係增加。又，產生穩定的中子係能夠藉由供給電壓而得到106個。計算使發熱反應繼續200秒鐘時之反應體26每單位面積的中子產生量時為105個。
又，在測定中子之同時，使用熱電偶18測定反應 爐2溫度時，係得到如第4圖所顯示的結果。從第4圖，能夠確認產生中子之後，反應爐2溫度上升，藉此能夠確認該發熱裝置1係從能夠從反應爐2產生熱。又，測出溫度上升係比中子的產生更緩慢，係因為發熱處與熱電偶18的設置位置偏移，對應導熱所需要的時間而產生溫度上升緩慢之緣故。又，第4圖中，△T1~△T5係表示沿著反應爐2筒狀部2a空出預定間隔而設置之處。順道一提，此時在電極對之間流動的電流為30[mA]。亦即，就電功率而言為30[W]。此後，熱產生量為1[kW]，相對於輸入量，發熱量係達到33倍。
(1-6)作用及效果
在以上的構成，本發明之發熱裝置1係藉由將在表面形成以1000[nm]以下的奈米尺寸構成且由複數個金屬奈米粒子之吸留氫的金屬所構成之反應體26設置反應爐2內，在氘氣環境之反應爐2內的進行使捲繞型反應體25及反應體26產生電漿而供給能量之發熱反應處理。藉此，在發熱裝置1，氫原子係被吸留在反應體26的金屬奈米粒子內，該金屬奈米粒子內的電子係受到來自周圍的金屬原子和其他電子強烈地影響而產生作為重電之作用，其結果，在金屬奈米粒子內的氫原子之間的核間距離縮小且能夠提升產生隧道核融合反應之概率。
又，在該發熱裝置1，係將在表面未形成有金屬奈米粒子之反應體設置在反應爐2內之情況，亦可以在進行發熱反應處理之前，將反應爐2內設為真空環境，然後藉由利用捲繞型反應體25及反應體所產生的輝光放電使反應爐2內產生電漿之電漿處理，能夠在反應體26的表面形成以奈米尺寸構 成的複數個金屬奈米粒子。而且，在發熱裝置1，藉由在發熱反應處理前進行電漿處理，能夠將位於反應體26的表面之氧化被膜除去，因此，在發熱反應處理時，能夠使反應體26的表面成為氫原子能夠吸留在反應體26的金屬奈米粒子內之活性狀態且能夠使其產生核融合反應。
又，該實施形態的情況，因為反應體26之表面係由細線形成網孔狀，所以能夠盡量減小細線的直徑且能夠容易地使表面的厚度薄化，而且能夠使表面厚度成為容易形成以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子之最適合的薄度。而且在反應體26，係藉由將表面形成為網孔狀，而能夠使表面積增加，對應該狀況而能夠將使氫原子吸留之金屬奈米粒子的形成區域擴大且能夠增加產生發熱之反應處。
又，在該發熱裝置1，係從電源20透過配線22b而在反應爐2施加電壓，同時藉由將反應體26以不與反應爐2內壁接觸的方式在該反應體26覆蓋反應爐2內壁，能夠使反應體26具有作為電極之功能，與此同時，藉由反應體26能夠防止反應爐2內壁因輝光放電之電子照射而被削掉。
而且，在發熱裝置1，係使在由吸留氫的金屬所構成之捲繞型反應體25的細線36表面，亦形成以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子。藉此，在發熱裝置1，氫原子亦被吸留在捲繞型反應體25的細線36表面之金屬奈米粒子內，該金屬奈米粒子內的電子係受到來自周圍的金屬原子和其他電子強烈地影響而產生作為重電之作用，其結果，在金屬奈米粒子內的氫原子之間的核間距離縮小且能夠提升產生隧道核融合 反應之概率。
藉由以上的構成，藉由將在表面形成有以1000[nm]以下的奈米尺寸構成且由吸留氫的金屬所構成之複數個金屬奈米粒子(金屬奈米凸部)之反應體26設置在氘氣環境的反應爐內，氫原子係被吸留在反應體26的金屬奈米粒子內，該金屬奈米粒子內的電子係受到來自周圍的金屬原子和其他電子強烈地影響而產生作為重電之作用，其結果，在金屬奈米粒子內的氫原子之間的核間距離縮小且能夠提升產生隧道核融合反應之概率，因此能夠比先前更穩定地產生熱。
(2)第2實施形態
(2-1)依照第2實施形態之發熱裝置的構成
在與第1圖對應部分附加相同符號而顯示之第5圖，41係顯示第2實施形態之發熱裝置，反應爐42構成、及電極對的構成係與第1實施形態不同。又，在該依照第2實施形態之發熱裝置41，係就在發熱反應處理時不藉由電極對產生電漿，而是使用加熱器將反應爐42內加熱且將氘氣供給至加熱後的反應爐42內，使其產生加熱溫度以上的過剩熱而言，係與上述之依照第1實施形態之發熱裝置不同。而且，在該發熱裝置41，係就在產生過剩熱之後，藉由使用電極對產生電漿且發熱溫度係進一步上升，即便將電漿停止，只要繼續將氘氣供給至反應爐42內，亦能夠繼續產生溫度上升之高溫的熱量而言，係與第1實施形態不同。
又，因為關於該發熱裝置41之其他構成係與第1實施形態相同，所以氣體供給手段3、真空排氣手段10、電源 20等的圖示和其說明係省略。實際上，該實施形態的情況，反應爐42係包括由例如不鏽鋼(SUS306和SUS316)等所形成的筒狀部43a及壁部43b、43c，且筒狀部43a的兩端開口部係透過墊片(未圖示的)而被壁部43b、43c封閉，藉由筒狀部43a及壁部43b、43c能夠形成密閉空間。
此時，係以與在筒狀部43a之開口視認部30所設置的開口部29相向之方式在側面部穿設其他開口部45，且以由例如不鏽鋼(SUS306和SUS316)等所構成之筒狀的配管連通部46之中空區域係與開口部45連通的方式將該配管連通部46的一端接合在側面部。配管連通部46的另一端係設置有壁部47，且以氣體供給管8、真空排氣管13及壓力測定用配管48的管內部係與反應爐42內連通的方式，在壁部47設置有該等氣體供給管8、真空排氣管13及壓力測定用配管48。又，壓力測定手段15係設置有壓力測定用配管48，透過壓力測定用配管48而能夠測定反應爐42內的壓力。
除了如此的構成以外，反應爐42係在爐內設置有由捲繞型反應體50、51所構成之電極對，而且以將反應爐42的筒狀部43a的內壁覆蓋之方式設置有反應體26。又，該實施形態的情況，係將捲繞型反應體50、51以與被穿設在筒狀部43a的開口部29、45相向的方式配置在爐內，來自在開口部45所設置的配管連通部46之氘氣係能夠直接吹附至捲繞型反應體50、51，同時作業者能夠從在開口部29所設置的開口視認部30之中空區域直接目視確認捲繞型反應體50、51的樣子。
在此，該實施形態的情況，在發熱裝置41係與上 述的第1實施形態不同，不使反應體26具有作為電極之功能，除此以外，另外使在反應爐42內所設置的捲繞型反應體50、51具有作為陰極及陽極之功能，在進行電漿處理等時，將該等捲繞型反應體50、51作為電極對而使其產生輝光放電且能夠使爐內產生電漿。反應體26係具有與上述第1實施形態同樣的構成，雖然不具有作為電極之功能，但是藉由將捲繞型反應體50、51設作電極對之電漿處理(在此，所謂電漿處理，係將設為密閉空間之反應爐42內的氣體真空排氣，將爐內的壓力設為10~500[Pa]，而且在電極對施加600~1000[V]的電壓使其產生輝光放電600~100小時且使反應體26的溫度上升至500~600[℃]為止)，能夠在表面形成以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子，藉此，使用加熱器將被保持在真空狀態之反應爐42內加熱之後，供給氘氣時，能夠將氫原子吸留在該等金屬奈米粒子內且能夠產生核融合反應。
捲繞型反應體50係被設置在電極保持部54前端，藉由該電極保持部54而能夠被配置在反應爐42內之中央。電極保持部54係透過電極導入部57而與未圖示的電源連接，能夠將來自該電源的電壓施加在捲繞型反應體50。又，電極保持部54，係從被穿設在壁部43b的開口部55被插通至反應爐42內且藉由設置在該開口部55之絕緣構件56而被保持，同時藉由在開口部55之該絕緣構件56而能夠以不與壁部43b接觸的方式配置且能夠與反應爐42電絕緣。捲繞型反應體50係具有以下的構成：由含有合金(該合金係含有例如Pb、Ti、Pt、Ni、或該等元素之中至少任一種)之吸留氫的金屬所構成之 細線53，係螺旋狀地被纏繞在由Al2O3(氧化鋁陶瓷)等的導通構件所構成之支撐部52；藉由電漿處理而能夠使細線53表面形成以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子。藉此，捲繞型反應體50亦能夠在被保持在真空狀態之反應爐42內被加熱器加熱，同時供給氘氣時，氫原子被吸留在該等金屬奈米粒子內能夠產生核融合反應。
又，在捲繞型反應體50之細線53表面所形成的金屬奈米粒子之尺寸和形狀，係與在反應體26的表面所形成的金屬奈米粒子同樣。亦即，在捲繞型反應體50之細線53表面，係能夠形成具有彎曲表面之複數個金屬奈米粒子，其中該彎曲表面係由如球狀粒子、橢圓狀粒子、或卵狀粒子的一部分被埋入該表面而成之形狀(例如，半球狀、半橢圓狀、或半卵狀)所構成。
順道一提，在使用Ni形成反應體26且使用Pb形成在捲繞型反應體50之細線53時，在捲繞型反應體50之細線53表面，雖然程度不如使用Ni形成之反應體26，係以金屬奈米粒子之間接觸的方式形成在表面，且複數個金屬奈米粒子亦形成密集之區域(顯示在後述的第8圖)。又，在捲繞型反應體50之細線53表面所形成的金屬奈米粒子，係與在反應體26的表面所形成的金屬奈米粒子同樣地形成寬度為1000[nm]以下的奈米尺寸，較佳為300[nm]以下，更佳為10[nm]以下，又更佳是形成為5[nm]以下為期望的，藉由減小金屬奈米粒子的寬度，能夠使用較少的氘氣的供給量且核融合反應變為容易地產生。
又，此時在捲繞型反應體50之細線53表面，亦與反應體26的表面同樣地，藉由金屬奈米粒子的寬度(粒徑)為1~10[nm]且該等微小的金屬奈米粒子之互相的距離係不因熱運動而接觸之距離，較佳是設置為粒徑的3倍以上之距離而形成為期望的。此時，在反應體表面，金屬奈米粒子係例如每1[cm2]形成4×108個為佳，而且以散布微小的金屬奈米粒子之方式形成為期望的。
又，在反應爐42，熱電偶58係以接觸捲繞型反應體50的支撐部52之方式配置。藉此，捲繞型反應體50係能夠藉由熱電偶58來測定溫度，且作業者能夠藉由連接至熱電偶58之電腦等來確認溫度。此時，熱電偶58係具有將K型的熱電偶元件插入氧化鋁管的內部之構成，而且在壁部43b被絕緣構件59保持且與反應爐42絕緣。
與捲繞型反應體50成對之另一方的捲繞型反應體51，係設置在電極保持部62前端，藉由該電極保持部62，係能夠以與一方的捲繞型反應體50相向的方式被配置在爐內。又，電極保持部62係被連接至電極導入部64，該電極導入部64係被設置在壁部43b之絕緣構件63保持。電極導入部64係被連接至未圖示的電源，能夠將來自該電源之電壓透過電極保持部62而施加在捲繞型反應體51。藉此，捲繞型反應體51被施加來自電源之電壓而能夠具有作為陰極或陽極之功能。
捲繞型反應體51係具有以下的構成：在由含有合金(該合金係例如含有Pb、Ti、Pt、Ni、或該等元素之中至少任一種)之吸留氫的金屬所形成的軸部60，具有由含有合金(該 合金係相同地含有Pb、Ti、Pt、Ni、或該等元素之中至少任一種)之吸留氫的金屬所形成之細線61係螺旋狀地纏繞且軸部60的根本係被安裝在電極保持部62的前端。該捲繞型反應體51亦與上述的捲繞型反應體50同樣地，藉由電漿處理而能夠在軸部60和細線61表面形成以奈米尺寸所構成的複數個金屬奈米粒子。因此，將氘氣供給被保持在真空狀態之反應爐42內時，捲繞型反應體51亦能夠在軸部60和細線61表面所形成的金屬奈米粒子內吸留氫原子且能夠產生核融合反應。又，因為在捲繞型反應體51的軸部60和細線61表面所形成的金屬奈米粒子，係與上述捲繞型反應體50的細線53表面所形成的金屬奈米粒子具有同樣的構成，在此係省略其說明。
因此，依照第2實施形態之發熱裝置41，係藉由電漿處理而能夠在捲繞型反應體50、51及反應體26的表面形成以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子，接著藉由未圖示的加熱器，在捲繞型反應體50、51和反應體26被加熱的狀態下，將氘氣供給至被保持在真空狀態之反應爐42內時，氫原子係被吸留在位於捲繞型反應體50、51及反應體26的表面之金屬奈米粒子內，其結果，在反應爐42內能夠產生核融合反應且能夠發熱。在此，使用加熱器加熱捲繞型反應體50、51和反應體26時之加熱溫度為200[℃]以上，更佳是250[℃]以上為期望的。
又，在該依照第2實施形態之發熱裝置41，係在此種反應爐42內發熱時，藉由電極對使其產生輝光放電且產生電漿時，發熱溫度係進一步上升，即便將該電漿停止，只要 將反應爐42內繼續維持氫氣體環境，就能夠那樣地繼續維持溫度上升之狀態。
(2-2)驗證試驗
其次，使用如在第5圖所顯示之發熱裝置41，來進行關於反應爐42是否發熱之驗證試驗。在此，係使用不鏽鋼(SUS306)而形成體積15[l]、重量50[kg]的反應爐42。又，在該驗證試驗，係使用在由縱橫30[mm]、厚度2[mm]的Al2O3(氧化鋁陶瓷)所形成之支撐部52，將由直徑0.1[mm]、長度1000[mm]的Pd(純度99.9%)所構成之細線53纏繞15次而成之捲繞型反應體50，又，使用在由直徑3[mm]、長度50[mm]的Pd(純度99.9%)所構成之軸部60，將由直徑1[mm]、長度300[mm]的Pd(純度99.9%)所構成之細線61無間隙且螺旋狀地纏繞而成之捲繞型反應體51。又，在該驗證試驗係使用筒狀的反應體26，其表面係由直徑0.1[mm]的Ni(純度99.9%)所構成的細線形成為網孔狀。
其次，將該等捲繞型反應體50、51及反應體26使用酒精及丙酮進行超音波洗淨，且以不產生油脂污染之方式保持洗淨狀態而設置在反應爐42內。又，該反應爐42係全體成為接地電位。又，熱電偶58係使用直徑1.6[mm]、長度300[mm]之K型且不鏽鋼被覆型者用以直接測量捲繞型反應體50的溫度，而且將不鏽鋼外皮的外側使用直徑3[mm]、長度100[mm]的氧化鋁管進行絕緣且使前端部分接觸捲繞型反應體50表面。
然後，首先就電漿處理而言，係將反應爐42內的 氣體真空排氣，使反應爐42內成為數Pa的真空環境之後，將捲繞型反應體50設為陽極且施加600[V]的直流電壓，而且以20[mA]左右使其放電600秒左右。其次，改變電極電壓且將捲繞型反應體50設為陰極，而且施加600[V]的直流電壓且以20[mA]左右使其放電1200秒左右。將該過程重複5次之後，從反應爐42將反應體26及捲繞型反應體50取出且藉由SEM照片觀察其表面。
在此，第6A圖係拍攝在進行上述的電漿處理前之反應體26的表面之SEM照片，能夠確認其表面未形成有寬度為1000[nm]以下之以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子且為平坦的表面。另一方面，第7圖係拍攝進行上述的電漿處理後之反應體26的表面之SEM照片，能夠確認在其要面形成有寬度為1000[nm]以下之以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子且其表面為凹凸狀。又，能夠確認該等金屬奈米粒子係成為半球狀、半橢圓狀等之彎曲表面。
又，第6B圖係拍攝在進行上述的電漿處理前的捲繞型反應體50之細線53表面之SEM照片，能夠確認在該捲繞型反應體50，表面亦形成有寬度為1000[nm]以下之以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子且為平坦的表面。另一方面，第8圖係拍攝在進行上述的電漿處理後的捲繞型反應體50之細線53表面之SEM照片，能夠確認在其表面係形成有寬度為1000[nm]以下之以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子且表面為凹凸狀。又，此時，能夠確認金屬奈米粒子亦成為半球狀、半橢圓狀等彎曲表面。又，在捲繞型反應體50之細線53表面， 雖然程度不如反應體26，能夠確認係以金屬奈米粒子之間接觸的方式形成在表面，且複數個金屬奈米粒子亦形成密集之區域。
在此，針對捲繞型反應體50，將電漿處理後的細線53表面進一步放大而觀察時，能夠得到如在第9A圖及第9B圖所顯示之SEM照片。從該第9A圖及第9B圖，能夠確認形成有寬度為100[nm]以下的金屬奈米粒子，在金屬奈米粒子表面係進一步形成有寬度較小之微小的屬奈米粒子等且表面形成為凹凸狀。順道一提，在該驗證試驗，係使用將直徑0.1[mm]之Pd的細線53纏繞支撐部52而成之捲繞型反應體50，但是使用將直徑1[mm]之Pd的細線纏繞支撐部52而成之捲繞型反應體且進行驗證試驗時，將放電繼續10[ks]且藉由將其重複10次，能夠確認在該細線的表面能夠形成充分活性的金屬奈米粒子。
其次，在該驗證試驗，將反應爐42內保持真空狀態且使用未圖示的加熱器將捲繞型反應體50、51及反應體26在100~200[℃]進行加熱活性化3小時左右，而使輕氫、H2O、進而烴系的氣體從捲繞型反應體50、51及反應體26排放而除去不純物。
其次，作為發熱反應處理，依照第2實施形態之發熱裝置41驗證試驗時，係如在第10圖及第11圖所顯示，在將反應爐42內保持真空狀態下，階段性地將捲繞型反應體50逐漸加熱，在室溫差140[℃]時將氘氣在100[Pa]下從氣體供給管8導入至反應爐42內。在此，第10圖係顯示在電極對所 施加的電壓，第11圖係顯示使用加熱器階段性地將捲繞型反應體50加熱之後，捲繞型反應體50所顯示的溫度。又，在第11圖所顯示的溫度係捲繞型反應體50的溫度與室溫之差(室溫差)。
在該驗證試驗，係如第11圖所顯示，將捲繞型反應體50階段性地加熱至室溫差140[℃]為止後，將氘氣在100[Pa](亦即100[ml])下供給至反應爐42內時，即便不藉由電極對產生電漿，亦立刻上升至室溫差為220[℃]為止。隨後，如在第10圖及第11圖所顯示，為了使捲繞型反應體50的細線53(在第10圖中係稱為Pd細線)表面活性化，而使在電極對施加之電壓值上升至45[V]為止而進行藉由電漿之活性化處理4000秒鐘時，溫度係進一步上升30[℃]而成為250℃。隨後，即便將在電極對所施加的電壓值降低至32[V]為止使電漿停止，溫度上升的狀態係那樣穩定地繼續至將氘氣從反應爐42排出為止。
又，此時，藉由中子測定手段而測定反應爐42的周圍之中子時，從將氘氣導入至反應爐42內且捲繞型反應體50開始發熱後，藉由中子測定手段測定中子。從如此地在捲繞型反應體50之發熱、及中子的測定，能夠推測在反應爐42內係產生核融合反應。順道一提，如第10圖及第11圖所顯示，在250[℃]穩定地發熱之狀態後，為了再次使捲繞型反應體50的細線53表面活性化，雖然在電極對施加電壓使其產生輝光放電，來進行藉由電漿之活性化處理，但是無法確認溫度係進一步上升。從以上的驗證試驗，在第2實施形態之發熱裝置 41，係在捲繞型反應體50、51和反應體26的表面形成以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子且使該表面活性化之後，藉由將氘氣供給至反應爐42內使其產生核融合反應而能夠產生熱。
(2-3)作用及效果
在以上的構成，本發明之發熱裝置41，亦是將在表面形成有以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子且由吸留氫的金屬所構成之反應體26設置在反應爐42內，使用加熱器將反應體26加熱而供給能量且將氘氣供給至被保持在真空狀態之反應爐42內，而使反應爐42內成為氘氣環境。又，在發熱裝置41，係使由吸留氫的金屬所構成之捲繞型反應體50的細線53和捲繞型反應體51表面亦形成有以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子。藉此，在發熱裝置41係藉由使用加熱器之加熱來供給能量，氫原子係被吸留在捲繞型反應體50、51和反應體26的金屬奈米粒子內，該金屬奈米粒子內的電子係強烈地受到來自周圍的金屬原子和其他電子之影響而產生作為重電子之作用，其結果，在金屬奈米粒子內的氫原子之間的核間距離縮小且能夠提升產生隧道核融合反應之概率，因此能夠比先前更穩定地產生加熱溫度以上的熱。
又，在該發熱裝置41，在氘氣環境的反應爐內藉由電極對其產生電漿時，促進發熱而使得發熱溫度係進一步上升，即便使該電漿停止，只要將反應爐42內繼續維持氘氣環境，就能夠那樣地繼續維持溫度上升之狀態。
又，在發熱裝置41，係除了反應體26及捲繞型反應體50以外，係進一步設置捲繞型反應體51，因為該捲繞型 反應體51亦形成有複數個金屬奈米粒子，所以形成有該金屬奈米粒子之區域增加，氫原子係對應該狀況而變為容易被吸留在金屬奈米粒子內且能夠提高產生核融合反應之概率。
(3)第3實施形態
在與第1圖對應部分係附加相同符號而顯示之第12圖，65係顯示依照第3實施形態之發熱裝置，與上述的第1實施形態，係在反應爐2內所設置之電極對的構成為不同。實際上，在該發熱裝置65之反應爐2，在反應爐2中心軸上，例如作為陽極的功能之捲繞型反應體66、與作為陰極的功能之內側反應體72係直線排列地配置，在同樣作為陰極的功能之筒狀的反應體26之中空區域內，係配置有該等捲繞型反應體66及內側反應體72。
該實施形態的情況，反應爐2係以反應體26為接觸筒狀部2a的內壁之方式設置，同時在另一方的壁部2c係立設有內側反應體72。反應爐2係具有在外壁連接有配線之構成，其中該配線係被連接至未圖示的電源，從電源透過配線而在反應爐2施加電壓時，亦能夠對與該反應爐2接觸之反應體26及內側反應體72施加電壓。
該實施形態的情況，在壁部2b的開口部28係設置有絕緣構件27，被氧化鋁絕緣管覆蓋之棒狀的電極導入部71係藉由該絕緣構件27而保持。電極導入部71係藉由絕緣構件27而與反應爐2保持絕緣狀態且其前端係在該狀態下被配置在反應爐2內，在該前端具有捲繞型反應體66。捲繞型反應體66係具有被連接至電極導入部71前端之軸部69且細線70 係螺旋狀地纏繞在軸部69。又，捲繞型反應體66係在軸部69的前端設置有擴徑狀的支撐部67，且細線68係纏繞在該支撐部67。被連接至未圖示的電源之配線係連接至電極導入部71，捲繞型反應體66係透過該配線及電極導入部71而能夠被施加來自電源之電壓。
在此，構成捲繞型反應體66之軸部69及細線68、70係由含有合金(該合金係含有Ni、Pd、Ti、Pt、或該等元素之中至少任一種)之吸留氫的金屬所形成。藉此，捲繞型反應體66係與上述的反應體26同樣地，藉由進行電漿處理，在軸部69及細線68、70的表面形成以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子，同時能夠將表面的氧化被膜除去而成為能夠將氫原子吸留之活性狀態。又，支撐部67係例如能夠使用Al2O3(氧化鋁陶瓷)等的導通構件來形成。
除了如此的構成以外，內側反應體72係形成內部為中空狀的四角柱狀，其表面係使用由含有合金(該合金係含有Ni、Pd、Ti、Pt、或該等元素之中至少任一種)之吸留氫的金屬所構成的細線形成為網孔狀。該內側反應體72係底面部被固定在壁部2c而與反應爐2成為導通狀態，藉由從電源透過反應爐2施加電壓而能夠具有作為電極之功能。又，該內側反應體72之與底面部相向的頂面部，係以與捲繞型反應體66的支撐部67設置有預定距離而相向之方式配置，而且與該捲繞型反應體66構成電極對且產生輝光放電而能夠產生電漿。
在此，該內側反應體72亦與反應體26和捲繞型反應體66同樣地，藉由進行電漿處理，能夠在表面形成以奈 米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子，同時能夠將表面的氧化被膜除去而成為能夠將氫原子吸留之活性狀態。又，在該發熱裝置65係除了內側反應體72以外，設置在反應爐2的內壁之反應體26亦能夠具有作為電極，該反應體26亦與捲繞型反應體66構成電極對，該等反應體26及捲繞型反應體66亦產生輝光放電而能夠產生電漿。
在以上的構成，該發熱裝置65亦能夠得到與上述第2實施形態同樣的效果。例如在發熱裝置65，將在表面形成有以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子且由吸留氫的金屬所構成之反應體26及內側反應體72設置反應爐2內，使用加熱器將反應體26及內側反應體72加熱而供給能量，且將氘氣供給至被保持在真空狀態之反應爐42內而使反應爐42內成為氘氣環境。藉此，在發熱裝置65，氫原子係被吸留在反應體26及內側反應體72的金屬奈米粒子內，該金屬奈米粒子內的電子係強烈地受到來自周圍的金屬原子和其他電子之影響而產生作為重電子之作用，其結果，在金屬奈米粒子內的氫原子之間的核間距離縮小且能夠提升產生隧道核融合反應之概率，因此能夠比先前更穩定地產生熱。
又，該在發熱裝置65，係使由吸留氫的金屬所構成之捲繞型反應體66的軸部69及細線68、70的表面，亦形成以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子。藉此，在發熱裝置65，係藉由使用加熱器之加熱而供給能量，在位於軸部69及細線68、70的表面之金屬奈米粒子內，亦吸留氫原子，該金屬奈米粒子內的電子係強烈地受到來自周圍的金屬原子和其 他電子之影響而產生作為重電子之作用，其結果，在金屬奈米粒子內的氫原子之間的核間距離縮小且能夠提升產生隧道核融合反應之概率，因此能夠比先前更穩定地產生熱。
(4)其他實施形態
本發明係不被上述的實施形態限定，本發明的宗旨之範圍內能夠適當地變更。例如，在上述的實施形態，作為金屬奈米凸部，係敘述具有由如球狀粒子、橢圓狀粒子、或卵狀粒子的一部分被埋入該表面之形狀所構成的彎曲表面之金屬奈米粒子，但是本發明係不限定於此，如在第13A圖所顯示，亦可應用寬度係以奈米尺寸構成之帶狀金屬奈米凸部83，又，如在第13A圖所顯示，亦可設為板狀的反應體80。
此時，反應體80係具有以下的構成：例如在使用吸留氫的金屬所形成之厚度0.5[mm]的基板82上，將使用吸留氫的金屬所形成之寬度為1000[nm]以下的帶狀金屬奈米凸部83、及帶狀凹部84以一定的間隔交替地配置而成。此種帶狀金屬奈米凸部83係若是使用蝕刻技術等，能夠容易地形成例如寬度為5[nm]之以奈米尺寸構成之帶狀。如此，金屬奈米凸部83亦可以在將反應體設置在反應爐內之前，預先使用蝕刻技術等而形成在反應體的表面。
然後，藉由將如此在表面形成有以奈米尺寸構成之複數個金屬奈米凸部83且由吸留氫的金屬所構成之反應體80，設置在氘氣環境的反應爐內，氫原子係被反應體80的金屬奈米凸部83內吸留，該金屬奈米凸部83內的電子係強烈地受到來自周圍的金屬原子和其他電子之影響而產生作為重電 子之作用，其結果，在金屬奈米凸部83內的氫原子之間的核間距離縮小，能夠提升產生隧道核融合反應之概率，因此能夠比先前更穩定地產生熱。
又，作為其他實施形態，係如在第13B圖所顯示，亦可應用在由吸留氫的金屬所構成之基板82上形成凹部84，該凹部84係形成為格子狀，而且將由寬度為1000[nm]以下之立方體狀吸留氫的金屬所構成之金屬奈米凸部85配置成為陣列狀而成之反應體81。此時，藉由將在表面形成有以奈米尺寸構成之複數個金屬奈米凸部85且由吸留氫的金屬所構成之反應體81，設置在氘氣環境的反應爐內，亦能夠將氫原子吸留反應體81金屬奈米凸部85內，該金屬奈米凸部85內的電子係強烈地受到來自周圍的金屬原子和其他電子之影響而產生作為重電子之作用，其結果，在金屬奈米凸部85內的氫原子之間的核間距離縮小，能夠提升產生隧道核融合反應之概率，因此能夠比先前更穩定地產生熱。
如此，金屬奈米凸部之寬度為1000[nm]以下，較佳為300[nm]以下，更佳為10[nm]以下，又更佳是形成為5[nm]以下為期望的，其形狀可為帶狀、長方體狀等其他各種形狀。
(4-1)關於重水氣體、輕氫氣體、及輕水氣體之利用
在依照上述的實施形態之發熱裝置1、41、65，係針對將氘(D2)氣供給至反應爐2、42內而使該反應爐2、42內成為氘氣環境之情況而敘述，但是本發明係不限定於此，亦可將重水(D2O)氣體供給至反應爐2、42內而使該反應爐2、42內成為 重水氣體環境，又，亦可將輕氫(H2)氣體供給至反應爐2、42內，而使該反應爐2、42內成為輕氫氣體環境，而且亦可以將輕水(H2O)氣體供給至反應爐2、42內，而使該反應爐2、42內成為輕水氣體環境。
亦即，藉由使用重水氣體、輕氫氣體、或輕水氣體代替氘氣之依照第1實施形態之發熱裝置1(第1圖)，在氘氣環境、輕氫氣體環境、或輕水氣體環境的反應爐2內，使捲繞型反應體25及反應體26產生電漿產生而進行供給能量之發熱反應處理，亦能能夠在反應體26和捲繞型反應體25的金屬奈米粒子內吸留氫原子。藉此，在發熱裝置1，金屬奈米粒子內的電子係強烈地受到來自周圍的金屬原子和其他電子之影響而產生作為重電子之作用，其結果，在金屬奈米粒子內的氫原子之間的核間距離縮小且能夠提升產生隧道核融合反應之概率。
又，依照第2實施形態之發熱裝置41(第5圖)，亦是將在表面形成有以奈米尺寸構成之複數個複數個金屬奈米粒子且由吸留氫的金屬所構成之反應體26及捲繞型反應體50、51，設置在反應爐42內，使用加熱器將該等反應體26及捲繞型反應體50、51加熱而供給能量，且將重水氣體、輕氫氣體、輕水氣體供給至被保持在真空狀態之反應爐42內。藉此，在發熱裝置41，亦能夠將氫原子吸留在捲繞型反應體50、51和反應體26的金屬奈米粒子內，該金屬奈米粒子內的電子係強烈地受到來自周圍的金屬原子和其他電子之影響而產生作為重電子之作用，其結果，在金屬奈米粒子內的氫原子之間 的核間距離縮小且能夠提升產生隧道核融合反應之概率，因此能夠比先前更穩定地產生加熱溫度以上的熱。
而且，使用重水氣體、輕氫氣體、輕水氣體之依照第2實施形態之發熱裝置41，亦與上述同樣地，產生過剩熱後，在設為重水氣體環境、輕氫氣體環境、或輕水氣體環境的反應爐42內，使電極對產生電漿時，促進發熱而發熱溫度係進一步上升，即便將該電漿停止，只要將反應爐42內繼續維持重水氣體環境、輕氫氣體環境、或輕水氣體環境，能夠那樣地繼續維持溫度上升之狀態。
而且，依照第3實施形態之發熱裝置65(第12圖)，亦能夠使用重水氣體、輕氫氣體、輕水氣體代替氘氣，使用該等重水氣體、輕氫氣體、輕水氣體亦能夠得到與上述第2實施形態同樣的效果。亦即，在第12圖所顯示之發熱裝置65，係將在表面形成有以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子且由吸留氫的金屬所構成之反應體26及內側反應體72設置在反應爐2內，使用加熱器將反應體26及內側反應體72加熱而供給能量，且將重水氣體、輕氫氣體、輕水氣體供給至被保持在真空狀態之反應爐42內。
在重水氣體環境、輕氫氣體環境、或輕水氣體環境的反應爐42內，氫原子被吸留在反應體26及內側反應體72的金屬奈米粒子內，該金屬奈米粒子內的電子係強烈地受到來自周圍的金屬原子和其他電子之影響而產生作為重電子之作用，其結果，在金屬奈米粒子內的氫原子之間的核間距離縮小且能夠提升產生隧道核融合反應之概率，因此能夠比先前更穩 定地產生熱。
又，使用此種重水氣體、輕氫氣體、輕水氣體之發熱裝置65，亦能夠在由吸留氫的金屬所構成之捲繞型反應體66的軸部69及細線68、70的表面形成以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子，而且使用加熱器加熱來供給能量時，氫原子係被吸留在位於軸部69及細線68、70的表面之金屬奈米粒子內，該金屬奈米粒子內的電子係強烈地受到來自周圍的金屬原子和其他電子之影響而產生作為重電子之作用，其結果，在金屬奈米粒子內的氫原子之間的核間距離縮小且能夠提升產生隧道核融合反應之概率，因此能夠比先前更穩定地產生熱。
(4-2)關於使用氘氣、重水氣體、輕水氣體、及輕氫氣體之驗證試驗
其次，針對使用在如第5圖所顯示的構成之發熱裝置41且使用氘氣、重水氣體、輕水氣體、及輕氫氣體時之輸出總能量等進行調查之驗證試驗。在此，在驗證試驗所使用的發熱裝置41，係準備由直徑0.05[mm]的Ni(純度99.9%)所構成之細線且形成有100網眼的網孔之高度30[cm]、寬度30[cm]的反應體26，且以該反應體26的外周面係沿著反應爐42內的內壁而密著之方式設置。又，在該階段，在圓筒狀反應體26的表面係未形成有以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子。
又，在該驗證試驗，係使用將由直徑0.2[mm]、長度1000[mm]的Pd(純度99.9%)所構成之細線53，在由縱橫30[mm]、厚度2[mm]的Al2O3(氧化鋁陶瓷)所形成的支撐部52纏繞15次而成之捲繞型反應體50。而且，在該驗證試驗，係 使用將由直徑1[mm]、長度300[mm]的Pd(純度99.9%)所構成之細線61，在由直徑3[mm]、長度50[mm]的Pd(純度99.9%)所構成之軸部60無間隙且螺旋狀纏繞而成之捲繞型反應體51。
其次，將該等捲繞型反應體50、51及反應體26使用酒精及丙酮進行超音波洗淨，且以不產生油脂污染之方式保持洗淨狀態而設置在反應爐42內。又，該反應爐42係全體成為接地電位。又，熱電偶58係使用直徑1.6[mm]、長度300[mm]之K型且不鏽鋼被覆型者用以直接測量捲繞型反應體50的溫度，而且將不鏽鋼外皮的外側使用直徑3[mm]、長度100[mm]的氧化鋁管進行絕緣且使前端部分接觸捲繞型反應體50表面。又，電極對的捲繞型反應體50、51，亦可改變陽極及陰極的極性。
其次，首先就電漿處理而言，係將反應爐42內的氣體真空排氣，使反應爐42內成為數Pa的真空環境之後，將捲繞型反應體50設為陽極且將另一方的捲繞型反應體51設為陰極，而且施加600~800[V]的直流電壓且以20[mA]左右使其放電600秒左右。其次，改變電極電壓，將捲繞型反應體50設為陰極且將另一方的捲繞型反應體51設為陽極，而且施加600~800[V]的直流電壓且以20~30[mA]左右使其放電103~104秒左右。
其次，在該驗證試驗，就電漿處理而言，係將反應爐42內保持真空狀態且使用未圖示的加熱器加熱捲繞型反應體50、51及反應體26使其活性化。捲繞型反應體50、51 及反應體26的加熱係進行至輕氫、H2O、進而烴系的氣體未從捲繞型反應體50、51及反應體26被排放為止。具體而言，係使用加熱器將捲繞型反應體50、51及反應體26在100~200[℃]加熱活性化3小時左右，使輕氫、H2O、進行烴系的氣體從捲繞型反應體50、51及反應體26被排放而將不純物除去。
而且，在該驗證試驗，就電漿處理而言，係將捲繞型反應體50作為陽極，施加600~800[V]的直流電壓且以20~30[mA]左右使其放電10[ks]秒左右。如此進行而在捲繞型反應體50、51及反應體26的表面，形成以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子。又，此種電漿處理後，將氘氣供給至反應爐42內且調查反應爐42內的氣體壓力時，能夠確認該氣體壓力係從170[Pa]降低至40[Pa]。此後，能夠確認作為試料金屬之捲繞型反應體50、51及反應體26係已吸收6.5[cm3]的氘氣。
又，使用此種在表面形成有以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子之捲繞型反應體50、51及反應體26，且在反應爐42內進行使其產生核融合反應之發熱反應處理。在該驗證試驗，就發熱反應處理而言，係將反應爐42內保持真空狀態之同時，改變藉由氣體供給手段3供給至反應爐42內之氣體的種類、氣體供給時的氣體壓力、加熱電極對之加熱器的輸入加熱瓦特數而調查反應爐42的溫度等的各種數值。在此，首先將使用氘氣作為供給至反應爐42內的氣體時之結果顯示在下的表1。
在表1，第1列的「No.」係試驗號碼，第2列的「Gas Pressure Pa」係氘氣的氣體壓力(Pa)，第3列的「Input Watt」係加熱器的輸入加熱瓦特數(W)，第4列的「Out put/W Electrode」係從電極(捲繞型反應體50)的溫度所計算得到的熱輸出(W)，第5列的「Out put/W Reactor」係從反應爐42的溫度所計算得到的熱輸出(W)。
又，在表1，第6列的「Time ks」係過剩熱繼續時間(ks)，第7列的「Hout/Hin Electrode」係從電極(捲繞型反應體50)的溫度所求取的輸出/輸入比值，第8列的「Hout/Hin Reactor」係從反應爐42的外壁溫度所求取的輸出/輸入比，第9列的「Temperature/C Electrode」係在試驗中之電極(捲繞型反應體50)的穩定溫度(℃)，第10列的「Temperature/C Reactor」係在試驗中之反應爐42的穩定溫度(℃)，第11列的「Input Energy kJ」係輸入總能量(kJ)，第12列的「Output Electrode kJ」係從電極(捲繞型反應體50)的溫度所計算得到的輸出總能量(kJ)，第13列的「Output Reactor kJ」係從反應爐42的外壁溫度所計算得到的輸出總能量(kJ)。
又，試驗號碼No.6~No.13係顯示連續一系列的試驗結果。從表1，使用氘氣之任一種情況，均能夠得到比輸入總能量(第11列)更大的輸出總能量(第12列及第13列)且能夠觀察到產生過剩熱，而且能夠確認使用發熱裝置41係能夠發熱。
其次，在發熱裝置41，針對在使用氘氣時的發熱前後之氣體成分進行調查。第14A圖係原料氣體之氘氣的質量分析結果，在橫軸顯示氣體M/e的質量數，在縱軸使用分壓顯示反應爐42內的氣體成分。從分壓值、反應爐42的體積5[l]、溫度、及壓力，能夠得到如在第14A圖所顯示之氘氣的標準狀態之氣體量。如第14A圖所顯示，原料氣體之氘氣，係以氘為主且質量數4為202[Pa]。又，此外質量數3HD+為42[Pa]、質量數2H2 +為5[Pa]。就不純物而言，係含有被推測為H2O+或OD+之質量數18。又，推定質量數17為OH+，質量數19為OHD+，質量數20為OD2 +。
其次，在發熱裝置41進行發熱反應處理，且調查在發熱反應處理後的反應爐42內之氣體成分。在此，就發熱反應處理而言，係在真空排氣狀態下將氘氣供給至反應爐42內，同時使用加熱器將電極(捲繞型反應體50)加熱約84[ks]期間。此時，開始的7[ks]係將對加熱器的輸入設為46[W]，此後 係設為81[W]。又，此期間，係進行反應爐42內的氣體排氣數次，但是過剩熱係繼續產生。
第14B圖係進行上述的發熱反應處理之後(亦即，將使用加熱器之電極加熱結束之後，以下，亦稱為試驗結束後)，顯示調查10[ks]期間之反應爐42內的氣體成分之結果。從第14B圖，試驗結束後時，質量數3之HD+變多，其次，質量數2之H2 +、質量數19之OHD+變多。
然後，為了更正確地鑑定氣體成分，將在發熱裝置41使用氘氣之熱產生試驗進行30天。第15圖及第16圖係表示沿著試驗時間經過之測定此時的氣體成分之增減之測定結果。第15圖及第16圖之橫軸係表示時間經過，縱軸係表示氣體量。第16圖係將在第15圖之氣體量15[cm3]以下的區域放大後之圖表。第15圖及第16圖中，所謂「Total exclude2」係顯示總氣體量。又，相對於輸入80[W]，過剩熱係在最低值成為15[W]。將經過時間乘以15[W]係成為發熱能量，亦即焦耳(joule)。此後，在經過時間2.7[Ms]能夠計算為40[MJ]。
從第15圖及第16圖，驗證試驗剛開始後，氘(D2 +)為主之質量數4減少，雖然隨後減少速度降低，但是隨著時間經過而直線地減少。相對於此，能夠推測為氘原子(D+)之質量數2，係與質量數4(D2 +))相反地增加。此種氫分子的解離能量在25[℃]為436[kJ/mol]，解離度係在1000[℃]為1.0×10-7左右。又，即便將使用加熱器加熱由鎳構成之反應體26停止，該質量氣體亦穩定地存在。
驗證試驗開始後，質量數3係相對於質量數2質 量減少而以反相關增加，隨後係因應質量數4舉動而逐漸減少。又，質量數28亦與時間同時逐漸增加，其量係30天為2.3[cm3]。其他成分係幾乎沒有變化。又，質量數2以外的成分之總計係開始有變化以後，幾乎為一定。而且，質量數3(HD+)、及質量數4(D+)均是依存於氣體壓力及輸出總能量，但是其傾向係相反，氣體壓力和輸出總能量增加時，質量數3係增加，但是氣體壓力和輸出總能量增加時，質量數4係減少。此時，質量數4係顯示有助於質量數2和質量數3的生成。又，依照驗證試驗，輸出總能量越大時，質量數2(H2 +)之產生量增加，但是不依存於氘氣的氣體壓力，另一方面，得知質量數3(HD+)係依照氘氣的氣體壓力和發熱量增大而增加。
又，調查使用重水氣體代替氘氣而在發熱裝置41之輸出能量等時，能夠得到在下述表2所顯示的結果。
又，在該驗證試驗所使用之發熱裝置41，係將在上述的驗證試驗由Pd形成之另一方的捲繞型反應體51由Ni形成，且將由Pd形成之捲繞型反應體50作為陽極，將由Ni 形成之捲繞型反應體51作為陰極且將重水氣體供給至反應爐42內，而且進行使用加熱器將該等捲繞型反應體50、51及反應體26加熱。又，按照必要在反應爐42內藉由輝光放電產生電漿。然後，測定此時在發熱裝置41之輸出能量等。
又，表2中，所謂Pd極係表示捲繞型反應體50，所謂Ni極係表示捲繞型反應體51。從表2，在發熱裝置41，係使用重水氣體之任一種情況，藉由在重水氣體環境下的反應爐42內進行使用加熱器將捲繞型反應體50、51及反應體26加熱之發熱反應處理，均能夠得到大於輸入能量之輸出能量而能夠確認發熱。又，在該等發熱裝置41，如表2的第7行及8行之「氫產生量」所顯示，在進行發熱反應處理時亦能夠確認產生氫。
在此，將在發熱裝置41，使用Pd形成電極對的捲繞型反應體50、51，作為供給至反應爐42內之原料氣體，係使用氘氣、重水氣體、或輕水氣體時之驗證試驗的結果顯示在下述的表3。
又，在表3，第2列的「Gas Component Significant」 係顯示所使用的氣體之種類，第3列的「Gas Pressure Pa」係顯示在反應爐42內供給氣體時的氣體壓力，第4列的「Power in/W Heat Watt W」係顯示將捲繞型反應體50、51及反應體26加熱時之加熱器的輸入加熱瓦特數(W)，第5列的「Power in /W Plasma V」係顯示使當作電極的捲繞型反應體50、51產生電漿放電時的輸入電壓值，第6列的「Power in/W Plasma W」係顯示使當作電極的捲繞型反應體50、51產生電漿放電時的輸入瓦特數，第7列的「Power in/W Total」係顯示將使用加熱器之輸入加熱瓦特數、在電漿放電時之在電極對的輸入瓦特數加在一起之總輸入瓦特。
又，在表3，第8列的「Time ks」係顯示過剩熱繼續時間，第9列的「Heat out/W Estimated by Electrode temp」係顯示從電極(捲繞型反應體50)的溫度計算得到的發熱量，第10列的「Heat out/W Estimated by reactor temp」係顯示從反應爐42的外壁溫度計算得到的發熱量，第11列的「Hout/Hin Estimated by Electrode temp」係顯示以電極(捲繞型反應體50)的溫度作為基礎所計算得到的輸出/輸入比，第12列的「Hout/Hin Estimated by reactor temp」係顯示以反應爐42的外壁溫度作為基礎所計算得到的輸出/輸入比。
又，在使用氘氣之試料No.33，係未進行電漿放電且未進行使用加熱器之電極對的加熱，此時，從第11列及第12列的輸出/輸入比，能夠確認不產生過剩熱。
另一方面，在其他的試料，從第11列及第12列的輸出/輸入比，能夠確認產生過剩熱。在發熱裝置41，係藉 由發熱反應處理時不僅是氘氣，亦將重水氣體和輕水氣體供給至反應爐42內，而使反應爐42內成為重水氣體環境和輕水氣體環境，能夠確認使用加熱器將捲繞型反應體50、51及反應體26加熱而產生過剩熱。
其次，在發熱裝置41，將使用輕氫(H2)氣體時之驗證試驗的結果顯示在表4。此時，使用Ni形成捲繞型反應體50、51且將該等捲繞型反應體50、51作為電極對，使用與得到上述表1的結果時相同條件而進行電漿處理。接著，在發熱裝置41進行發熱反應處理之結果，得到如表4的結果。
在表4，第3列的「壓力」係顯示在反應爐42內供給輕氫氣體時的氣體壓力(Pa)，第4列的「輸入/W」係顯示將捲繞型反應體50、51及反應體26加熱時之加熱器的輸入加熱瓦特數(W)，第5列的「時間/ks」係顯示過剩熱繼續時間，第6列的「內部溫度計算」係顯示從反應爐42內的溫度(℃)所計算得到的發熱量，第7列的「爐溫度計算」係顯示從反應爐42本身的溫度(℃)所計算得到的發熱量。又，在表4，第8列的「內部溫度計算」係顯示將從反應爐42內的溫度所計算得到的發熱量作為基礎所求取的輸出/輸入比，第9列的「爐溫度計算」係顯示將從反應爐42本身的溫度所計算得到的發 熱量作為基礎所求取的輸出/輸入比。
從表4，因為從第8列的「內部溫度計算」及第9列的「爐溫度計算」之輸出/輸入比之至少一方為1以上，所以能夠確認藉由使反應爐42內為輕氫氣體環境，且在該狀態下使用加熱器將反應爐42內的捲繞型反應體50、51及反應體26加熱，能夠產生過剩熱。
以上，從表1~表4，能夠確認在發熱裝置41，將藉由電漿處理而在表面形成有以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子且由吸留氫的金屬所構成之捲繞型反應體50、51及反應體26設置在反應爐42內，且使被保持在真空狀態之反應爐42內成為氘氣環境、重水氣體環境、輕氫氣體環境、輕水氣體環境，而且藉由使用加熱器將捲繞型反應體50、51及反應體26加熱而供給能量，能夠生成加熱溫度以上的熱。
(4-3)依照其他實施形態之反應體
在第1圖所顯示的發熱裝置1、在第5圖所顯示之發熱裝置41、在第12圖所顯示之發熱裝置65，係在使用細線形成網孔狀之反應體26、80、81表面，形成有以奈米尺寸構成的複數個金屬奈米粒子作為金屬奈米凸部，但是亦可以使由例如比金屬奈米粒子(金屬奈米凸部)更小的微細粒子狀所構成之Ni、Pd、Pt、Ti之吸留氫的金屬(以下，稱為吸留氫的金屬微粒子體)，附著在位於反應體26、80、81表面之金屬奈米粒子表面且使用吸留氫的金屬微粒子體凹凸狀地形成金屬奈米粒子表面。
例如，在上述藉由「(1-2)電漿處理」形成金屬奈 米粒子(金屬奈米凸部)之後，藉由使其在氫氣體環境中、1~50[Pa]的壓力條件下產生電漿，能夠將由吸留氫的金屬所構成之其他電極的一部分削掉且以吸留氫的金屬微粒子體的方式在反應爐2、42內飛散。飛散後的吸留氫的金屬微粒子體，係附著在位於反應體26、80、81表面之金屬奈米粒子表面且能夠將金屬奈米粒子表面形成為微細凹凸狀。而且，在上述的發熱裝置1、41、65，藉由吸留氫的金屬微粒子體附著在此種金屬奈米粒子表面之構成，亦能夠在吸留氫的金屬微粒子體內及吸留氫原子。在表面附著有吸留氫的金屬微粒子體之金屬奈米粒子，在該吸留氫的金屬微粒子體內，電子亦強烈地受到來自周圍的金屬原子和其他電子之影響而產生作為重電子之作用，其結果，在吸留氫的金屬微粒子體內，氫原子之間的核間距離亦縮小且能夠進一步提升產生隧道核融合反應之概率，因此能夠比先前更穩定地產生熱。
例如，在第1圖所顯示之發熱裝置1，係使用Ni、Pd、Pt等形成當作一電極之反應體26，且使用Ni、Pd、Pt等形成當作其他電極之捲繞型反應體25的軸部35及細線36(第2圖)。此種在第1圖所顯示之發熱裝置1，係藉由在反應爐2內產生電漿，例如電極對的一方之捲繞型反應體25的一部分係被削掉且以吸留氫的金屬微粒子體的方式在反應爐2內飛散，而能夠使由Ni、Pd等所構成之微細吸留氫的金屬微粒子體附著在反應體26表面的金屬奈米粒子表面。藉此，在發熱裝置1，係成為由相同的Ni、異種的Pd等所構成之複數個吸留氫的金屬微粒子體附著在由例如Ni等所構成之金屬奈米粒 子表面而成之構成，且微細凹凸化在反應體26表面係更進一步地進展，在隨後的發熱反應處理時之產生隧道核融合反應的概率係更進一步提升，因此能夠比先前更穩定地產生熱。
又，在第5圖所顯示之發熱裝置41，係設為例如使用Ni、Pd、Pt等形成反應體26，且使用Ni、Pd、Pt等形成捲繞型反應體50、51的細線53、61之構成。在此種第5圖所顯示之發熱裝置41，係藉由在反應爐42內產生電漿，當作電極的捲繞型反應體50、51的一部分係被削掉且以吸留氫的金屬微粒子體的方式在反應爐42內飛散，由Pd所構成之微細吸留氫的金屬微粒子體係能夠附著在位於反應體26表面之金屬奈米粒子表面。藉此，在發熱裝置41，係成為由相同的Ni、異種的Pd等所構成之複數個吸留氫的金屬微粒子體附著在由如Ni等所構成之金屬奈米粒子表面而成之構成，且微細凹凸化在反應體26表面係更進一步地進展，在隨後的發熱反應處理時之產生隧道核融合反應的概率係更進一步提升，因此能夠比先前更穩定地產生熱。
而且，在第12圖所顯示之發熱裝置65，係設為使用Ni、Pd、Pt等形成當作一電極之反應體26，且使用Ni、Pd、Pt等的吸留氫的金屬形成當作其他電極之捲繞型反應體66的軸部69、支撐部67及細線68、70之構成。又，在發熱裝置65之內側反應體72，係可以使用Ni、Pd、Pt等吸留氫的金屬之中與反應體26相同之吸留氫的金屬形成，或是使用與捲繞型反應體66相同之吸留氫的金屬形成，或者亦可使用與該等反應體26及捲繞型反應體66不同之吸留氫的金屬形成。
在此種第12圖所顯示之發熱裝置65，係藉由在反應爐2內產生電漿，例如反應體26、捲繞型反應體66、內側反應體72的一部分係被削掉且以吸留氫的金屬微粒子體的方式在反應爐2內飛散，且能夠使由Ni、Pd等所構成之微細吸留氫的金屬微粒子體附著在反應體26、捲繞型反應體66、內側反應體72的各金屬奈米粒子表面。藉此在發熱裝置65，係成為由相同的Ni、異種的Pd等所構成之複數個吸留氫的金屬微粒子體附著在例如由Ni等所構成之金屬奈米粒子表面而成之構成，且微細凹凸化在反應體26、捲繞型反應體66、內側反應體72的各表面係更進一步地進展，在隨後的發熱反應處理時之產生隧道核融合反應的概率係更進一步提升，因此能夠比先前更穩定地產生熱。
又，在將反應體26、80、81、捲繞型反應體25、50、51、66、內側反應體72設置在反應爐內之前，亦可預先使用CVD(化學氣相沈積；chemical vapor deposition)法和濺鍍法將在表面形成有比金屬奈米粒子更微細之吸留氫的金屬微粒子體之金屬奈米粒子，形成在該等反應體26、80、81、捲繞型反應體25、50、51、66、內側反應體72的表面。
1‧‧‧發熱裝置
2‧‧‧反應爐
2a‧‧‧筒狀部
2b、2c‧‧‧壁部
3‧‧‧氣體供給手段
5‧‧‧氘氣高壓罐
6‧‧‧氣體積存罐
7、11‧‧‧關閉閥
8‧‧‧氣體供給管
10‧‧‧真空排氣手段
13‧‧‧真空排氣管
15‧‧‧壓力測定手段
16‧‧‧分歧部
17‧‧‧記錄器
18‧‧‧熱電偶
19‧‧‧中子測定手段
20‧‧‧電源
21‧‧‧電腦
22a、22b‧‧‧配線
25‧‧‧捲繞型反應體(反應體)
26‧‧‧反應體
27‧‧‧絕緣構件
28、29‧‧‧開口部
30‧‧‧視認部
31‧‧‧窗部
32‧‧‧熱輸送管
32a‧‧‧供給口
32b‧‧‧排出口

Claims (17)

  1. 一種反應體，設置在氘氣環境、重水氣體環境、輕氫氣體環境、或輕水氣體環境的反應爐內，其特徵在於：使用吸留氫的金屬所形成且在表面形成有由1000[nm]以下的奈米尺寸所構成之複數個金屬奈米凸部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之反應體，其中在前述表面係形成有複數個寬度為300[nm]以下之前述金屬奈米凸部。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之反應體，其中前述金屬奈米凸部係球狀粒子、橢圓狀粒子、或卵狀粒子的一部分被埋入前述表面且具有彎曲表面之金屬奈米粒子。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之反應體，其中使用由前述吸留氫的金屬所構成之細線形成網孔狀且在前述細線的表面形成有前述金屬奈米凸部。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之反應體，係包括由前述吸留氫的金屬所構成之細線、及被前述細線纏繞之支撐部。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之反應體，係與電源電連接且具有作為用以在前述反應爐內產生電漿的電極之功能。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之反應體，其中在前述金屬奈米凸部表面，係附著有比前述金屬奈米凸部更小且由吸留氫的金屬所構成之複數個吸留氫的金屬微粒子體，前述金屬奈米粒子表面係使用前述吸留氫的金屬微粒子形成為凹凸狀。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之反應體，其中前述吸留氫的金屬微粒子係使用與前述金屬奈米凸部的前述吸留氫的金屬不同之吸留氫的金屬形成。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之反應體，其中前述金屬奈米凸部係使用Ni、Pt及Pd之中任一種吸留氫的金屬形成，前述吸留氫的金屬微粒子體係使用Ni、Pt及Pd之中與前述金屬奈米凸部不同之吸留氫的金屬形成。
  10. 一種發熱裝置，包括：反應爐，氘氣、重水氣體、輕氫氣體、或輕水氣體之中任一者係被供給至保持在真空狀態下之該爐內；及反應體，其係設置在前述反應爐內，同時使用吸留氫的金屬所形成且在表面形成有由1000[nm]以下的奈米尺寸所構成之複數個金屬奈米凸部；使前述反應爐內產生電漿，或是將前述反應體加熱而使前述金屬奈米凸部吸留氫原子。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之發熱裝置，其中前述反應體係具有作為產生前述電漿之電極之功能。
  12. 如申請專利範圍第10項或11所述之發熱裝置，其中前述反應體係使用由前述吸留氫的金屬所構成之細線形成為網孔狀，同時沿著前述反應爐內的內壁而配置且以將該內壁覆蓋之方式設置。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之發熱裝置，其中在前述反應體之中空區域，係設置有內側反應體，該內側反應體係使用前述吸留氫的金屬形成且在表面形成有由奈米尺寸所構 成之複數個金屬奈米凸部。
  14. 如申請專利範圍第10或11項所述之發熱裝置，其中在前述金屬奈米凸部表面，係附著有比前述金屬奈米凸部更小且由吸留氫的金屬所構成之複數個吸留氫的金屬微粒子體，前述金屬奈米粒子表面係使用前述吸留氫的金屬微粒子形成為凹凸狀。
  15. 一種發熱方法，其特徵在於包括以下步驟：供給步驟，其係使由吸留氫的金屬所構成之反應體在被設置的反應爐內產生電漿、或是將前述反應體加熱且藉由氣體供給手段而將氘氣、重水氣體、輕氫氣體、或輕水氣體之中任一者供給至真空狀態的前述反應爐內；及發熱步驟，其係使在前述反應體表面所形成之由1000[nm]以下的奈米尺寸所構成之複數個金屬奈米凸部吸留氫原子，且前述反應體邊產生中子邊發出熱。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之發熱方法，其中在前述發熱步驟之後包括促進發熱步驟，其係在前述供給步驟將前述反應體加熱時，使氘氣環境、重水氣體環境、輕氫氣體環境、或輕水氣體環境的前述反應爐內產生電漿，來促進發熱且使發熱溫度上升。
  17. 如申請專利範圍第15或16項所述之發熱方法，其中在前述供給步驟之前包括形成步驟，其係使設置在前述反應爐內之電極對產生電漿，而在前述反應體表面形成複數個前述金屬奈米凸部。
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