WO1993017957A1 - Control system for occlusion power in hydrogen absorbing metal and neutron emission capacity - Google Patents

Control system for occlusion power in hydrogen absorbing metal and neutron emission capacity Download PDF

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WO1993017957A1
WO1993017957A1 PCT/JP1993/000293 JP9300293W WO9317957A1 WO 1993017957 A1 WO1993017957 A1 WO 1993017957A1 JP 9300293 W JP9300293 W JP 9300293W WO 9317957 A1 WO9317957 A1 WO 9317957A1
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deuterium
plasma
neutron emission
electrode
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PCT/JP1993/000293
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Sutekiyo Uozumi
Original Assignee
Sutabiraiza Co., Ltd.
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    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/0005Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21BFUSION REACTORS
    • G21B3/00Low temperature nuclear fusion reactors, e.g. alleged cold fusion reactors
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    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage

Definitions

  • the present invention relates to a system for controlling hydrogen storage capacity and neutron release capacity of a hydrogen storage metal using heavy water and a hydrogen storage metal.
  • A is the mass number
  • Z is the atomic number
  • e is the ionic charge
  • a is the number of atoms in the molecule
  • A-Z is the number of neutrons. I do. For example, ', ⁇ protium.
  • Hydrogen storage metal typified by [rho "(palladium) or Ti (titanium) has the property of absorbing hydrogen 10 3 times ones 1 atm of its volume. Therefore, the density of the absorbed hydrogen is solid hydrogen becomes more higher density.
  • typical examples are performed electrolysis as cathode P d in heavy water, Pa is to occlude enough for deuterium made to the same extent as the atomic density. (electrolyte 0.1 MLiOD. Using deuterated lithicum
  • the excess heat output slowly decreases over the next few hundred hours. There, neutrons, tritium, r-rays, etc., which are also seen as a result of nuclear reactions, are detected. Heavy water on the way When replaced with light water, the excess heat output will once reach zero for several tens of hours, and when the light water is returned to heavy water again, the excess heat output will return in several tens of hours. When the power is turned off, the heat output goes to zero.
  • the heat output density of the P d l ctn 3 per 20 W is for comparable to heat output density of the fuel rods of nuclear power, large if reproducibility and control method and has been established, within, the small There are immense industrial applications as thermal energy sources.
  • An object of the present invention is to provide a system that overcomes the above-mentioned drawbacks of the conventional technology, ensures reproducibility of the storage capacity and the neutron emission capacity of a hydrogen storage metal, and has a control means for the same. exist. Disclosure of the invention
  • the present invention relates to a method for electrolyzing H 2 0 (1) using a hydrogen storage metal as a (one) electrode, using temperature as an auxiliary variable, and applying a pressure multiplication factor to a pressurized cano saturated vapor pressure.
  • a hydrogen storage metal as a (one) electrode
  • temperature as an auxiliary variable
  • a pressure multiplication factor to a pressurized cano saturated vapor pressure.
  • artificial micro voids of the order of 10 5 A to 10 A artificially created by a special synthetic tube structure are included.
  • pressurization force magnification >> 1 Electrolysis is performed under a pressurized liquid phase that suppresses the vapor phase, and the hydrogen storage capacity is promoted by significantly increasing the ionic product of H 20 , and thus the H + ion concentration,
  • the present invention provides a method for controlling the surface water pressure of a (-) electrode storing deuterium based on the above-mentioned steady-state value. Pulsatingly in the range of 10 ⁇ pressurizing factor ⁇ 10 3 as well as the negative negative high voltage of the electrode to the negative negative voltage of the electrode along with the high level time range of the pressure. the am s. region of 10 6 times the plasma oscillation frequency to giga from Ruth region occurring in the deuterium plasma located in by applying by superimposing, i.e., impulsively to the r-ray region The neutron release capability is controlled by increasing the deuterium thermonuclear reaction burst.
  • I in Fig. 1 is a vertical cross-sectional view of the real surface of metal using Pd as a model
  • E in the same figure is a model display of a simple cubic lattice (100) plane.
  • Figure 2 is an explanatory diagram of environmental conditions.
  • Fig. 3 is an explanatory model of the Debye shielding 'Debye length (Debye radius).
  • is an explanatory diagram of plasma oscillation.
  • Fig. 4 shows (1) an example of a very special synthetic circular tube structure.
  • Figure 5 shows the applied pressure P (atm) applied to the electrolyte phase water D 20 (1), the voltage Vo (vol t) applied to the (positive) and (negative) electrodes, and the negative pulse voltage Vp.
  • FIG. 6 is an equivalent model diagram of the system of the present invention.
  • Fig. 7 is an equivalent electric circuit diagram of the ams section of the investigation system. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the vertical cross section of the real surface of a metal is usually several tens of amperes thick, such as a gas adsorbed gas layer e and other contaminants, as shown in I of Fig. 1 using Pd as a model.
  • a gas adsorbed gas layer e and other contaminants as shown in I of Fig. 1 using Pd as a model.
  • the surface pores (Surface vacancy) and 200 A ⁇ 2000 outside point defects represented by A degree step, screw dislocations and edge dislocations, etc. (often Do baked There are 10 6 to 10 B pieces of Zcm 2 ). There are many kinks on the steps.
  • Figure 1 shows a schematic representation of the (100) plane of a simple cubic lattice.
  • A is a step
  • B is a surface vacancy
  • C is an ad-atom
  • D is an aggregate of ad-atoms
  • E is a step associated with screw dislocation
  • F is an atom adsorbed on the step.
  • G indicates that foreign atoms and molecules may be adsorbed and contaminated from outside.
  • a kink that bends in the negative direction of the y-axis when it moves in the positive direction of the X-axis is called “—kink”, and a kink that turns in the positive direction of y ⁇ is called “+ kink”.
  • Kinks are contained in a very large number of steps, and exist at a ratio of about one in several atoms when the temperature reaches about half the melting point.
  • This system can be used to determine the variety of actual metal surfaces by using cleaning, processing, and heat treatment methods to determine how much atomically ly clean surface samples with interface conditions suitable for the purpose can be prepared. This is the first barrier to configuration.
  • any mass number A, atomic number ⁇ , neutron number ( ⁇ '-) is to select what type (ii) is to be selected, what percentage of purity is ⁇ , what kind of history, what kind of processed polycrystalline structure is to be selected, and so on.
  • a P s saturated vapor pressure, and P 2, P 3 are each applied pressure to the respective liquid phase
  • I is, the liquid surface on the open air and H 2 0 (g) is mixed Gaho ⁇ Atmospheric pressure, ⁇ indicates that there is only H 20 (g) on the liquid surface.
  • P z is almost equal to P s : Equal condition, indicates that there is no H 20 (g) on the liquid surface and P 3 »Indicates the state of Ps.
  • the solution to each of the above barriers will be the basis for improving the reproducibility of the FP effect. Therefore, as a means of solving the first barrier, as shown in Fig. 4, (1)
  • the inner and outer surfaces of the metal tube used as the electrode are electrolytically polished (surface roughness 0.025 # to 0.05), and ultrasonically cleaned in heavy water. , And vacuum drying, and then reduction in deuterium gas, then complete the synthesis tube structure in the same low pressure deuterium atmosphere.
  • Figure 4 shows an example of (1) an extremely special synthetic pipe structure.
  • 1 is an outer pipe (P d )
  • 2 is an inner pipe (Ni or Al)
  • 3 is an oxide layer (insulator).
  • (Oxide M or Oxide A1), 4 is layer thickness 5.
  • the above electropolishing finish may be used for academic purposes as long as there is almost no halo by electron beam diffraction having an energy of about 10 to 500 eV.
  • the control for the step of deuterium storage and the control for the step of neutron release are both performed under the state m in Fig. 2 as environmental conditions.
  • the former step is referred to as a first step
  • the latter step is referred to as a second step.
  • the first step the ionization of (1) saturated vapor pressure pressurized down the evaporation at a pressure higher than P 3 liquid phase water H 2 0U),
  • the substance to be adsorbed one occlusion is H + (l H + or 2 H +), if the the I-on product of water Kw and (moles 2 laver liters 2), ionization degree at that time (Kw ) 1/2 liter.
  • Kw is a function of temperature T and pressure P.
  • the inner diameter of the synthetic circular tube is 2a. If the outer diameter is 2a 2 , the diameter of the boundary between the two circular pipes is 2a, and the pressure acting on the boundary is q,
  • n q iao 2 -a, 2 / (a, 2 -a 0 z ) r 2 ⁇ ⁇ q ⁇ a, 2 / (a, 2 -a 0 2 ) ⁇ ,
  • r 2 q ⁇ a, 2 / (a 2 2 -a, 2 ) ⁇ ⁇ (1 az 2 / r 2 ), (a 2 ⁇ r ⁇ a,)
  • the sum of the areas of the parts that are in contact with the convex part (true contact-area) Ac is independent of the shape of the metal and the apparent area Aa
  • C is usually about 2.5-3.
  • a c may be determined by measuring the contact electric resistance.
  • Equations (10) to (13) it is possible to roughly evaluate the effect of tightening ams by the hydraulic load (kg / cm 2 ) applied to the surface of the Pd composite pipe. Also, by increasing and decreasing the pressurized water pressure within the elastic limit of the synthetic pipe, it is possible to change the micro gap size of a . Is. Formed in the boundary of the synthetic pipe.
  • Vibration from the ams the plasma in the present invention system rii through the outer tube of P d composite circular tube is a (single) pole (D +) and n e (e-) is increased, the energy supply means is applied continues .
  • the plasma oscillation occurring at a certain position spreads into the medium as a space-charge wave.
  • the secondary electron emission layer on the outer surface oxide layer of the ams inner tube pulsatively emits more secondary electrons than the number of incident electrons, increasing the space charge in the ams and increasing the electron temperature T e . Raise rapidly.
  • Fig. 4 shows an example of the (-) extremely special synthetic circular tube structure.
  • 1 is an outer tube (P d)
  • 2 the inner pipe (Ni or AL), 3 oxide layer (absolute ⁇ ) (oxidized Ni or oxide A t)
  • 4 is the secondary electron emission layer (oxide ⁇ 9 or oxidized C s , layer thickness ⁇ 5.)
  • 5 is the outer tube terminal
  • 6 is the inner tube terminal
  • 7 is the ceramic green body
  • 11 is the center of the synthetic circular tube
  • (a z -at) is Outer tube thickness,, -a.
  • ⁇ > Indicates the thickness of the inner tube adhesive portion.
  • a inner tube unbonded portion thickness a x (a, one a.)
  • One delta + [delta].) (Where, delta is a gap of ams dimensional).
  • T h is the high-level pressure ⁇ Nyo time (in seconds)
  • the - pulse width of VP pulse in seconds
  • t F is the pulse length of a single V P pulses ( sec)
  • t w / t P indicates the duty factor d
  • V F Bruno V. wave height magnification.
  • n 10 2 ° ⁇ : If the L0 23 Order / cm 3, f P - becomes 0.9x 1 0 14 ⁇ 3.1 1 0 15 Hz in order.
  • n in the plasma in this will be locally different. That is, several kinds of electromagnetic waves are emitted or absorbed in the millimeter wave, far infrared, infrared, visible, and ultraviolet regions, and heat or endotherm will begin to occur with it. far cry. It must start at least in the r-line region.
  • plasma fusion requires a plasma with a charge density of 10 21 ⁇ or more and a temperature of 10 KeV or more.
  • the core of the second step of the present invention is to provide a means system capable of realizing plasma fusion reaction conditions in a burst within a.m.s.
  • the structure is equivalent to a cold cathode discharge tube containing plasma gas in the overwhelmingly large Te > Ti » Tn state.
  • an oxide layer 3 is formed on the outer surface of the inner tube 2, and a metal or oxide having a high secondary electron emission ratio (at least> 1) is formed on the oxide layer in the ams portion.
  • a secondary electron emission layer 4 of metal is formed.
  • the outer surface of the inner tube 2, which is pressed against the inner surface of the outer tube 1, is also pressed through the oxide layer 3,
  • the power supply terminal 5 of the outer tube 1 and the power supply terminal 6 of the inner tube 2 are structurally insulated. Now, when primary electrons collide with the surface of the secondary electron emitting layer 4, more secondary electrons than the number of primary electrons jump out of the thin layer 4 and this thin layer becomes a positive potential and positive charges are accumulated.
  • the charge of the eclipse accumulates on the metal crystal surface of the inner tube 2 across the insulating oxide layer 3, and as a result, a strong electric field is generated in the insulating oxide layer 3.
  • This electric field is very large because the layer is very thin.
  • Electrons are emitted from the metal surface of the inner tube 2 by so-called field emission (cold cathode emission), and as a result, the secondary emission ratio is abnormal. Become larger. (This phenomenon is the result of combining the phenomena of pure secondary electron emission and field emission together.) Once field emission starts, after that, even if there is no primary electron injection, field emission Can be used as an electron source.
  • the terminal 6 is a phenomenon that also occurs without applying an V F, increasing the instantaneous number of electrons a .rn.s. In as possible, as compared to T e to Ti ( »T")
  • 10 3 applies a ⁇ 10 2 fts order).
  • structure voltage electrodes 9 P t coat) to 0 volts (+) pole side D 2 0 (1)
  • the outer tube 8 is, for example, a stainless steel tube in consideration of pressurization.
  • Figure 5 shows the pressure P (atm) applied to the electrolyte phase water D 20 (1), and the voltage V applied to the (positive) and (negative) electrodes.
  • Bolts, and Ru illustration der about negative pulse voltage V P and the like.
  • s m F is the steady-state pressure factor of the electrolyte phase
  • -V is the steady-state basic DC voltage (volts) at terminal 6
  • T h is the high-level pressure duration (in seconds)
  • t F is the pulse length of a single V F pulses (seconds)
  • t w / t P is duty factor d
  • V P Roh V. shows the wave height magnification.
  • Reference numerals 1 to 7 in FIG. are the same as ones, 8 is a stainless steel tube, a synthetic tube inner wall surface was then P t coat (+) electrodes 9 (composite PIPE).
  • P m P -P s atm (where P s is the saturated vapor pressure, m P is the pressurization magnification), and the temperature is TK. (Sign V., 1 Vp, P, etc. refer to Fig. 5.) Water is a liquid of polar molecules (P [Polarity]) and the relative dielectric constant (constant) for DC voltage or low frequency is Kc At t'C,
  • Kc-11 is proportional to density, and Kc is frequency independent up to at least the infrared region. In other words, it can be seen that the dielectric constant in a. Is.
  • the capacitance of the coaxial tube is length L n), the inner diameter r 2 of the outer tube,
  • r 2 is the (+) pole composite circular tube
  • the outer diameter 2a 2 of the inner tube corresponds to ⁇ .
  • R in the figure. Is the equivalent resistance between 9 and 6, B.
  • R ,, r 2 , C is the capacitance between 9 and 5, is the equivalent resistance between 9 and 5, is the capacitance between 5 and 6,
  • r 2 is 5 and 6 shows the equivalent resistance between 6. (Refer to Fig. 4 to Fig. 6 for other symbols.)
  • the resistance value of the metal pipes 1, 2, and 9 is R. , B,, is omitted because it is negli gible small compared to r 2.
  • R. , B, is omitted because it is negli gible small compared to r 2.
  • 1 ⁇ is quite large, but D + It decreases remarkably as the ion concentration increases.
  • T e m e / k ⁇ Vm 2 (26) That is, T e is proportional to Vm 2 , and m e «mi (D +), m n (neutral particles) and fi e » Ui> ⁇ ⁇ So within ams,
  • T is much to Kyuue raising the T e without increasing the 10 double (or 9 ⁇ 10 2 times), and it is possible to repeat every second l / t P times.
  • One mass unit is equivalent to 931 MeV energy.
  • the released energy Q from the deficient mass in a thermal neutron-induced reaction is almost always accompanied by a linear emission (endothermic reaction) together with the release of the reaction thermal energy.
  • nt D 3 279.983 x T e (T e / n) 1 / z
  • n particle number density
  • the reproducibility of the storage capacity and neutron emission capacity of the hydrogen storage metal and the control system are established according to the present invention, they can be used as academic sources and industrial sources as large, medium and small energy sources. There are immense fields of use.

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Abstract

(1) As to a surface water pressure of a (-) pole incorporating artificial micro-gaps (a.m.s.), applied pressure ratio (applied pressure/saturated vapor pressure) is set to be » 1, and electrolysis is effected in a pressurized liquid phase having a suppressed vapor phase so as to remarkably increase an H+ ion concentration and to promote and control hydrogen absorbing capacity. (2) The surface water pressure of the (-) electrode absorbing deuterium is pulsatingly moved up and down at a low speed, and a negative pulse high voltage is applied in superposition so as to impulsively increase a plasma oscillation frequency occurring in the deuterium plasma in the artificial micro-gaps. Since a deuterium thermonuclear reaction burst is thus initiated, neutron emission capacity is promoted and controlled. When reproducibility and a control method of the phenomenon described above can be established, the present invention has a high possibility of being applied to power generation and various other industrial fields as large-, medium- and small-scale thermal energy sources.

Description

明 細 書  Specification
水素吸蔵金属における吸蔵能及び中性子放出能制御システム 技術分野  Storage capacity and neutron emission control system for hydrogen storage metal
この発明は、 重水と水素吸蔵金属とを利用して、 水素吸蔵金属における水素の 吸蔵能と、 中性子放出能とを制御するシステムに関するものである。  TECHNICAL FIELD The present invention relates to a system for controlling hydrogen storage capacity and neutron release capacity of a hydrogen storage metal using heavy water and a hydrogen storage metal.
〔 (注) 以下の説明中、 元素の名称を Xで表わすとき、 [(Note) In the following description, when the name of an element is represented by X,
「 AZ X ea 」 と書いた場合の、 A は質量数、 Z は原子番号、 e は イオン電荷、 a は分子の原子数、 A— Z は中性子( neutron ) の数 をそれぞれ示すものとする。 例えば、 ' ,Η protium. When writing "A Z X e a", A is the mass number, Z is the atomic number, e is the ionic charge, a is the number of atoms in the molecule, and A-Z is the number of neutrons. I do. For example, ', Η protium.
2iH(D) deuterium、 3 tH(T) tritium のように表わす。 Expressed as 2 iH (D) deuterium, 3 t H (T) tritium.
また、 ΊΗζΟを軽水、 2,1120(020) を重水とする。 こ、で単に Also, light water and IEzO, 2, 11 2 0 a (0 2 0) and heavy water. Here, simply
0と書くときは、 酸素原子160を指すものとし、 また、 単に Η20と 書くときは、 軽水又は重水を指すものとする。 〕 背景技術 When written as 0, it refers to an oxygen atom 160 , and when simply written as 単 に20 , it refers to light or heavy water. Background technology
Ρ„ ( パラジウム) や Ti (チタン) に代表される水素吸蔵金属は、 その体積 の 103倍程度もの 1気圧の水素を吸収する性質をもっている。 従って、 その吸収 された水素の密度は固体水素よりさらに高い密度になる。 その代表例は、 重水中 で Pd を陰極として電気分解を行うと、 Pa はその原子密度と同程度になる程の 重水素を吸蔵することである。 ( 電解液 0.1 MLiOD. 重水素化リチカムを用いたHydrogen storage metal typified by [rho "(palladium) or Ti (titanium) has the property of absorbing hydrogen 10 3 times ones 1 atm of its volume. Therefore, the density of the absorbed hydrogen is solid hydrogen becomes more higher density. typical examples are performed electrolysis as cathode P d in heavy water, Pa is to occlude enough for deuterium made to the same extent as the atomic density. (electrolyte 0.1 MLiOD. Using deuterated lithicum
• · (米) オークリ ッジ国立研究所の実験による。 ) すなわち、 数百時間程度の 電気分解を行つたのち、 電流を上下させて電気化学的刺激を与えていると突然発 熱が始まり、 電気分解の定電力入力を上回る過剰熱出力が得られることがある。 しかしながら、 その再現性は 10〜20%以下と見られている。 • · (US) Based on experiments at Oakleigh National Laboratory. In other words, if electrolysis is performed for several hundred hours and then the current is raised and lowered to give an electrochemical stimulus, sudden heating will start, resulting in excess heat output exceeding the constant power input for electrolysis. There is. However, its reproducibility is expected to be less than 10-20%.
その過剰熱出力はその後数百時間にわたりゆるやかに減少する。 そこでは核反 応の結果とも見られる中性子、 トリチウム、 r線等も検出される。 途中で重水を 軽水に取り替えると過剰熱出力は数十時間かかつてゼロになり、 軽水を再び重水 に戻すと又数十時間かかって過剰熱出力が戻ってくる。 電源を切れば勿論熱出力 はゼロとなる。 The excess heat output slowly decreases over the next few hundred hours. There, neutrons, tritium, r-rays, etc., which are also seen as a result of nuclear reactions, are detected. Heavy water on the way When replaced with light water, the excess heat output will once reach zero for several tens of hours, and when the light water is returned to heavy water again, the excess heat output will return in several tens of hours. When the power is turned off, the heat output goes to zero.
因みに、 この Pd l ctn3 当り 20 W という熱出力密度は、 原子力発電の燃料棒 の熱出力密度にも匹敵するもので、 再現性と制御法とが確立されれば大、 中、 小 の熱エネルギー供給源として産業上の利用分野は計り知れないものがある。 Incidentally, the heat output density of the P d l ctn 3 per 20 W is for comparable to heat output density of the fuel rods of nuclear power, large if reproducibility and control method and has been established, within, the small There are immense industrial applications as thermal energy sources.
また、過剰熱発生の見られた Pd だけから、無数の輝点が材料の断面を埋め尽 くすようなオートラジオグラフも得られている ( (米) スタンフォード研究所 )。 以上が、 所謂 Fleischmann-Pons ( (英) サザンプトン大学の Martin Fleisch- mannと (米) ユタ大学の Stanley Pons ) 劾果と称される現象である。 ( 以下、 この現象を F. P. 効果と略称する。 〉 Moreover, the only P d seen of excess heat generation, countless bright spots are also obtained autoradiograph as camphor Jin fill the cross-section of the material ((US) Stanford Research Institute). These are the so-called Fleischmann-Pons (Martin Fleisch-mann of the University of Southampton and Stanley Pons of the University of Utah in the United States). (Hereafter, this phenomenon is abbreviated as the FP effect.)
このように、 吸蔵された水素の密度が固体氷素の密度を上回る程度になるのに 数百時間の電気分解を行い、 その後電流を種々上下させて電気化学的刺戟を与え ていると、 突然発熱が始まり、 電気分解の定常入力を上回る過剰熱出力が現われ るが、 この事実を見て、 「この現象は、 Pd 金属格子の破断の瞬間に出現するミ クロスペース( micro-space 、 一種の空孔あるいは格子欠陥群と考えてもよい。 ) 内の高電界によつて重水素核が激しく加速衝突し合つて中性子を放出したり、 r線を放射したり、 中性子を捕捉したり、 核を励起したりするのであろう。 」 と 推察することは一応頷けるところであるが、 しかし破断の際の衝撃マィクロフォ ニックノィズが一通り治まつた後に突如発熱が始まるところをみると、 この破断 高電界説のみでは必ずしも納得できないものがある。 これば、 そのミクロスぺー スへ多くのプロトンやイオン、 電子等の荷電粒子が入り込み、 プラズマ状態とな つてから以後に熱中性子放出が散発バースト的に出現したと見る方が妥当である と考えられる。 Thus, when the density of the stored hydrogen exceeds the density of solid cryogen, the electrolysis is performed for several hundred hours, and then the current is varied up and down to give electrochemical stimulation. exotherm begins, but excess heat output above the stationary input of electrolysis Ru appear look to this fact, "this phenomenon, Mi black space (micro-space appearing at the moment of breakage of P d metal grid, one The deuterium nuclei violently accelerate and collide with each other due to the high electric field inside, and emit neutrons, emit r-rays, capture neutrons, etc. It can be nodded for the time being, but the sudden start of heat generation after the shock microphonic noise at the time of rupture has healed once, indicates that this fractured high electric field Theory only There are things that can not be necessarily convinced. In this case, it is more appropriate to see that thermal neutron emission appears in a sporadic burst after the charged particles, such as many protons, ions, and electrons, enter the microspace and enter the plasma state. .
しかしながら、 上記のような破断によるミクロスペース cracked micro-space が、 いつ、 どこに、 如何なる確率で生じるかを明らかにするのは、 あまりにも変 数 S子が多過ぎて統計学的取り扱いも極めて難しいため函難であり、 従ってそれ は Pd や重水の経歴任せ (使用前に宇宙線バーストを受けたか否か、.あるいは紫 外線若しくは r線照射を受けたか否か等々) と云った所が問題である。 However, it is extremely difficult to clarify when, where, and with what probability the cracked micro-space due to the above-mentioned fracture occurs due to too many variable S elements, which makes it extremely difficult to handle statistically. a box-flame, hence whether it received a cosmic ray bursts before leave history of P d and heavy water (used. Alternatively purple The problem is whether or not external radiation or r-ray irradiation has been performed.
従って、 この従来の現象における暖眛さを越えて F. P. 効果の再現性を高める ためには、 そのような不明な素性の因子より遙かに大きい人為的有意的操作を純 重水や Pd に与え、 使用目的に適合した制御手段を見出さなければならない。 理 論的には、 Η20の特異性、 並びに人為的に作り出された 105 Αオーダー〜 10 A オーダーサイズの人工ミクロ空隙 (arti f icial micro - s l i t. 以下、 単に a. m. s . と略称する。 ) 中における重水素原子核、 イオン、 電子のプラズマの特異な挙動 (behavior) の解明が課題である。 Therefore, this in order to enhance the conventional reproducibility of the FP effect beyond the warm眛of the phenomenon, given such human significant manipulation much larger than unknown identity factor for pure deuterium oxide and P d However, control means suitable for the intended use must be found. In theory, Eta 2 0 specificities, as well as artificially produced was 10 5 Alpha order ~ 10 A order size artificial micro voids (arti f icial micro -.. Sli t hereinafter simply am s abbreviated The challenge is to elucidate the peculiar behavior of the plasma of deuterium nuclei, ions and electrons in the plasma.
この観点から、 従来の技術に存する具体的問題点を挙げると、  From this point of view, the specific problems in the conventional technology are as follows.
(1) 現象に再現性が洵に乏しい。 すなわち、 同様な条件下で実験を行っても 10 個のサンプルの中、 現象が認められるのは 1〜 2偭程度とみられるように偶発的 である。  (1) The phenomenon is poorly reproducible. In other words, even if the experiment was performed under the same conditions, the phenomenon was observed accidentally in about 10 to 2% of the 10 samples.
(2) F. P .効果の存在は、 1991年現在、 否定できない段階に達したとは判断され るが、 現象の制御性が未だ確立されていない。 従って、 過剰熱あるいは熱中性子 の発生 ·停止を意のまゝに制御できる技術の確立こそが最重要の課覊である。 本発明の目的は、 これら従来の技術の難点を克服して、 水素吸蔵金属における 吸蔵能と中性子放出能との再現性を確保し、 かつ、 その制御手段を備えたシステ ムを提供することに在る。 発明の開示  (2) The existence of the FP effect is considered to have reached an undeniable stage as of 1991, but controllability of the phenomenon has not yet been established. Therefore, the most important task is to establish a technology that can control the generation and termination of excess heat or thermal neutrons. An object of the present invention is to provide a system that overcomes the above-mentioned drawbacks of the conventional technology, ensures reproducibility of the storage capacity and the neutron emission capacity of a hydrogen storage metal, and has a control means for the same. exist. Disclosure of the invention
上記の課題を解決するため、 本発明は、 水素吸蔵金属を (一) 極とする H20 (1 ) の電気分解法において、 温度を助変数とし、 加圧力倍率を加圧カノ飽和蒸気圧 とするとき、 特殊合成円管構造により人為的に作り出された 105 Aオーダー〜 10 Aオーダ一寸度の人工ミクロ空隙を内在させた (-) 極の表面水圧に関し、 加圧 力倍率 >> 1 とし蒸気相を押さえた加圧液相下において電気分解を行い、 H20 の イオン積、 従って H+ イオン濃度を著しく高めることにより水素吸蔵能を促進制 御するものであり、 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a method for electrolyzing H 2 0 (1) using a hydrogen storage metal as a (one) electrode, using temperature as an auxiliary variable, and applying a pressure multiplication factor to a pressurized cano saturated vapor pressure. In the case, artificial micro voids of the order of 10 5 A to 10 A artificially created by a special synthetic tube structure are included. (-) Regarding the surface water pressure of the pole, pressurization force magnification >> 1 Electrolysis is performed under a pressurized liquid phase that suppresses the vapor phase, and the hydrogen storage capacity is promoted by significantly increasing the ionic product of H 20 , and thus the H + ion concentration,
また、 本発明は、 重水素を吸蔵した (-) 電極の表面水圧を上記定常値をべ一 スとして 10≤加圧力倍率≤ 103の範囲で脈動的に锾速上下させると共に、 該圧力 の高レベル時間範囲に随伴して (-) 電極の定常負電圧に複数個の負パルス高電 圧を重畳して印加することにより上記 a. m. s . 中に在る重水素プラズマ内に発生 するプラズマ振動周波数をギガへルツ領域からその 106倍程度の領域、 すなわち 、 r線領域にまで衝撃的に高め、 重水素熱核反応バーストを開始せしめて中性子 放出能を制御するものである。 図面の簡単な説明 Further, the present invention provides a method for controlling the surface water pressure of a (-) electrode storing deuterium based on the above-mentioned steady-state value. Pulsatingly in the range of 10≤pressurizing factor≤10 3 as well as the negative negative high voltage of the electrode to the negative negative voltage of the electrode along with the high level time range of the pressure. the am s. region of 10 6 times the plasma oscillation frequency to giga from Ruth region occurring in the deuterium plasma located in by applying by superimposing, i.e., impulsively to the r-ray region The neutron release capability is controlled by increasing the deuterium thermonuclear reaction burst. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
図 1の Iは、 Pd をモデルとした金属の実在表面 (real surface) のたて断面 図、 同図の Eは、 単純立方格子 (100)面の模型的表示である。 I in Fig. 1 is a vertical cross-sectional view of the real surface of metal using Pd as a model, and E in the same figure is a model display of a simple cubic lattice (100) plane.
図 2は、 環境条件の説明図である。  Figure 2 is an explanatory diagram of environmental conditions.
図 3の Iは、 デバイ遮蔽 'デバィ長 (デバイ半径) の説明モデルであり、 同図 の Πは、 プラズマ振動説明図である。  I in Fig. 3 is an explanatory model of the Debye shielding 'Debye length (Debye radius). In Fig. 3, 同 is an explanatory diagram of plasma oscillation.
図 4は、 (一) 極特殊合成円管構造例である。  Fig. 4 shows (1) an example of a very special synthetic circular tube structure.
図 5は、 電解液相水 D20 (1) へ加えられる加圧力 P (atm) 、 及び (正)(負) 電 極に与えられる電圧 Vo (vol t) 、 並びに負バルス電圧 Vp 等に関する説明図であ る。 Figure 5 shows the applied pressure P (atm) applied to the electrolyte phase water D 20 (1), the voltage Vo (vol t) applied to the (positive) and (negative) electrodes, and the negative pulse voltage Vp. FIG.
図 6は、 本発明システムの等価モデル図である。  FIG. 6 is an equivalent model diagram of the system of the present invention.
. 図 7は、 本究明システムの a. m. s . 部等価電気回路図である。 発明を実施するための最良の形態 Fig. 7 is an equivalent electric circuit diagram of the ams section of the investigation system. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
以下、 本発明システムの構成について添付の図面及び表を参照しつつ詳述する。 一般に、 金属の実在表面 (real surface) のたて断面は、 Pd をモデルとした 図 1の Iに示すように、 通常、 数 10 Aの厚さでガス等の吸着気体層 eその他の汚 れ層 aで覆われており、 その下に約 100人の酸化物層 ( Pd 0 ) bがあり、 更に その下に歪みの多い加工硬化層 cがあって始めて金属本体 dがある。 Hereinafter, the configuration of the system of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings and tables. In general, the vertical cross section of the real surface of a metal is usually several tens of amperes thick, such as a gas adsorbed gas layer e and other contaminants, as shown in I of Fig. 1 using Pd as a model. There is an oxide layer (P d 0) b of about 100 people under it, and there is a work hardened layer c with a lot of distortion under it, and then there is a metal body d.
そして、 Pd の研磨表面には、 表面空孔 (surface vacancy)や 200 A〜2000 A 程度のステップに代表される点欠陥の外、 らせん転位や刃状転位等( 良く焼きな ましされたものでも 106〜10B 個 Zcm2 ) が存在する。 また、 ステップには多数 のキンク( 折れ曲がり) が舍まれている。 Then, on the polishing surface of the P d, the surface pores (Surface vacancy) and 200 A~2000 outside point defects represented by A degree step, screw dislocations and edge dislocations, etc. (often Do baked There are 10 6 to 10 B pieces of Zcm 2 ). There are many kinks on the steps.
図 1の Πに単純立方格子 (100 ) 面の模型的表示を示す。 同図において、 Aは ステップ、 Bは表面空孔、 Cは ad- a tom、 Dは ad-atomの集合体、 Eはらせん転 位に付随したステップ、 Fはステップに吸着している原子であり、 Gは外から異 種原子、 分子が吸着して汚染されていることもあることを示している。 X軸の正 方向に進む時、 y軸の負の方向に折れ曲がるキンクを 「—キンク」 、 y轴の正の 方向に曲がるキンクを 「 +キンク」 と呼ぶ。 キンクはステップに極めて多数含ま れており融点の 1/2 位の温度になると数原子に 1個位の割合に存在する。  Figure 1 shows a schematic representation of the (100) plane of a simple cubic lattice. In the figure, A is a step, B is a surface vacancy, C is an ad-atom, D is an aggregate of ad-atoms, E is a step associated with screw dislocation, and F is an atom adsorbed on the step. G indicates that foreign atoms and molecules may be adsorbed and contaminated from outside. A kink that bends in the negative direction of the y-axis when it moves in the positive direction of the X-axis is called “—kink”, and a kink that turns in the positive direction of y 轴 is called “+ kink”. Kinks are contained in a very large number of steps, and exist at a ratio of about one in several atoms when the temperature reaches about half the melting point.
このような実際の金属表面の多様性を洗浄法、 加工法、 熱処理法等を駆使して どこまで目的に適合した界面条件を有する清浄表面( atomical ly clean surface) のサンプルを揃えられるかが本システム構成の第 1関門である。  This system can be used to determine the variety of actual metal surfaces by using cleaning, processing, and heat treatment methods to determine how much atomically ly clean surface samples with interface conditions suitable for the purpose can be prepared. This is the first barrier to configuration.
次に、 金属 ( Pd ) 本体並びに使用水にいくつかの安定同位元素が存在する場 合 (下記の表 1及び表 2参照) 、 如何なる質量数 A、 原子番号 τ、 中性子数 ( Α ' - Ζ ) のものを選定するのか、 純度は何%±の、 如何なる経歴を有し、 如何なる 処理を受けた多結晶構造物を選ぶのか等々を揃えるのが第 2関門である。 Next, when some stable isotopes are present in the metal ( Pd ) body and in the water used (see Tables 1 and 2 below), any mass number A, atomic number τ, neutron number (Α'- The second barrier is to select what type (ii) is to be selected, what percentage of purity is ±, what kind of history, what kind of processed polycrystalline structure is to be selected, and so on.
〔表 1〕 Pa の同位体 (理科年表より) 安定同位体 質量( 原子量単位) 存在比 ( )[Table 1] Pa isotopes (from scientific chronology) Stable isotope Mass (atomic weight unit) Abundance ()
Figure imgf000007_0001
Figure imgf000007_0001
1 0 4 D  1 0 4 D
4 6 Γ <1 103.90403 11.0 4 6 Γ <1 103.90403 11.0
Figure imgf000007_0002
Figure imgf000007_0002
1 0 6 p  1 0 6 p
4 6 T d 105.90348 27.3
Figure imgf000007_0003
4 6 T d 105.90348 27.3
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放射性同位体 半缄期 壌変型式  Radioisotope Semi-period
1 0 3  1 0 3
4· 6 pΓ <1 17.0d B C (但し、 E C は軌道電子捕獲〉 4.6 pΓ <1 17.0d B C (where E C is orbital electron capture)
1 0 9 1 0 9
4 6 Γ d 13.43h β ~ 〔表 2〕 同位体組成の異なる水分子の割合 4 6 Γ d 13.43h β ~ [Table 2] Ratio of water molecules with different isotope compositions
(量子物理化学テキストより) 分子式 割合 (%) 水素の同位体と存在比  (From quantum physics chemistry text) Molecular formula Ratio (%) Hydrogen isotope and abundance ratio
I 6  I 6
2 0 99.732 安定同位体 存在比 (%)  2 0 99.732 Stable isotope Abundance (%)
JH 1 8 J H 1 8
2 0 0.200 Η 99.985  2 0 0.200 Η 99.985
»H 1 7  »H 1 7
Ζ 0 0. 038 2 , H (D) 0.015 Ζ 0 0. 038 2 , H (D) 0.015
'Η 2 Η 1 0 0.030  'Η 2 Η 1 0 0.030
ΧΗ I 8 Χ Η I 8
2 Η 0 6 χ ΐθ 3! H (T) 半減期 壌変型式 2 Η 0 6 χ ΐθ 3 ! H (T) half-life
(放射性) 12.26 Υ β ~ 次に、 測定、制御の環境条件は、 その説明図である図 2に示す状態 I、 H、 1 の中のいずれであるかを明確化することが第 3関門である。  (Radioactivity) 12.26 Υ β Next, it is the third barrier to clarify which of the environmental conditions for measurement and control are in states I, H, and 1 shown in Fig. is there.
図 2において、 Ps は飽和蒸気圧、 、 P2 、 P3 はそれぞれ液相への各加 圧力とすると、 Iは、 液面上開放大気と H2 0 (g)が混在して がほ ^ 1気圧 の状態、 Πは、 液面上に H2 0 (g)のみがある Pz が Ps とほ :、等しい状態、 ΠΙは 、 液面上に H2 0 (g)が無く P3 » Ps の状態、 を示している。 2, a P s saturated vapor pressure, and P 2, P 3 are each applied pressure to the respective liquid phase, I is, the liquid surface on the open air and H 2 0 (g) is mixed Gaho ^ Atmospheric pressure, Π indicates that there is only H 20 (g) on the liquid surface.P z is almost equal to P s : Equal condition, indicates that there is no H 20 (g) on the liquid surface and P 3 »Indicates the state of Ps.
以上の各関門に対する解決手段が上記 F. P. 効果の再現性を高める基礎となる。 そこで第 1関門解決の手段としては、 図 4に示すように、 (一) 極として使用 する金属管の内外表面は電解研磨仕上げ (表面粗さ 0.025 #〜0.05 ) 、 重水中 での超音波清浄、 及び真空乾燥、 次いで重水素ガス中で還元した後、 同じく低圧 重水素雰囲気中で合成管構造を完成する。  The solution to each of the above barriers will be the basis for improving the reproducibility of the FP effect. Therefore, as a means of solving the first barrier, as shown in Fig. 4, (1) The inner and outer surfaces of the metal tube used as the electrode are electrolytically polished (surface roughness 0.025 # to 0.05), and ultrasonically cleaned in heavy water. , And vacuum drying, and then reduction in deuterium gas, then complete the synthesis tube structure in the same low pressure deuterium atmosphere.
図 4は、 (一) 極特殊合成管構造の 1例であるが、 同図において、 1は外側管 (Pd ) 、 2は内側管 (Ni 又は Al)、 3は酸化層 (絶縁物) (酸化 M又は酸化 A1) 、 4は層厚 5。 の 2次電子放岀層 (酸化 Mg又は酸化 Cs) 、 5は外側管端子、 6は 内側管端子、 7はセラミック絶縁体、 8は合成円管中心軸を示し、 また、 ( az - a , ) は外側管厚、 ( 一 a。 ) は内側管接着部厚、 従って(£ — a。 ) 一 ( △ + 5。 ) = ax は内側管非接着部厚(伹し、 Δは a. m. s. のすき間寸度) である 新たな甩《 以上のような構造であるが、 使用までの保管は、 ソーダライム管を付したサイ ホン付の壜中に密栓保存した純重水 ζ,ΗζΟ中にて待機させるようにする。 Figure 4 shows an example of (1) an extremely special synthetic pipe structure. In the figure, 1 is an outer pipe (P d ), 2 is an inner pipe (Ni or Al), and 3 is an oxide layer (insulator). (Oxide M or Oxide A1), 4 is layer thickness 5. Secondary electron emission layer (Mg oxide or Cs oxide), 5 is the outer tube terminal, 6 is the inner tube terminal, 7 is the ceramic insulator, 8 is the central axis of the synthetic circular tube, and ( az -a ,) Is the outer tube thickness, (1 a.) Is the inner tube adhesive thickness, therefore (£ — a.) One (△ + 5.) = a x is the inner tube non-adhesive thickness (伹, Δ is ams The new 寸 << Although it has the structure as described above, it should be kept in pure heavy water ζ and し た sealed in a bottle with a siphon with a soda lime tube before use.
〔注、 上記電解研磨仕上げは、 学術目的としても 10〜500 eV程度のヱネルギ— を持つ電子線回折で殆どハローが無ければよい。 但し、 = { 150/E(V)} 1 2 [Note: The above electropolishing finish may be used for academic purposes as long as there is almost no halo by electron beam diffraction having an energy of about 10 to 500 eV. Where = {150 / E (V)} 1 2
(A) ( E は加速電圧) 、従って 100 E(V) で =1.23人、 10 MV)で =3.88 人である。 〕 (A) (E is the accelerating voltage), so = 1.23 at 100 E (V), = 3.88 at 10 MV). ]
第 2関門に対する解決手段としては、 使用金属を P<« とした時、 表 1を参照し 、 自然存在比と核中性子数とを考慮して、 例えば、 A" P<. を指定し、 且つ製法 を一定化して純度偏差を指定する。 また、 前記 a.m.s. を内在させるために、 合 成円管特殊構造を (-) 極に与える。 この詳細については図 4を参照して後述す る。 As a solution to the second barrier, assuming that the metal used is P <«, refer to Table 1 and specify, for example, A " P <. In consideration of the natural abundance ratio and the number of nuclear neutrons, and The manufacturing method is fixed to specify the purity deviation, and a special structure of a synthetic tube is given to the (-) pole in order to make the ams intrinsic, the details of which will be described later with reference to FIG.
第 3関門に対する手段としては、 環境条件として、 重水素吸蔵のステップに対 する制御、 並びに中性子放出のステップに対する制御はいずれも図 2の状態 mの 下で行う。 以下、 前者のステップを第 1ステップ、 後者のステップを第 2ステツ プと呼ぶ。  As means for the third barrier, the control for the step of deuterium storage and the control for the step of neutron release are both performed under the state m in Fig. 2 as environmental conditions. Hereinafter, the former step is referred to as a first step, and the latter step is referred to as a second step.
以下、 本発明の根幹を成す基礎的データ (実験的あるいは量子物理化学的計算 による) を添付の図あるいは表により説明を進める。  Hereinafter, the basic data (experimental or quantum physicochemical calculations) which form the basis of the present invention will be described with reference to the attached drawings or tables.
第 1ステップ: (1 ) 飽和蒸気圧より高い圧力 P3 で蒸発を押さえた加圧液 相水 H20U) の電離について、 The first step: the ionization of (1) saturated vapor pressure pressurized down the evaporation at a pressure higher than P 3 liquid phase water H 2 0U),
(2) (―) 極とする水素吸蔵金属電極( 例えば、 Pd )の 構造及び a.m.s. 作成の方法について (2) About the structure of the hydrogen storage metal electrode (for example, P d ) and the method of creating ams
それぞれ説明する。 Each will be described.
(1 ) この場合、 吸着一吸蔵される物質は H+ (lH + 又は 2 H + ) 、 水のィ オン積をを Kw ( モル2 ノリ ットル2 ) とすれば、 その時の電離度は(Kw) 1/2 モ ル リッ トルである。 一般に、 Kw は温度 Tと圧力 Pの関数である。 今、 温度 T をパラメータとして、 (1) In this case, the substance to be adsorbed one occlusion is H + (l H + or 2 H +), if the the I-on product of water Kw and (moles 2 laver liters 2), ionization degree at that time (Kw ) 1/2 liter. In general, Kw is a function of temperature T and pressure P. Now, with the temperature T as a parameter,
イオン積の倍率 kP ョ [ Kw(P)ノ Kw( Ps ) ) τ· ≥ 1 及び Magnification k P ® ion product [Kw (P) Bruno Kw (Ps)) τ · ≥ 1 and
加圧力倍率 mP ≡ P/ Ps ≥ 1 を導入する。 Pressure multiplication factor m P ≡ P / Ps ≥ 1 Is introduced.
今、 T がほ 沸点 (。K ) である時、 図 2の状態 ΠΙの下で、 mP の値を変えて 比伝導度を測りィォン積を求めて kP の値を箕出した 1例を表 3に示す。 Now, when T is at the boiling point (.K), an example of measuring the specific conductivity by changing the value of m P under the condition の in Fig. 2 and obtaining the Yon product to find the value of k P Are shown in Table 3.
〔表 3〕 加圧力倍率 mP とイオン積の倍率 kP との関係 Table 3 Relationship between magnification k P of pressure ratio m P and ionic product
(但し、 温度 Tを助変数として T = 375.15。K ) (However, T = 375.15 K with temperature T as a parameter)
^20に対し、 ( 環境条件 o: 図 2祅態 m ) mp の値 ィォン積( mol2ノ 12 ) kp の値 For ^ 20 , (Environmental condition o: Fig. 2 State m) Value of mp Yon product (mol 2 mol 1 2 ) kp
1.0 48. 1.0  1.0 48. 1.0
2. 120.5 xio-12 2.51 xlO 2.120.5 xio- 12 2.51 xlO
5. 151.6 X10-12 316 *■、l丄O2 5. 151.6 X10- 12 316 * ■, l丄O 2
10. 30.3 iO"10 6.31 xlO3 10.30.3 iO " 10 6.31 xlO 3
20. 46.8 xlO"10 977 xio5 20. 46.8 xlO " 10 977 xio 5
50. 60.5 xio-7 1.26 xlO9 50.60.5 xio- 7 1.26 xlO 9
100. 151. 3.16 X1014 2H20に対し、 ( 境条件: 同上) ( T- 374.57 ° K) mp の値 イオン積( mol2/ 12 ) kp の値 To 100. 151. 3.16 X10 14 2 H 2 0, ( Sakai Conditions: Same as above) (T- 374.57 ° K) mp values ion product (mol 2/1 2) kp values
1.0 54. xiO— " 1.0  1.0 54. xiO— "1.0
10. 34.2 xlO"10 6.30 xlO3 10.34.2 xlO " 10 6.30 xlO 3
100. 171. xio-2 3.15 xlO" 100. 171. xio- 2 3.15 xlO "
以下、 参考計算値  Below, the reference calculation value
110. 770. x 1 1.41 X10'5 110.770.x1 1.41 X10 ' 5
150. 2156. x 1 3.97 xlO15 上表によれば、 log kP は殆ど log mP に比例すると見て差支えないようであ る。 150. 2156. x 1 3.97 xlO 15 According to the above table, log k P seems to be almost proportional to log m P.
因に 1 リ ッ トルの 'ΗζΟ は 1000 /18= 55.5 グラムモル当量に当たるから、 純軽水( 18。C で比抵抗値 2.41 X 107Ω · cmのもの) でも 100気圧、 100 ° C のもとでは、 55.5モル(11101) 中の 〔 ' H+ 〕 イオン濃度は 3.88 、 すなわち約 4 モルにも達して著しく強酸性塩基溶液と化していることが判る。 また、 2H20は、 'ΗζΟより更に強酸性を示し、 従って塩基として働く溶質分子に対してプロ トンを より容易に与える。 こうして酸触媒反応も 2Η20 の方が zO より数倍 (2〜6 倍) 速い。 One liter of ΗζΟ is equivalent to 1000/18 = 55.5 gram molar equivalents. Therefore, even in pure light water (18.C with a specific resistance of 2.41 x 10 7 Ω · cm) under 100 atm and 100 ° C. It can be seen that the concentration of ['H +] ions in 55.5 mol (11101) reached 3.88, that is, about 4 mol, making it a strongly acidic base solution. Also, 2 H 20 is more strongly acidic than 'ΗζΟ, and thus more easily provides protons to solute molecules that act as bases. Thus acid several times than the zO towards catalytic reactions 2 Η 2 0 (2~6 times) faster.
次に、 (2 ) 電気分解反応を行う際に (一) 極とする a. is. 内在の Pd 合成 円管について説明する ·· Next, (2) a to when performing electrolysis reaction (an) electrode. IS. · · Describing P d composite circular tube endogenous
異種材料の二つの円管( 例えば Pa 外管と 内管) より成る合成円管の初期 応力 ff r (半径方向の応力 、、 " 円周方向の応力 )を求める。  Calculate the initial stress ffr (radial stress, "circumferential stress") of a composite pipe composed of two pipes (for example, Pa outer pipe and inner pipe) of different materials.
( 以下の材料力学的一般式の導出に関しては材料力学のテキストに詳 ¾ ^されて いるから省略し、 必要な結果のみを示す。 )  (Derivation of the following general formula of material dynamics is omitted in the text of material mechanics because it is described in detail.) Only necessary results are shown.
合成円管の内径を 2a。、 外径を 2a2、 二円管の境界の径を 2a,とし、 また、 境 界に作用する圧力を qとすれば、 The inner diameter of the synthetic circular tube is 2a. If the outer diameter is 2a 2 , the diameter of the boundary between the two circular pipes is 2a, and the pressure acting on the boundary is q,
内側円管には、  In the inner circular tube,
n = q iao2 - a,2 / (a,2 -a0 z)r2} ― q {a,2 / (a,2 -a0 2)} , n = q iao 2 -a, 2 / (a, 2 -a 0 z ) r 2 } ― q {a, 2 / (a, 2 -a 0 2 )},
(at ≥r ≥ a0) (a t ≥r ≥ a 0 )
( 1 ) . (1).
"、 =一 q ia。2 - a, 2 / (a,2 -a0 2)r2} - q {a,2 / (a,2 -a0 2)} , ", = One q ia. 2 -a, 2 / (a, 2- a 0 2 ) r 2 }-q {a, 2 / (a, 2- a 0 2 )},
(a I ≥r ≥ a0) ♦ · ' (a I ≥r ≥ a 0 ) ♦
( 2 ) 外側円管には、  (2) In the outer circular pipe,
r2= q {a,2 / (a2 2 -a,2)} ♦ (1一 az 2 /r2), (a2≥r ≥ a,) · * . r 2 = q {a, 2 / (a 2 2 -a, 2 )} ♦ (1 az 2 / r 2 ), (a 2 ≥r ≥ a,)
( 3 ) σ θ 2 = q {ai 2 / (az z -a,2)} · (l+a2 z ノ r2), (a2 ≥r ≥ a,) · · ( 4 ) 合成円管を形成した時の内側円管の外径の歪については、 円周方 の歪 ε。 は 半径方向の歪 s r に等しいことから、 (3) σ θ 2 = q {ai 2 / (a z z -a, 2)} · (l + a 2 z Roh r 2), (a 2 ≥r ≥ a,) · · (4) The distortion of the outer diameter of the inner circular pipe when the composite circular pipe is formed is the circumferential distortion ε. Is equal to the radial strain s r , so
ε ΓΙ = ε θ ι = Ι/ ι · ( ΰ Λχ - ν χ σ rl )r=a1 ε ΓΙ = ε θ ι = Ι / ι · (ΰ Λχχ σ rl ) r = a 1
= 1/Βι · {- q · ( ai2 +a。z)Z( atz -a0 2) + v ,q} · · · = 1 / Βι · {-q · (ai 2 + a. Z ) Z (at z -a 0 2 ) + v, q} · · ·
(5) 但し、 はヤング率、 はボアツソン比 (内側円管) 同様にして、 外側円管の内径の歪は、 (5) where is the Young's modulus and is the Boisson's ratio (inner pipe). Similarly, the distortion of the inner diameter of the outer pipe is
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000012_0001
= 1/Ε2 · {- q · ( a2 2 +aiz)/( a2 2 一 3 ) + v 2q} · · ♦ = 1 / Ε 2 · {-q · (a 2 2 + ai z ) / (a 2 2 1 3) + v 2 q} · · ♦
(6) 但し、 E2はャング率、 z はポアッソン比 (外側円管) 今、 合成 R管を作る前の状態で、 内側円管の外径を外側 R管の内径よりも 2 δ だけ大きく作ってあるものとすれば、 (6) where E 2 is Young's modulus, z is Poisson's ratio (outer circular tube) Now, before making the composite R tube, the outer diameter of the inner circular tube is larger than the inner diameter of the outer R tube by 2δ. If it ’s made,
at ( e Γ2~ ε Γι) = 5 7 ) の関係があるから、 (7) 式に (5) 及び (6) 式を代入すると、 a t (e ~ 2 ~ ε Γ ι) = 5 7) Therefore, substituting (5) and (6) into (7) gives
6 =a, q i l / z ' (az 2 + 2)/( a2 2 一 3 ) + 1 /Et · ( a,2 +a。2)Z ( ax2 -ao2) + 2 ZE2— v , / ι) 〕 (8 ) 故に 6 = a, qil / z '(a z 2 + 2 ) / (a 2 2 1 3) + 1 / Et · (a, 2 + a. 2 ) Z (ax 2 -ao 2 ) + 2 ZE 2 — V, / ι)) (8)
q= δ /ai C ditto 〕 · · (9 ) となる。  q = δ / ai C ditto] · · (9)
但し、 図 4に示すように、 a. is.部では間隙 Δを採っており、 内側管の外表面 と外側管の內側面とは圧着しておらず、 かつ、 外表面水圧 P » a.ra.s. 内圧力で あるカヽら  However, as shown in Fig. 4, a gap is taken at the a. Is. Section, the outer surface of the inner pipe and the 內 side face of the outer pipe are not crimped, and the outer surface water pressure P »a. ra.s. internal pressure
— σ 6 z =一 rz ^ P · a2/ ( a¾— ai) 、  — Σ 6 z = one rz ^ P · a2 / (a¾— ai),
δ θ ι =— ri ^ Ρ · ax / ( ax — ao) δ θ ι = — ri ^ Ρ · a x / (a x — ao)
となることに注意する。  Note that
次に、 固体金属面間の圧接触について説明する。 固体面同士を接触させた場合、 その表面が見掛け通りに接触するのではなく、 そのごく一部の凸部が接触するだけである。 加えられる過重 L が小さい時は、 その接触部の変形は弾性的であるが、 L が大きくなって接触部の弾性限度を越え ると接触部分が塑性変形をおこし、 荷重を除いても元に戻らない。 Next, the pressure contact between the solid metal surfaces will be described. When solid surfaces come into contact with each other, the surfaces do not contact as they appear, but only a small part of the protrusions. When the applied load L is small, the deformation of the contact part is elastic.However, when L becomes large and exceeds the elastic limit of the contact part, the contact part undergoes plastic deformation. Dont return.
このように、 凸部で接触している部分の面積の総和 (true contact-area) Ac は、 金属の形状や見掛けの面積 (appeared area) Aa に関係なく  Thus, the sum of the areas of the parts that are in contact with the convex part (true contact-area) Ac is independent of the shape of the metal and the apparent area Aa
Ac = L/ Pm (10) で与えられる。  Ac = L / Pm (10)
こ、で L は荷重、 Pm==平均降伏圧 で  Where L is the load, Pm == average yield pressure
Pm = CY (11) で与えられる。  Pm = CY (11)
こ で Y は、 異種金属間の時は、 軟らかい方の弾性限度、  Where Y is the elastic limit of the softer one between different metals,
同種金属間の時は、 その金属の弾性限度、  When the same kind of metal, the elastic limit of the metal,
C は、 常数て約 2.5〜3 である。  C is usually about 2.5-3.
Pd の場合は、 .  For Pd,.
Y ^ 2X103 kg/cm2 、 Pm ^ 5xl03 kg/cm2 Y ^ 2X10 3 kg / cm 2 , P m ^ 5xl0 3 kg / cm 2
の程度である。 Of the degree.
また、  Also,
contact factor fc = Ac / Aa < 1 (12)contact factor fc = Ac / A a <1 (12)
(true surface area)を At 、 (roughness factor) を >1 とする時、When (true surface area) is At and (roughness factor) is> 1,
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000013_0001
電解研磨仕上げ (表面粗さ * 0.025 〜 0.05 μ) の時は、 は、 ほ 1.12 程度である。  In the case of electrolytic polishing (surface roughness * 0.025 to 0.05 μ), is about 1.12.
〔*注、 表面粗さについては JIS B0601及び JIS B0651 に詳しく規定されている < また、 Ac は接触電気抵抗を測定して求めることができる。 〕 [* Note: are detail specified in JIS B0601 and JIS B0651 for surface roughness <Moreover, A c may be determined by measuring the contact electric resistance. ]
(10〉〜(13)式を利用して前記 Pd 合成円管表面に加えられる水圧荷重 (kg /cm2) による a.m.s. のしめつけ効果を概評価することができる。 また、 合成円管の弾性限度内で加圧水圧を上下させることによ 、 合成円管境 界中に作られた a. is. のミクロ間隙寸度を変化させることもできる。 Using Equations (10) to (13), it is possible to roughly evaluate the effect of tightening ams by the hydraulic load (kg / cm 2 ) applied to the surface of the Pd composite pipe. Also, by increasing and decreasing the pressurized water pressure within the elastic limit of the synthetic pipe, it is possible to change the micro gap size of a . Is. Formed in the boundary of the synthetic pipe.
前記袠 3に示すように、 イオン積倍率 kP と加圧力倍率 mP との関係は、 log kP は log mP にほ 比例すると見てよいから、 イオン濃度倍率 kP 1/2 に関しても 1/2 log kP は log mP にほ 比例すると見てよい。 Wherein as shown in袠3, the relationship between the ion product ratio k P a pressure ratio m P, since log k P may viewed as ho proportional to the log m P, with regard ion concentration ratio k P 1/2 It can be seen that 1/2 log k P is almost proportional to log m P.
すなわち、 (一) 極とされる Pd 合成円管外側の電解液 DZ0(1) 中の D+ ィォ ンの数を mF =1.0 、 kP =1.0 ( p = 1 atni ) の時と、 mP =100 、 kP ^ 1.77 1014 ( p = 100 atm )の時とで比べると、 実に 107倍オーダーに激増 することが判る。 この D+ イオンが (一) 電極 Pd に向って加速吸着—吸蔵され てゆくのである。 That is, when (I) electrolyte P d composite circular tube outside which is very D Z 0 (1) m F = 1.0 the number of D + I O emissions in, k P = 1.0 (p = 1 atni) If, when compared with the time of m P = 100, k P ^ 1.77 10 14 (p = 100 atm), it can be seen that the explosion indeed 10 7 times the order. The D + ions (I) accelerating adsorption toward the electrode P d - is the Yuku occluded.
総合的観点からすれば、 (-) 極の Pa 合成円管の外側 Pd 管は、 云わば一種 の D+ イオン、 電子の方向性篩のようなものと考えられる。 何となれば、 D+ の 移動度( mobility) μ ί ( D+ ) 、 電子の mobility μ Β は、 電界に加速されて' 、 中性粒子 〔 Dz あるいは D、 あるいは D* (励起原子) 等〕 の mobility μη (D) に比べて遙かに大きく μ& »U i > η であり、 しかも荷電粒子は熱振動し つ、移動する上、 中性粒子数 ηη はイオン数 ni や電子数 ne より遙かに少ない a.m.s. 内環境にある故、 中性粒子との衝突頻度 に起因する抵抗損失 n · d d Xば negligible small であり、 極めて振動の起き易い状況下に在る。 図 3の Iは、 デバイ遮蔽 *デバイ長(デバイ半径) の説明モデル図、 同図 Π は、 プラズマ振動説明図である。 同図において、 Te > Ti 、 +は D+ イオン、 一は電子を表し、 点電荷のある位置 r = 0 における電位を 。 とする。 また、 D はデパイ長(デバイ半径 ) を示し、
Figure imgf000014_0001
、 P は電 位である。
From a comprehensive point of view, (-) outside P d tubes Pa composite circular pipe poles, said if one D + ions, be considered analogous to the electronic directional sieve. If What becomes, D + mobility (mobility) μ ί (D + ), the electrons mobility mu beta, are accelerated in an electric field ', neutral particle [D z or D or D * (excited atoms), etc.] Μ & »U i> η, which is much larger than the mobility μ η (D) of charged particles. In addition, charged particles thermally oscillate, move, and the number of neutral particles η η is the number of ions ni and the number of electrons n Since the environment in the ams is much less than e, the resistance loss due to the frequency of collisions with neutral particles n · dd X is negligible small, and it is in a situation where vibrations are very likely to occur. I in Fig. 3 is an explanatory model diagram of Debye shielding * Debye length (Debye radius), and Fig. Π is an explanatory diagram of plasma oscillation. In the figure, T e > Ti, + represents a D + ion, and 1 represents an electron. The potential at a point r = 0 where a point charge is present. And D represents the Depay length (Debye radius),
Figure imgf000014_0001
, P is the potential.
在来云われる、 プラズマは quasi -neutral (電気的に準中性) であると云う時 は、 正貪の帯電粒子が一様に混じっていると見ているのであり、 この時、 なんら かの原因 (人為的制御を舍む。 :) によりプラズマ中のある部分の電気的中性が破 れて空間電荷(space charge)が発生した、 あるいは発生させた、 とすると、 図 3 Πの X に示すように、 中性を面復しょうとする電界が発生し、 矢印のようにィ オン、 電子が移動する。 ( 注、 長さの大小は mobility «の大小を示す。 ) しか し慣性のため中性点で止まらず行き過ぎる。 その結果、 同図 Πの Yのようになつ て Xとは逆の電界を発生し、 電子やイオンが Xとは逆に移動する。 このようなこ とが繰り返されて振動が発生する。 これがプラズマ振動(plasma oscillation)で ある。 When it is said that plasma is quasi-neutral (electrically quasi-neutral), it is assumed that positively charged particles are uniformly mixed. If the cause (inhibit artificial control. :) breaks the electrical neutrality of a part of the plasma and generates or generates a space charge, then X in Fig. 3 As shown, an electric field is generated to restore neutrality, On, electrons move. (Note, the length of the length indicates the size of mobility «.) However, due to inertia, it does not stop at the neutral point and goes too far. As a result, an electric field opposite to that of X is generated, as in Y in FIG. 6, and electrons and ions move in the opposite direction to X. This is repeated to generate vibration. This is called plasma oscillation.
本発明システムにおける a.m.s. 内プラズマでは (一) 極である Pd 合成円管 の外側管を通じて rii (D+ ) 及び ne (e- ) が増大、 エネルギー供給手段が施さ れているから振動は継続する。 Vibration from the ams the plasma in the present invention system rii through the outer tube of P d composite circular tube is a (single) pole (D +) and n e (e-) is increased, the energy supply means is applied continues .
また、 ある位置に起ったプラズマ振動は空間電荷波(space-charge wave )とな つて媒体中に波及する。 併せて、 a.m.s. 内側管の外表面酸化層上の 2次電子放 出層からは、 pulsive に入射電子数を上回る 2次電子放出が行なわれて a.m.s. 中の空間電荷を増大し電子温度 Te を急激に上昇させる。 In addition, the plasma oscillation occurring at a certain position spreads into the medium as a space-charge wave. At the same time, the secondary electron emission layer on the outer surface oxide layer of the ams inner tube pulsatively emits more secondary electrons than the number of incident electrons, increasing the space charge in the ams and increasing the electron temperature T e . Raise rapidly.
図 4に (-) 極特殊合成円管構造の 1例を示 。 同図において、 1は外側管 ( Pd ) 、 2は内側管 ( Ni 又は AL )、 3は酸化層 (絶緣物) ( 酸化 Ni 又は酸化 At ) 、 4は 2次電子放出層 (酸化 Μ9 又は酸化 Cs 、 層厚 <5。 ) 、 5は外側管 端子、 6は内側管端子、 7はセラミック絶緑体、 1 1は合成円管中心鼬を示し、 (az - at)は外側管厚、 , - a。〉は内側管接着部厚を表す。 従って、 内側管非 接着部厚 ax =(a, 一 a。)一 (Δ + δ。)( 但し、 Δは a.m.s. のすき間寸度) で ある。 Fig. 4 shows an example of the (-) extremely special synthetic circular tube structure. In the figure, 1 is an outer tube (P d), 2 the inner pipe (Ni or AL), 3 oxide layer (absolute緣物) (oxidized Ni or oxide A t), 4 is the secondary electron emission layer (oxide Μ 9 or oxidized C s , layer thickness <5.), 5 is the outer tube terminal, 6 is the inner tube terminal, 7 is the ceramic green body, 11 is the center of the synthetic circular tube, (a z -at) is Outer tube thickness,, -a. <> Indicates the thickness of the inner tube adhesive portion. Thus, a = inner tube unbonded portion thickness a x (a, one a.) One (delta + [delta].) (Where, delta is a gap of ams dimensional).
また、 (+ ) 極の合成内管の Pt 側では、 0D- イオンの mobility μ i ( 0D_ ) 中性粒子 〔 02 あるいは 0、 あるいは 0*〕 の移動度 ( mobility ) μη (0) に 対し// e >>〃i ( 0D- ) > μη (0) であり、 かつ、 jt i (D+ ) > μ i ( 0D' ) 、 ( D ) > μη (0) である。 従って、 本発明における a.m.s. 内の荷電粒子は D+ イオンと電子が圧倒的に多く、 ne >n i »nn であり、 Furthermore, (+) The P t side of the composite inner tube pole, 0D- mobility of ions μ i (0D_) neutral particle [0 2 or 0, or 0 *] mobility (mobility) mu eta (0) // e >> 〃i (0D-)> μ η (0), and jt i (D + )> μ i (0D ′) and (D)> μ η (0). Accordingly, the charged particles in the ams in the present invention is overwhelmingly D + ions and electrons, a n e> ni »n n,
mobilit は、 μ e » i > ft n mobilit is μ e »i> ft n
温度 は、 Te > Ti » Tn Temperature is T e > Ti »T n
(また、 a.m.s. 内の気圧 Pa « 液相定常圧力 P ^ smP · Ps である。 但し、 smP は電解液相の定常加圧倍率値) 図 5は、 電解液相水 DZ0(1) へ加えられる加圧力 P tm) 、 及び (正)(食) 電 極に与えられる電圧 Vo(volt) 、 並びに負パルス電圧 VP 等に関する説明図であ る。 周図において、 smP は電解液相の定常加圧倍率値、 „mF は電解液相の最 大加圧倍率値、 一 V。は端子 6の定常基本 DC電圧( ボルト) 、 - VP は端子 6に 重畳されるパルス電圧( ボルト) 、 Th は高レベル加圧綞繞時間 (秒) 、 は ― VP パルスのパルス巾 (秒) 、 tF は一 VP パルスのパルス間隔 (秒) 、 tw / tP は duty factor d 、 VF ノ V。 は波高倍率を示す。 (Also, a pressure Pa «liquid phase constant pressure P ^ s m P · P s in the ams. However, s m P a steady pressurized pressure booster ratio value of the electrolyte phase) 5, the electrolyte phase water D Z 0 pressure P tm applied to (1)), and (positive) (voltage applied to the food) electrodes Vo (volt), as well as description of the negative pulse voltage V P and the like It is a figure. In the diagram, s m P is the steady-state pressure multiplication factor of the electrolyte phase, „m F is the maximum pressure multiplication factor of the electrolyte phase, 1 V. is the steady-state basic DC voltage (volts) at terminal 6, -V the pulse voltage P is to be superimposed on the terminal 6 (volts), T h is the high-level pressure圧綞Nyo time (in seconds), the - pulse width of VP pulse (in seconds), t F is the pulse length of a single V P pulses ( sec), t w / t P indicates the duty factor d, V F Bruno V. wave height magnification.
a.m.s. 内プラズマを構成する電子やイオンは、 ミクロ的に見れば、 互いに電 気的な力を及ぼし合っている。 電荷 eが r = 10— 5cm = 10.3 人の距離において生ず る e Zrにほ 等しい電位 は 14.4 mV 、 従ってその点の電界 E = 14.4 kV / cmの大きさに達するから、所謂デバィ半径 rD (図 3 (A) 参照) 球内に入った 粒子相互間にはミク口電界が強く作用し出すことが率 Jる。 粒子間衝突は正にその 好例に当る。 · The electrons and ions that make up the plasma in the ams exert electric forces on each other from a microscopic point of view. Since the charge e reaches a size of r = 10- 5 cm = 10. equal potential sail may arise from that e Zr in three distance is 14.4 mV, hence the electric field E = 14.4 kV / cm of the point, so-called Debai Radius r D (See Fig. 3 (A)) It is highly likely that the electric field at the mouth of the mouth acts strongly between the particles entering the sphere. Particle collision is just a good example. ·
図 3 (B) の(a) 、 (b) では説明図としての便宜上、 —電荷が +電荷よりや ^ 多い位とし移動度 ( mobility ) もほ 等しいように仮定して、 時間的変化を止 めて判り易く説明してあるが、 実際は ; "i (D+ ) くく μ& (e- ) 、 かつ又、 mi (D +) » me (e~ ) であるから、 relativeには D+ イオンは殆ど止まって おり、 プラズマ振動は電子によると考えてよい。 ある時刻 tにおけるプラズマ内 電子数密度を n (t) とすれば電子が ξだけ移動した時の電子密度の変化は、 d n = n · d f /d x ♦ (14) 但し、 移動の方向を X軸にとる。 In (a) and (b) of Fig. 3 (B), for convenience of explanation, the time change is stopped by assuming that the charge is higher than the charge + and ^ and the mobility is almost equal. Umate are to facilitate explanation understandable, but it is actually; "i (D +) Kuku mu & (e-), and also because it is mi (D +)» m e (e ~), the relative D + ions When the electron number density in the plasma at a certain time t is n (t), the change in electron density when the electron moves by 、 is given by dn = n · df / dx ♦ (14) However, the direction of movement is taken on the X axis.
この移動によって現われる電界は、 ボアツソン (Poisson ) の式より、  The electric field that appears due to this movement is given by Poisson's equation,
dB / dx = e ( d n) /ら = e n/ ε 0 - d /d x · · · (15) ここで s。 は a.m.s. 内の誘電率であり、 ε ο はほ 1である。 dB / dx = e (dn) / et al = en / ε 0 -d / dx · · · (15) where s. Is the permittivity in ams, and ε ο is about 1.
上式を積分して = 0で Ε= 0 と置けば  By integrating the above equation and setting 0 = 0 at = 0,
E= e n/ e 0 ? · (16) この電界が電子を引き戻すが、 その力は E = en / e 0 ? · (16) This electric field pulls back electrons, but the force is
eB = e 2 η/ ε 0 · f ' (17) であって変位 ξに比例し、 電子は単絃振動をすることになる。 その運動方程式は 、 電子の質量を me として eB = e 2 η / ε 0 Is proportional to the displacement ξ, so that the electron oscillates in a single string. Its equation of motion, the electron mass as m e
me · d 2 C d t 2 + e 2η/ ε 0 · ξ = 0 (18) 従って、 振動の角周波数 ωρm e · d 2 C dt 2 + e 2 η / ε 0 · ξ = 0 (18) Therefore, the angular frequency of vibration ω ρ is
6>p = ( e 2 n/me ε 0 ) 1/2 (19) ηを lcm3 内の電子の数とすると、 プラズマ周波数 ί Ρ は近似的には 6> p = (e 2 n / m e ε 0 ) 1/2 (19) If η is the number of electrons in lcm 3 , the plasma frequency ί Ρ is approximately
f P - 9000 {n (t) } 1/2 Hz (20) となる。 例えば、 時刻 tにおいて、 n =102°〜: L023オーダー/ cm3 となると、 f P - 0.9x 1 014〜3.1 1 015 Hz のオーダーになる。 f P-9000 {n (t)} 1/2 Hz (20). For example, at time t, n = 10 2 ° ~ : If the L0 23 Order / cm 3, f P - becomes 0.9x 1 0 14 ~3.1 1 0 15 Hz in order.
金属の実在表面のミクロ構造から見れば実際の a.m.s. の寸度には局所的変化 があるから、 この中におけるプラズマ中での nの値は局所的に異なるであろう。 すなわち、 ミリ波〜遠赤外〜赤外〜可視光〜紫外線域にわたり幾種類かの電磁波 の放射又は吸収が起こり、 それに伴つて発熱又は吸熱が起こり始めるであろうが 核融合を起こすにはなお程遠い。 少なくとも r線領域に入り始めなければならな い。 在来理論の枠内で云うと、 プラズマ核融合には電荷密度 1021 · 以上、 温 度 10 KeV 以上に相当するプラズマが必要とされている。 From the microstructure of the real surface of the metal, there is a local variation in the actual ams dimensions, so the value of n in the plasma in this will be locally different. That is, several kinds of electromagnetic waves are emitted or absorbed in the millimeter wave, far infrared, infrared, visible, and ultraviolet regions, and heat or endotherm will begin to occur with it. far cry. It must start at least in the r-line region. Within the framework of conventional theory, plasma fusion requires a plasma with a charge density of 10 21 · or more and a temperature of 10 KeV or more.
本発明の第 2ステップの核心は、 a.m.s. 内でバースト的にプラズマ核融合反 応条件を実現し得る手段システムを提供するに在る。  The core of the second step of the present invention is to provide a means system capable of realizing plasma fusion reaction conditions in a burst within a.m.s.
以下、 図 4〜図 7により更に説明を進める。  Hereinafter, further description will be made with reference to FIGS.
図 4に示す (-) 極、 特殊合成円管構造例、 並びに図 6に示す本発明システム の等価モデル図で明らかなように、  As is evident from the (-) pole shown in Fig. 4 and the example of the special synthetic tube structure, and the equivalent model diagram of the present system shown in Fig. 6,
「 a.m.s.部はまさに、 D2 、 D、 D* 等の中性粒子に比べ e_ 、 D + "The ams part is exactly e_, D + compared to neutral particles such as D 2 , D, D *
が圧倒的に多い Te > Ti » Tn 状態のプラズマガス入り冷陰極放電管 に相当する構造となっているのである。 」 The structure is equivalent to a cold cathode discharge tube containing plasma gas in the overwhelmingly large Te > Ti » Tn state. "
図 4において、 内側管 2の外側表面は絶緣物酸化層 3が形成されており、 a.m. s.部ではその絶緣物酸化層の上に、 二次電子放出比 の大きい (少なくとも > 1 ) の金属あるいは酸化金属の二次電子放出層 4を形成してある。 外側管 1の内 面に圧着している内側管 2の外表面部も絶緣物酸化層 3を介しての圧着であり、 外側管 1の耠電端子 5と内側管 2の給電端子 6とは構造上は絶緣されている。 今、 二次電子放出層 4の表面に一次電子が衝突すると、 4の薄層から一次電子 の数より多い二次電子が飛び出してこの薄層は正の電位になり正電荷が溜まる。 これに対し食の電荷が絶緣物酸化層 3を隔てゝ内側管 2の金属結晶面に溜まり、 その結果、絶縁物酸化層 3の中に強い電界ができる。 この電界は層が非常に薄い だけに極めて大きく、 所謂、 電界放出 (冷陰極放出) によって内側管 2の金属面 から電子が放出され、 結果的に二次電子放出比 (secondary emission ratio )が 異常に大きくなる。 ( この現象は、 純粋の二次電子放出と電界放出との両現象が 一緒になつた結果である。 ) なお、 一旦電界放出が始まればその後は、 仮に一次 電子の入射がなくても電界放出が続くので電子源として利用できる。 In FIG. 4, an oxide layer 3 is formed on the outer surface of the inner tube 2, and a metal or oxide having a high secondary electron emission ratio (at least> 1) is formed on the oxide layer in the ams portion. A secondary electron emission layer 4 of metal is formed. The outer surface of the inner tube 2, which is pressed against the inner surface of the outer tube 1, is also pressed through the oxide layer 3, The power supply terminal 5 of the outer tube 1 and the power supply terminal 6 of the inner tube 2 are structurally insulated. Now, when primary electrons collide with the surface of the secondary electron emitting layer 4, more secondary electrons than the number of primary electrons jump out of the thin layer 4 and this thin layer becomes a positive potential and positive charges are accumulated. On the other hand, the charge of the eclipse accumulates on the metal crystal surface of the inner tube 2 across the insulating oxide layer 3, and as a result, a strong electric field is generated in the insulating oxide layer 3. This electric field is very large because the layer is very thin. Electrons are emitted from the metal surface of the inner tube 2 by so-called field emission (cold cathode emission), and as a result, the secondary emission ratio is abnormal. Become larger. (This phenomenon is the result of combining the phenomena of pure secondary electron emission and field emission together.) Once field emission starts, after that, even if there is no primary electron injection, field emission Can be used as an electron source.
以上は、 端子 6に一 VF を印加しなくても起こる現象であるが、 出来るだけ a .rn.s. 内の電子数を瞬時増やし、 Te を Ti ( » T„ ) に比べて遙か(dominant) に高め、 前記 f P ( 【数 2 0】参照) の値を少なくも r線領域に達せしめるため 端子 6に— VF パルス電圧 (例えばパルス巾 t w = 1 s オーダー、 周期 103 〜 102 fts オーダー) を印加する。 図 5で判るように (+ ) 電極 9 ( Pt コート) の電圧を 0ボルトにとってある。 構造は (+ ) 極側も D20(1) 加圧を考えて通常 の合成管構造をとつており、 外側管 8は、 例えば、 ステンレス鐧管である。 Far above is the terminal 6 is a phenomenon that also occurs without applying an V F, increasing the instantaneous number of electrons a .rn.s. In as possible, as compared to T e to Ti ( »T") In order to increase the value of fP (see Equation 20) to at least reach the r-line region, the terminal 6 has a V F pulse voltage (for example, pulse width tw = 1 s order, period). 10 3 applies a ~ 10 2 fts order). as seen in FIG. 5 (+) is. structure voltage electrodes 9 (P t coat) to 0 volts (+) pole side D 2 0 (1) The outer tube 8 is, for example, a stainless steel tube in consideration of pressurization.
a.m.s. の半径方商間隙は 10_3cm オーダー以下であるから、 端子 5に対する 端子 6の相対負パルス電圧の波高一 VF - (― V。) = - Vp +V0< 0 は、 数 V olt Zcmでも a.m.s. 間隙では大きな電界を与える。 Since the radius direction quotient gap ams is less 10_ 3 cm order, wave height one V F relative negative pulse voltage of the terminal 6 relative to the terminal 5 - (- V.) = - Vp + V 0 <0 , the number V olt Even in Zcm, a large electric field is applied in the ams gap.
図 5は、 電解液相水 D20(1) へ加えられる加圧力 P(atm) 、 及び (正)(負) 電 極に与えられる電圧 V。 ボルト、 並びに負パルス電圧 VP 等に関する説明図であ る。 同図において、 smF は電解液相の定常加圧倍率値、 „mF は電解液相の最 大加圧倍率値、 - V。は端子 6の定常基本 DC電圧( ボルト) 、 一 VP は端子 6に 重畳されるパルス電圧( ボルト) 、 Th は高レベル加圧継続時間 (秒) 、 tw は 一 P バルスのパルス巾 (秒) 、 tF は一 VF パルスのパルス間隔 (秒) 、 tw / tP は duty factor d, 、 VP ノ V。 は波高倍率を示す。 Figure 5 shows the pressure P (atm) applied to the electrolyte phase water D 20 (1), and the voltage V applied to the (positive) and (negative) electrodes. Bolts, and Ru illustration der about negative pulse voltage V P and the like. In the figure, s m F is the steady-state pressure factor of the electrolyte phase, „m F is the maximum pressure factor of the electrolyte phase, -V is the steady-state basic DC voltage (volts) at terminal 6, 1 V the pulse voltage P is to be superimposed on the terminal 6 (volts), T h is the high-level pressure duration (in seconds), t w one P Bals pulse width (seconds), t F is the pulse length of a single V F pulses (seconds), t w / t P is duty factor d,, V P Roh V. shows the wave height magnification.
116は、 本発明システムの等価モデル図である。 同図の符号.1〜 7は、 図 4の ものと同一であり、 8は、 ステンレス鋼管で、 内壁面を Pt コートして (+ ) 電 極 9とした合成管 (composite pipe )である。 116 is an equivalent model diagram of the system of the present invention. Reference numerals 1 to 7 in FIG. Are the same as ones, 8 is a stainless steel tube, a synthetic tube inner wall surface was then P t coat (+) electrodes 9 (composite PIPE).
D20(1) への加圧力 P = mP - Ps atm (但し、 Ps は飽和蒸気圧、 mP は加圧倍率 )、 温度は T K である。 ( 符号 V。 、 一 Vp、 P 等は図 5参照。 ) 水は有極性分子の液体 ( P 〔有極性の意〕 ) 、 直流電圧又は低周波に対する比 誘電率 (specific dielectric-constant )を Kc とする時 t'Cにおいて、 Pressure applied to D 20 (1) P = m P -P s atm (where P s is the saturated vapor pressure, m P is the pressurization magnification), and the temperature is TK. (Sign V., 1 Vp, P, etc. refer to Fig. 5.) Water is a liquid of polar molecules (P [Polarity]) and the relative dielectric constant (constant) for DC voltage or low frequency is Kc At t'C,
Kc= 88.15-0.414 t +0.131 x 10_2 · t2— 0.046 lO"4 · t3 Kc = 88.15-0.414 t +0.131 x 10_ 2 · t 2 — 0.046 lO " 4 · t 3
〔理科年表 物 107 (523) より〕 水素では、 0。C、 1 atm 下で、 10* x ( Kc — 1.) = 2.72 で  [From Science Chronological Table 107 (523)] 0 for hydrogen. C, under 1 atm, 10 * x (Kc — 1.) = 2.72
(Kc 一 1 ) は密度に比例し、 Kc は少なくも赤外領域まで周波数に独立 (independent)である。 すなわち、 a. is. 内の誘電率は 1 と見てよいことが判る。 (Kc-11) is proportional to density, and Kc is frequency independent up to at least the infrared region. In other words, it can be seen that the dielectric constant in a. Is.
しかしながら、 水の方は同じではない。 すなわち、 t = 100。C とすると、 However, water is not the same. That is, t = 100. C
Kcは、 88.15— 41.4 + 13.1— 4.6 =55.25 ほ^等しい。 Kc is approximately equal to 88.15—41.4 + 13.1—4.6 = 55.25.
同軸円管の静電容量は、 長さ L n) 、 外側円管の内径 r2The capacitance of the coaxial tube is length L n), the inner diameter r 2 of the outer tube,
内側円管の外径 r, なるとき、  When the outer diameter r of the inner pipe becomes
C= 24.1 KcL /log( r2 / r,) · ( P F ) (21) 本発明システムの a.m.s. 部等価電気回路図 (図 7 ) で云うと、 r2 は、 (+ ) 極合成円管の内側管の外径 2a2Γι に当る。 C = 24.1 KcL / log (r 2 / r,) · (PF) (21) In terms of ams portion equivalent electrical circuit diagram of the inventive system (FIG. 7), r 2 is the (+) pole composite circular tube The outer diameter 2a 2 of the inner tube corresponds to Γι .
図 7において、 パルス回路技術で周知のように、 dl ^ CS Z の時、 パルス 波形 + VP の分圧波形伝達が良好である。 これら何れの概略等価値も外部端子間 で実測できるから、 もしこの条件から著しく逸脱した時は C 側又は B 側で付加容 量又は抵抗により補正することができる。 7, as it is well known in the pulse circuit technology, when dl ^ C SZ, is good partial pressure waveform transmitted pulse waveform + V P. Since any of these approximate equivalent values can be measured between external terminals, if the condition deviates significantly from this condition, it can be corrected on the C side or the B side by an additional capacitance or resistance.
但し、 同図中、 R。 は、 9と 6との間の等価抵抗で、 B。 >> R,, r2 、 C, は、 9と 5との間の容量、 は、 9と 5との間の等価抵抗、 は、 5と 6と の間の容量、 r2 は、 5と 6との間の等価抵抗を示す。 ( その他の符号について は図 4〜図 6—参照) However, R in the figure. Is the equivalent resistance between 9 and 6, B. >> R ,, r 2 , C, is the capacitance between 9 and 5, is the equivalent resistance between 9 and 5, is the capacitance between 5 and 6, r 2 is 5 and 6 shows the equivalent resistance between 6. (Refer to Fig. 4 to Fig. 6 for other symbols.)
なお、 1、 2及び 9の金属管自体の抵抗値は、 R。 、 B, 、 r2 に比べ negli gible small であるから省略した。 電解開始当初は 1^ はかなり大きいが D+ ィ ォン濃度の上昇につれて著減してゆく。 The resistance value of the metal pipes 1, 2, and 9 is R. , B,, is omitted because it is negli gible small compared to r 2. At the beginning of electrolysis, 1 ^ is quite large, but D + It decreases remarkably as the ion concentration increases.
さて、 一般に、 非等温プラズマ(unisothermal plasma) における電子の運動方 程式は、  Now, in general, the equation of motion of electrons in a nonisothermal plasma is
me ( d2 ?/dtz) me ( ά ξ / d t ) +mG ωζ ξ = Q ' · · m e (d 2 ? / dt z ) m e (ά ξ / dt) + m G ω ζ ξ = Q '
(22) 但し、 Γは電子 1ケの衝突頻度。  (22) where Γ is the collision frequency of one electron.
〔注、 a.m.s. 内では ω >> V II であるため前式(18)においては この損失は省略されている。 〕 [Note, in a.m.s., because ω >> V II, this loss is omitted in equation (18). ]
Figure imgf000020_0001
Figure imgf000020_0001
この解は、 ω > ν Ζ2 に対して振動となり、  This solution oscillates for ω> ν Ζ2,
ξ =k exp ί - V /2 · t ) · sin^t (24) β = (ώ)2 - v / i )i z ξ = k exp ί-V / 2 t) sin ^ t (24) β = (ώ) 2 -v / i) iz
本発明に云う a.m.s. 内プラズマにおいては ω >> V /2 であり、  In the plasma in a.m.s. according to the present invention, ω >> V / 2,
β ^ ω (25) これから、 電子振動周波数 f P - 9000 · (n I/2) ♦ Hz の関係が得られるこ とは (20) 式に述べた通りである。 β ^ ω (25) As described in Eq. (20), the relationship of the electron oscillation frequency f P -9000 · (n I / 2 ) ♦ Hz can be obtained.
t = 0 における電子の振動速度を Vm とすれば、 If the vibration velocity of the electron at t = 0 is Vm,
ma
Figure imgf000020_0002
(me Vm2 / i n e 2n)1/z と書ける。 すなわち、 非等温プラズマにおけるス!) 又は rD (下記第 4表参照 )は、 この運動エネルギ 一 1/2 me Vra2 =1/2 kTe の時の max に等しいことが判る。
ma
Figure imgf000020_0002
(m e Vm 2 / ine 2 n) 1 / z That is, the scan!) Or r D (4 below see Table in non-isothermal plasma) is found to be equal to max when the kinetic energy one 1/2 m e Vra 2 = 1/ 2 kTe.
〔表 4〕 デパイ長 。 ( 又は rD ) 及び帯電粒子間平均距離 d[Table 4] Depay length. (Or r D ) and average distance between charged particles d
Figure imgf000020_0003
Figure imgf000020_0003
T( °k) πノ cm3 d (cm) λ D (cm) ス D /d T (° k) π no cm 3 d (cm) λ D (cm) D / d
109 .7.94 lO"4 2.07X10"2 10 9 .7.94 lO " 4 2.07X10" 2
1 ΐο4 1012 7.94 xlO"5 6.54X10-* 1 ΐο 4 10 12 7.94 xlO " 5 6.54X10- *
10,s 7.94 X10-6 2.06X10"5
Figure imgf000020_0004
1016 3.69 xlO— 6 13.10X10'6 3.58
10 , s 7.94 X10- 6 2.06X10 " 5
Figure imgf000020_0004
10 16 3.69 xlO— 6 13.10X10 ' 6 3.58
4入 lU 丄 1》 ί丄1 1 n- 6 A 1 v 1 Λ一6 L 49 4 ON lU丄1 "ί丄1 1 n- 6 A 1 v 1 Λ one 6 L 49
丄 1/ n 7Q 1 n- 6 Ί 01 1 Π" 6 丄》 Du 丄 1 / n 7Q 1 n -6 Ί 01 1 Π "6丄" Du
16 104 1018 0.79 2.62X10-6 2.30 16 10 4 10 18 0.79 2.62X10- 6 2.30
64X104 1018 0.79 5.24x10" 4.60 64X10 4 10 18 0.79 5.24x10 "4.60
1018 7.94 xlO- 10.48X10"6 9.20 10 18 7.94 xlO- 10.48X10 " 6 9.20
256 X104 10" 0.794 xio-7 3.31X10'7 4.17 256 X10 4 10 "0.794 xio- 7 3.31X10 ' 7 4.17
1015 7.94 xlO—6 33.23X10'5 41.85 但し、 ί D ( 又は rD ) の考え方が成り立つのは、 10 15 7.94 xlO— 6 33.23X10 ' 5 41.85 However, the concept of ί D (or r D ) holds
nD ョ 4/3πス。 3 n >> 1、 すなわち n D 3 » 1/4.1888= 0.2387 n D ® 4 / 3π nest. 3 n >> 1, ie n D 3 »1 / 4.1888 = 0.2387
の時である。  It is time for
試みに n =1015 Attempt n = 10 15
0 =33.23 xlO—5 とすると ' nD =4.1888 X33.233 lO"15 xlO15 0 = 33.23 xlO— 5 then 'n D = 4.1888 X33.23 3 lO " 15 xlO 15
-4.1888 x 36693.659 ^4.19 X3.67 xlO4 ^15.38 xl04'» 1 以上の理論的検討試算より次の帰結が得られる。 -4.1888 x 36693.659 ^ 4.19 X3.67 xlO 4 ^ 15.38 xl0 4 '»1 The following conclusions are obtained from the theoretical study calculation above.
Te = me / k · Vm2 (26) すなわち、 Te は Vm2に比例し、 me « mi (D+ ) 、 mn ( 中性粒子 ) かつ又、 fie »Ui > μΛ であるから a.m.s. 内において、 T e = m e / k · Vm 2 (26) That is, T e is proportional to Vm 2 , and m e «mi (D +), m n (neutral particles) and fi e » Ui> μ Λ So within ams,
周期 tp μ5 、 巾 ϊω s のパルス電界を与えて Vm = μβ Ε ( 但し、 Ε は電 界、 は電子の移動度 ) の関係により振動電子の速度 Vm を t s 巾、 仮 に 10 倍( あるいは 3X10倍 )に高めてやればその瞬簡に、 Given a pulsed electric field of period t p μ 5 and width ϊω s, the velocity Vm of the oscillating electron is ts width, tentatively 10 times, due to the relationship of Vm = μ β Ε (where Ε is the electric field and is the electron mobility). (Or 3X10 times)
Ti 、 T„ はあまり上昇させずに Te を 102 倍( あるいは 9X102 倍 )に急上 昇させ、 且つ、 これを毎秒 l/tP 回繰り返させることが可能である。 Ti, T "is much to Kyuue raising the T e without increasing the 10 double (or 9 × 10 2 times), and it is possible to repeat every second l / t P times.
以上が本発明システム構成の原理であるが、 これを実現するに要する加圧系、 温度系、 保安系、 及びその制御に要する計測等は、 既知技術の枠内で可能なもの であるので省略し、 本発明構成の核心を成す原理の説明に重点を置いた。  The above is the principle of the system configuration of the present invention, but the pressurizing system, temperature system, security system, and the measurement required for the control required to realize this are omitted within the framework of the known technology because they are possible. The emphasis has been placed on the explanation of the principle that constitutes the core of the configuration of the present invention.
以上の段階に達すれば、 バース ト状とは云え、 いよいよ核融合反応の起り得る 領域に入る。 : When the above stage is reached, it is said to be bursty, and nuclear fusion can finally take place. Enter the area. :
先ずプラズマ反応で、  First, in the plasma reaction,
Z,H22,H(=d) + z,H(=d) + 2β~ Z , H 22 , H (= d) + z , H (= d) + 2β ~
次いで核反応  Then nuclear reaction
→ (d,n) 反応 3 2He (0.82 MeV) + on (2.45 MeV) +Qj d + d 3.0160293 1.008666 → (d, n) reaction 3 2 H e (0.82 MeV) + on (2.45 MeV) + Qj d + d 3.0160293 1.008666
2x2.0141018 → (d,p) 反応 3 (1.01 MeV) + i (3.02 MeV) +Q2 = 4.0282036 3.022767 1.007825 2x2.0141018 → (d, p) Reaction 3 (1.01 MeV) + i (3.02 MeV) + Q 2 = 4.0282036 3.022767 1.007825
Qt =4.0282036 -(3.0160293 + 1.008666) =0.003508 > 0 (発熱) Qz =4.0282036 -(3.022767 +1.007825) =0.003364 > 0 (発熱) 重水素の核融合反応における上記二つの Branch の分岐比は、 重水素核のエネ ルギー数 KeVまでは等しいことが判っている。 Q t = 4.0282036-(3.0160293 + 1.008666) = 0.003508> 0 (exothermic) Q z = 4.0282036-(3.022767 +1.007825) = 0.003364> 0 (exothermic) It is known that the energy of deuterium nuclei is equal up to KeV.
1質量単位は 931 MeV のエネルギ一に相当するから  One mass unit is equivalent to 931 MeV energy.
Qi = 931 X 0.003508 ^ 3.266 MeV  Qi = 931 X 0.003508 ^ 3.266 MeV
Qz = 931 0.003364 ^ 3.132 MeV Q z = 931 0.003364 ^ 3.132 MeV
因みに、 *2He の天然存在比は 99.99986 % By the way, the natural abundance of the * 2 H e 99.99986%
3¾H の天然存在比は 1.38x10·*% である。 The natural abundance of 3 ¾H is 1.38x10 · *%.
α粒子は *2He 原子が 2偭の電子を失って 2価に荷電された He ++ の原子核 で、 α粒子- He ++ と書き、 トリチウム-
Figure imgf000022_0001
3it と書く半滅期 12.26 年の放射性同位体である。
alpha particles * 2 H e atoms a divalent to charged the nuclei of H e ++ lose electrons 2偭, alpha particles - written as H e ++, tritium -
Figure imgf000022_0001
3 It is a radioactive isotope with a half-life of 12.26 years written as it.
3,H → (放出) 9〉 → SHe ( 安定)、 放出^ MeV
Figure imgf000022_0002
3 , H → (emitted) 9〉 → SH e (stable), released ^ MeV
Figure imgf000022_0002
また、 d(ir,n)P 反応、 (但し、 入射 rのしきい値(threshold energy) 2.23 MeV )  In addition, d (ir, n) P reaction, (however, threshold of incident r (threshold energy) 2.23 MeV)
2,d — (入射 r) (2.0141018)→ 11 (1.007825) + 1 o n (1.0086666) + ft3 2 , d — (incident r) (2.0141018) → 1 1 (1.007825) + 1 on (1.0086666) + ft 3
Q3= -0.00239 (amu) ^ -2.325 MeV く 0 (吸熱) Q 3 = -0.00239 (amu) ^ -2.325 MeV 0 0 (endothermic)
2id → (入射 r )(2.0141018)— 11 p (1.007825) +2 lo n (2.017332) + a4 Q*= -0.00323 (amu) ^ -3.007 MeV <0 (吸熱) 依って、 G + Q2 + Q3 + £ ( 3.266 +3.132 一 2.325 -3.007 )MeV 2id → (incident r) (2.0141018) — 1 1 p (1.007825) +2 l on (2.017332) + a 4 Q * = -0.00323 (amu) ^ -3.007 MeV <0 (endotherm), G + Q 2 + Q 3 + £ (3.266 +3.132-2.325 -3.007) MeV
^ 1.066 MeV > 0 (熱出力 )Q  ^ 1.066 MeV> 0 (heat output) Q
このように熱中性子誘起反応における欠損質量からの放出エネルギー Qは、 大 抵の場合、 反応熱エネルギー放出と共に、 線放出( 吸熱反応) を伴う。  Thus, the released energy Q from the deficient mass in a thermal neutron-induced reaction is almost always accompanied by a linear emission (endothermic reaction) together with the release of the reaction thermal energy.
「注」 leV ' atm'1 =1.602 xlO—12 erg =1.602 10" 19 (J) "Note" leV 'atm' 1 = 1.602 xlO— 12 erg = 1.602 10 " 19 (J)
= 3.828 l0-I8(cal) = 3.828 l0- I8 (cal)
また、 leV * atm-1 < > 23.06 Kcal · mol"1 =96.5 KJ · mol Also, leV * atm- 1 <> 23.06 Kcal · mol " 1 = 96.5 KJ · mol
1 erg < > 6.242 xlO11 eV 1 erg <> 6.242 xlO 11 eV
< > 2.389 xlO"8 cal <> 2.389 xlO " 8 cal
< > l.o xio-7 j <> lo xio- 7 j
leal = 4.1840 J ( 定義 )  leal = 4.1840 J (definition)
1 W · sec = 1 Joul = 1 V · coul = 107 erg 1 Wsec = 1 Joul = 1 Vcoul = 10 7 erg
(原子エネルギー) x (波長) ; h v x = 12.40 KeV ' λ  (Atomic energy) x (wavelength); h v x = 12.40 KeV 'λ
〔設計の参考〕[Design reference]
¾ D = rD = 6.542 x (Te / n) 1/2 ¾ D = r D = 6.542 x (T e / n) 1/2
ス!) 3 = 6.5423 x Te /n · (Te Zn)12 3 = 6.542 3 x T e / n · (T e Zn) 1 no 2
n t D 3 = 279.983 x Te · (Te /n)1/z nt D 3 = 279.983 x T e (T e / n) 1 / z
d =(2n) -1,3 d = (2n) -1 , 3
( 但し、 nは粒子数密度) (However, n is particle number density)
. 1/n = 2d3 . 1 / n = 2d 3
n = 1 Z 2d3 · · ·◎ n = 1 Z 2d 3
従って、 ( D / d )3 = 559.966 x Te 3/2 x n 1/2 Thus, (D / d) 3 = 559.966 x T e 3/2 xn 1/2
^ 560 x n 1/2 x Te 3/2 . · ·◎ ^ 560 xn 1/2 x T e 3/2 . · · ◎
nD oc n D 3 oc Te · A D oc n-12 · Te 32 . (27) は比例記号を示す。 ) 産業上の利用可能性 n D oc n D 3 oc T e · A D oc n- 1 Roh 2 · T e 3 Bruno 2. (27) shows a proportional symbols. ) Industrial applicability
以上説明したように、 本発明によつて水素吸蔵金属における吸蔵能と中性子放 出能との再現性と制御システムとが確立され ば、 大、 中、 小のエネルギー供給 源として学術上及び産業上の利用分野は計り知れないものがある。  As described above, if the reproducibility of the storage capacity and neutron emission capacity of the hydrogen storage metal and the control system are established according to the present invention, they can be used as academic sources and industrial sources as large, medium and small energy sources. There are immense fields of use.

Claims

請求の範囲 The scope of the claims
1. 水素 ( 又は )吸蔵金属を (-) 極とする Hzo ) 又は iuoa) の電気分解法において、 温度 T。K を助変数とし、 加圧力倍率 mP =加圧力 P/ 飽和蒸気圧 Ps とするとき、 特殊合成円管構造により人為的に作り出された 105 Aオーダ一〜 10 Aオーダ一寸度の人工ミクロ空隙(artificial micro-slit )を 内在させた (一) 極の表面水圧に関し、 mP >>1とし (例えば、 T。K =沸点、 mP > 10 ) 蒸気相を押さえた加圧液相下にて電気分解を行い、 H20 のイオン積 、 従って H+ イオン濃度を著しく高めることにより水素吸蔵能を促進制御するこ とを特徴とする水素吸蔵能の制御システム。 1. Temperature T in the electrolysis of Hzo) or iuoa) with hydrogen (or) storage metal as the (-) electrode. The K and parametric, when the pressure ratio m P = pressure P / saturated vapor pressure Ps, was artificially created by a special composite circular tube structure 10 5 A Order one ~ 10 A order an inch of the artificial micro A void (artificial micro-slit) is contained inside. (1) Regarding the surface water pressure of the pole, m P >> 1 (for example, T. K = boiling point, m P > 10) Under the pressurized liquid phase that suppresses the vapor phase The hydrogen storage capacity control system is characterized in that the hydrogen storage capacity is promoted and controlled by remarkably increasing the ion product of H 2 O, and hence the concentration of H + ions.
〔上記 H20(1) は、 HzOdiquid phase )の略。 〕 [The above H 20 (1) is an abbreviation for HzOdiquid phase.) ]
2. 重水素 2,Hを吸蔵した (-) 電極の表面水圧 Pを上記定常値をベースとし て 10 ≤mP ≤ 103の範囲で脈動的に緩速上下 έせると共に、 該圧 の高レベル 時間範囲に随伴して (-) 電極の定常負電圧に複数個の負パルス高電圧を重畳し て印加することにより上記人工ミク口空隙中に在る重水素プラズマ内に発生する プラズマ振動周波数をギガ( Giga )ヘルツ領域 (電子温度 Te 。K で数万。 Κ 相 当) からその 106倍程度の領域、 すなわち、 r線領域 ( MeV領域、 電子温度換算 等価では 107。K 相当域 こまで衝撃的に高め、 重水素熱核反応バーストを開始 せしめることにより中性子放出能を促進制御することを特徴とする中性子放出能 の制御システム。 2. occluding deuterium 2, H (-) the surface pressure P of the electrode pulsating manner causes Yurusoku vertical έ in the range of 10 ≤m P ≤ 10 3 was based the steady-state value, of the piezoelectric high Level Along with the time range (-) The plasma oscillation frequency generated in the deuterium plasma in the artificial orifice gap by applying a plurality of negative pulse high voltages superimposed on the steady negative voltage of the electrode Giga (Giga) hertz region (electron temperature T e .K number ten thousand. kappa phase equivalent) from the area of the 10 6 times, i.e., r-ray region (MeV region, 10 7 .K equivalent in electronic temperature conversion equivalent A neutron emission control system characterized by a dramatic increase in neutron emission capacity by initiating a deuterium thermonuclear reaction burst to control the neutron emission ability.
PCT/JP1993/000293 1992-03-10 1993-03-10 Control system for occlusion power in hydrogen absorbing metal and neutron emission capacity WO1993017957A1 (en)

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JP4/86185 1992-03-10
JP4086185A JPH06201868A (en) 1992-03-10 1992-03-10 Occlusion capability and neuron-emission capability control system in hydrogen occlusion alloy

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02271289A (en) * 1989-04-13 1990-11-06 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Electrochemical nuclear fusion
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