特開 2018-36275 核融合反応方法及び核融合反応装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2018-36275(P2018-36275A)

(43)【公開日】2018年3月8日

(54)【発明の名称】核融合反応方法及び核融合反応装置

(51)【国際特許分類】

   G21B 3/00 20060101AFI20180209BHJP

【ＦＩ】

   G21B3/00 B

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-208769(P2017-208769)

(22)【出願日】2017年10月30日

(62)【分割の表示】特願2016-214476(P2016-214476)の分割

【原出願日】2012年8月13日

(71)【出願人】

【識別番号】593073207

【氏名又は名称】水野 忠彦

(71)【出願人】

【識別番号】504323205

【氏名又は名称】石川 泰男

(74)【代理人】

【識別番号】100120189

【弁理士】

【氏名又は名称】奥 和幸

(72)【発明者】

【氏名】水野 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】石川 泰男

(57)【要約】      （修正有）

【課題】低温で核融合反応を起こさせしめ、熱エネルギーと中性子を得る。
【解決手段】真空チャンバー３０内に陽極３１と陰極３２を配置せしめ、電極のいずれかを水素を吸収する性質を持たせるとともにその表面にナノ粒子を付着せしめ、ナノ粒子中の電子を重い電子とし、この重い電子を吸収された水素、重水素に入れ込んで、それらを縮小し、吸収されている他の水素、重水素との核間距離を縮めて核融合反応を高い確率で起こさせる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステンレス製の筒状の反応セル内にアルカリ金属水酸化物を収納し、このアルカリ金属水酸化物をその融点以上に加熱してその液面上からナノ粒子を飛散せしめ、減圧状態で前記反応セル内に水蒸気を供給することにより、ステンレス表面に高次のアルカリ金属とステンレス成分の少なくとも一つの成分を含む高次の酸化膜を形成し、この高次の酸化膜上に前記ナノ粒子の一部を付着せしめ、このナノ粒子中に反応セル内で発生した水素、重水素を導入するようにした核融合反応方法。

【請求項2】

ステンレス製の筒状の反応セルを第一の電極とし、前記反応セルの空間部分に導電性金属材からなる長尺の第二の電極を配設し、前記反応セルの底部にアルカリ金属水酸化物を収納し、このアルカリ金属水酸化物をその融点以上に加熱してナノ粒子を反応セル内に飛散せしめ、前記反応セル内に水蒸気を供給しつつ、ステンレス表面に高次のアルカリ金属とステンレス成分の少なくとも一つの成分を含む高次の酸化膜を形成するとともに酸化膜上にナノ粒子を付着せしめ、次いで、水蒸気の供給を停止し真空引きして水素、重水素ガスを供給し両電極間に電圧を印加して放電せしめるようにした核融合反応方法。

【請求項3】

筒状のステンレス製の反応セルと、この反応セル内に収納されるアルカリ金属水酸化物と、前記反応セルを加熱する加熱装置と、前記反応セルを減圧状態に維持する減圧装置とを有し、前記反応セル内には、水又は水蒸気が供給され、水素が排出される核融合反応装置。

【請求項4】

筒状のステンレス製の第１電極としての反応セルと、この反応セル内に収納されるアルカリ金属水酸化物と、前記反応セルを加熱する加熱装置と、前記反応セルを減圧状態とする減圧装置と、前記反応セルの空間部分に配設され、導電性金属材からなる長尺の第２の電極と、前記両電極間に電圧を印加する電源とを有する核融合反応装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属微粒子を使用して化学反応に誘起された核融合反応方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

１９８９年、アメリカの電気化学者のフライシュマンとポンズ博士が「電解によって誘起される重水素の低温核融合」についての発表を行ない、以来、低温核融合についての実験が種々試みられたが、その再現性が乏しく広く普及されていない。これについての説明が特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−１０８７７５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、特許文献１においては、種々反応原理について分析はなされているが、核反応のトリガーが何であるかの分析が不十分であり、金属元素を含むナノ粒子に注目されていない。

【0005】

本件発明者は、核反応のトリガーがナノ粒子と重い電子の作用によるものと判断し、種々の実験の結果、核反応による高熱の発生と中性子の発生を確認している。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の方法の発明は、ステンレス製の筒状の反応セル内にアルカリ金属水酸化物を収納し、このアルカリ金属水酸化物をその融点以上に加熱してその液面上からナノ粒子を飛散せしめ、減圧状態で前記反応セル内に水蒸気を供給することにより、ステンレス表面に高次のアルカリ金属とステンレス成分の少なくとも一つの成分を含む高次の酸化膜を形成し、この高次の酸化膜上に前記ナノ粒子の一部を付着せしめて核融合反応確率を高めるようにした。

【0007】

本発明の第２の方法の発明は、ステンレス製の筒状の反応セルを第一の電極とし、前記反応セルの空間部分に導電性金属材からなる長尺の第二の電極を配設し、前記反応セルの底部にアルカリ金属水酸化物を収納し、このアルカリ金属水酸化物をその融点以上に加熱してナノ粒子を反応セル内に飛散せしめ、前記反応セル内に水蒸気を供給しつつ、ステンレス表面に高次のアルカリ金属とステンレス成分の少なくとも一つの成分を含む高次の酸化膜を形成するとともに酸化膜上にナノ粒子を付着せしめ、次いで、水蒸気の供給を停止し真空引きして水素、重水素ガスを供給し両電極間に電圧を印加して放電せしめて核融合反応確率を高めるようにした。
本発明の第３の装置の発明は、筒状のステンレス製の反応セルと、この反応セル内に収納されるアルカリ金属水酸化物と、前記反応セルを加熱する加熱装置と、前記反応セルを減圧状態に維持する減圧装置とを有し、前記反応セル内には、水又は水蒸気が供給され、水素が排出される核融合反応装置である。
本発明の第４の装置の発明は、筒状のステンレス製の第１電極になり得る反応セルと、この反応セル内に収納されるアルカリ金属水酸化物と、前記反応セルを加熱する加熱装置と、前記反応セルを減圧状態とする減圧装置と、前記反応セルの空間部分に配設され、導電性金属材からなる長尺の第２の電極とを有する核融合反応装置である。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の原理説明のための核融合装置の概略構成図である。

【図2】図１に示す核融合装置の電極板の表面状態説明図である。

【図3】本発明の関連発明である核融合装置の概略構成図である。

【図4】本発明の関連発明である核融合装置の概略構成図である。

【図5】本発明の第１及び第３発明である核融合装置の縦断面図である。

【図6】本発明の第１及び第３発明である核融合装置の横断面図である。

【図7】本発明の第２及び第４発明である核融合装置の縦断面図である。

【図8】本発明の第２及び第４発明である核融合装置の横断面図である。

【図9】本発明の関連発明である核融合装置の中性子発生時の電極間の電流変化を示すグラフである。

【図10】本発明の関連発明である核融合装置の中性子発生強度を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

【0010】

図１において、本発明の原理説明のための核融合装置Ｍ1は、電解槽１を有し、この電解槽１内には、電解液２が収納されるとともに２枚の電極３、４が電解液内に所定間隔を配して対向配置されている。そして電極３、４間には、直流電源５が設けられている。電極３、４の材料としては、パラジウム（Ｐｄ）、白金（ｔ）又はタングステン（ｗ）、金（Ａｕ）が使用され、電解液２は、例えば炭酸カリウムの水溶液であり、又、ＬｉＯＤ−Ｄ2Ｏ水溶液でもよく、水としては軽水が使用され、重水を含んでいてもよい。両電極間に印加される電流密度は１〜１０００ｍＡ／ｃｍ2であり、好ましくは２０ｍＡ／ｃｍ2である。実際に電極３（陰極）としてパラジウム（Ｐｄ）を使用したところ、陰極３には、水素が発生するとともに、その一部はＰｄ板（陰極）に吸収されるとともに、図２に示すように電極３表面には、多数のパラジウムの微細粒子Ｐ（１００ナノ（ｎｍ）以下、中には１０ナノ以下のものも存在する。以下、ナノ粒子と称す。）が生成される。電解期間としては、数日、時として数週間行った。）また、電解による水素発生中のナノ粒子中には平均して金属原子と同じ数だけの水素原子が吸収され、一般にナノ粒子中でも１〜１０ナノの金属粒子が核反応を起こしやすい。ナノ粒子中の金属原子数としては数１００程度の集団である。１０ナノ以下の大きさのナノ粒子集団中の自由電子は、その動きが周囲の金属原子や他の電子によって強く力を受け、このとき、ナノ粒子中に水素が吸収され、水素温度が上がると、ナノ粒子中の電子の性質が変化し、その質量が極めて大きな値（通常の電子の１０〜１０００倍）となることが、計算と実験によって判明した。この重い電子は、吸収した水素原子に作用し、この水素原子の大きさが減少する。これにより、吸収した水素原子の、他の水素原子との核間距離が縮み、トンネル効果によって水素原子間の核融合反応確率が増える。

【0011】

ここで、陽子同士が太陽の中心温度で正面衝突した場合に、核融合が生じる確率は、トンネル効果を考慮した場合に以下の通りとなる。

【0012】

Ｕ：陽子間静電ポテンシャルエネルギー
＝１．１５×１０^-13Ｊ
Ｅ：陽子同士の正面衝突時の運動エネルギー
中心温度 １５００万Ｋ＝４×（３／２ｋＴ＝１．２４×１０^-15Ｊ）
ｋ：プランク定数
ｍ：陽子の質量＝１．７×１０^-27ｋｇ
δ：陽子の必要浸透距離＝１．８６×１０^-13ｍ
β＝（２π／ｈ）・[２ｍ（Ｕ−Ｅ]^1/2＝１．８７×１０¹⁴
従って、核融合の発生確率は、
γ＝ｅ^-2βδ＝６．１４×１０^-31

【0013】

このように、一般に核融合確率は非常に低く、およそ１０³¹回以上の衝突で一度の核融合反応が起こる。太陽の中では、十分大きな衝突回数があるので、観測が可能である。

【0014】

これに反して、重い電子が係る反応は、上述のように、電子質量が２倍程度大きくなれば、１０桁増加する。上述の電解では毎秒供給される水素原子は６．２４×１０¹⁸／ｓとなる。電解による水素発生時のナノ粒子には平均して金属原子と同じ数だけの水素原子が存在し、電極表面層が全てナノ粒子として計算できる。ナノ層の厚さは１０原子程度であり、この中に存在する水素原子数は１０¹⁷／ｃｍ²である。水素は電解によって一定量ずつ供給され、この状態で反応が生ずる確率は１０¹⁸×１０^-20＝１０^-2／ｓ／ｃｍ²となり、一般の核融合確率に比較して著しくその確率は大きくなる。また、電解時の発熱量は数１００ｗであった。
更に、核反応時には、中性子の発生、ヘリウム３の発生が見られた。

【0015】

次に、重い電子の作用について説明する。

【0016】

ナノ粒子中の自由電子は重い電子となり、吸収された水素原子の大きさを減少させる。すなわち、重い電子がプロトン原子の原子核に極めて近い軌道に入り、その距離はナノ粒子中の電子の有効質量によって定まり、重い電子によって次の反応が引き起こされる。

【0017】

（Ｐｅ^-ｈ）＋Ｈ→（ｐｐｅ^-ｈ）＋ｅ^-
→²Ｄ＋β⁺＋ｅ^-ｈ＋νｅ＋０．１６４ＭｅＶ …（１）式
この反応によって重水素、陽電子、中間子が生成され、反応に関わった重い電子が再びナノ粒子中に出てくる。ここで陽電子は電子が存在すればガンマー線を発生する。但し、このガンマー線の発生確率は低い。

【0018】

β⁺＋ｅ^-→２γ＋１．０２２ＭｅＶ
生成した重水素と新たに出来た重たい電子による陽子とが反応を起こし、ヘリウム３（³Ｈｅ）が生成される。

【0019】

²Ｄ（Ｐｅ^-ｈ）→³Ｈｅ＋γ＋ｅ^-ｈ＋５．４９３ＭｅＶ …（２）式
このとき、ガンマー線が発生し、重い電子は再びナノ粒子中に戻る。

【0020】

生成した³Ｈｅと重電子陽子は、⁴Ｈｅと２つのプロトン（Ｐ）と重電子に別れる反応を起こす可能性がある。

【0021】

（Ｐｅ^-ｈ）→³Ｈｅ→⁴Ｈｅ＋２Ｐ＋ｅ^-ｈ＋１２．８６ＭｅＶ
これらの全ての反応が進行すると発生エネルギーは２６．２１ＭｅＶとなる。

【0022】

（Ｐｅ^-ｈ）＋３Ｈ₂→⁴Ｈｅ＋ｅ^-ｈ＋２６．２１ＭｅＶ …（３）式
重水素の場合、水素と同じく、重電子重陽子ができる。

【0023】

（ｄｅ^-ｈ＋Ｄ₂）→〔（ｄｄｅ^-ｈ）＋ｄｅｅ〕 …（４）式
続けて核融合反応が起こり、トリチウム、陽子、³Ｈｅと中性子ができる。これらの反応は発熱反応で３．２７〜４．０３ＭｅＶの熱が発生する。

【0024】

〔（ｄｄｅ^-ｈ）＋ｄｅｅ〕→Ｔ＋Ｐ＋ｅ^-ｈ＋４．０３ＭｅＶ
→³Ｈｅ＋ｎ＋ｅ^-ｈ＋３．２７ＭｅＶ …（５）式
これらの環境にリチウム（Ｌｉ）を入れると、ナノ粒子近辺で次の過程でトリチウム、ヘリウムが生ずる。

【0025】

⁶Ｌｉ＋¹ｎ→⁴Ｈｅ＋³Ｔ
⁷Ｌｉ＋¹ｎ→⁴Ｈｅ＋³Ｔ＋¹ｎ
リチウム（Ｌｉ）はその９２．５％が⁷Ｌｉであるので中性子が連続的に⁴Ｈｅと³Ｔを作る。これは水素同位体核融合反応で実験的に確認されている。

【0026】

このように、電解という化学反応で水素を発生しつつ電極３上にナノ粒子を生成せしめれば、ナノ粒子の自由電子が重い電子に変化し、これが吸収されたプロトン電子に入り込んで水素原子を収縮せしめ、他の水素原子との核間距離を縮めて核融合反応を生ぜしめる。

【0027】

以下、本発明の核融合を発生させる方法について説明する。

【0028】

図３は、本発明の関連発明を実施する核融合装置Ｍ2であり、この装置Ｍ2は、真空チャンバー３０を有し、この真空チャンバー３０内には、その中心に陽極３１と、この周囲を間隔を配して被うように白金の網からなる陰極３２が設けられ、これらの間に電圧を印加せしめる直流電源３３が設けられている。また、真空チャンバー３０は、その周囲に熱交換器用の水パイプ３４が巻回されている。前記陽極３１は、銅棒３５の周面を水素を吸収するパラジウム線３６で密に巻回し、銅線３５に密着させたもので、この銅棒３５の周面には、パラジウムのナノ粒子が塗布されている。前記真空チャンバー３０の一方の端板３０ａには重水素ガスをその中に供給する入口３７とそれを排出する出口３８が設けられている。前記真空チャンバー３０は、ステンレス製（ＳＵＳ３０４）であり、実験装置においては、前記銅棒３５の直径は３ｍｍ、長さは５０ｍｍである。パラジウム線３６の太さは、１．０〜１．５ｍｍ、電極間距離は５０ｍｍ、放電時の重水素ガス圧力は、１０^-4〜１０-2気圧に設定される。この距離と圧力とは、使用する直流電源３３の放電印加電圧によって変化するが、圧力が１０^-2気圧の場合には、前述の大きさでよいが、１０-4気圧になると、距離は５０〜６０ｍｍと大きくなり、重水素ガスの供給圧力は１０-2気圧を超えることはない。

【0029】

更に、真空チャンバー３０の直径は圧力に対応して以下のように変化させることが好ましい。

【0030】

圧力１０^-2気圧：１００ｍｍ
圧力１０^-2〜１０^-3：１２０ｍｍ
圧力１０^-3〜１０^-4：１５０ｍｍ
なお、パラジウム線の太さは、全ての圧力において１．０〜１．５ｍｍでよく、例えば１．０ｍｍでよい。

【0031】

また、放電電圧は、例えば１〜５ＫＶが好ましく一般には３ＫＶ程度でよく、周波数は５０〜２０００Ｈｚであればよい。

【0032】

次に、関連発明の作用について説明する。

【0033】

初めに、真空チャンバー３０を排気して１０^-6気圧程度の真空にする。両電極３１、３２間に３ＫＶ程度の電圧を印加する。これにより放電が発生し、陽極３１の温度は５００〜６００℃迄上昇する。放電を継続しつつ重水素ガスを入口３７から真空チャンバー３０内に供給して、ガス圧を１０^-2気圧とする。１〜２分後に銅棒３５に付着しているパラジウムのナノ粒子中の自由電子が重い電子となる。前記ナノ粒子は供給された重水素を吸収しているので、重い電子はこの重水素原子中に入り込んで重水素原子の大きさを縮小せしめ、他の重水素原子と反応して（４）式および（５）式に従って、ヘリウム３（³Ｈｅ）と中性子を放出する。その後一旦放電を中止し、重水素ガスを補給する。更に、所定時間経過後重水素ガスの供給を止め、水パイプ３４に冷却水を通して十分両電極３１、３２を冷却した後、放電を開始する。こうすれば、再び核反応が起き、ヘリウム３と中性子ｎが発生し、核反応を数時間継続できる。ヘリウム３と中性子の発生数は、放電電圧によってコントロールされ、電圧の指数関数で発生ヘリウム３と中性子数は増加する。この時の電極間３１、３２の電流の変化を図９で示し、中性子の発生数を図１０（縦軸は対数表示）で示している。重水素ガス圧は、１０^-2気圧でパラジウム線の長さは１００ｍｍとして銅棒３５上に巻回した。電圧は３ＫＶで、中性子発生時の電流は１０〜１２ｍＡで電力としては３０Ｗ〜３６Ｗとなり、中性子の数は１０⁶個となり、計算では反応部分の単位面積当り、１０⁵個となる。なお、銅棒３５とパラジウム線３６からなる電極３１は陽極としているが、水素吸収という観点からは陰極とし、白金電極３２を陽極としてもよい。

【0034】

次に本発明の関連発明の核融合方法について説明する。

【0035】

図４において、関連発明の核融合方法を実施するための核融合装置Ｍ₃は、ステンレス製の真空チャンバー４０を有し、この真空チャンバー４０内に陽極４１とこの陽極４１の周囲に円筒形の陰極４２とが配設されている。前記真空チャンバー４０外周面には、冷却パイプ４３が巻回され、これにより真空チャンバー４０内を冷却して反応のコントロールがなされる。前記両電極４１、４２間には直流電源４４が設けられ、前記陰極４２の内面にはナノ粒子４５が付着されている。

【0036】

前記陽極４１は、例えば銅棒で形成され、前記陰極４２は、導電性の水素を吸収する性質を有する、例えばＬａＮｉ₅，ＴｉＦｅ合金で形成される。これらの陰極の内壁には、Ｎａ−Ｆｅ金属酸化物（例えば、Ｎａ₃ＦｅＯ₃、Ｎａ₄ＦｅＯ₃、Ｎａ₈Ｆｅ₂Ｏ₇、Ｎａ₃Ｆｅ₅Ｏ₉）のナノ粒子４５がその全面に亘って付着され、この金属酸化物自体も水素を吸収する。また、真空チャンバー４０の一方（図上左側）の端板４０ａには重水素ガスの入口４６および出口４７が設けられ、所定圧の重水素ガスが真空チャンバー４０内に送られる。なお、印加電圧、ガス圧は図３に示す関連発明とほぼ同一で、装置の操作も同一である。真空引き後の放電時に真空チャンバー４０内は５００〜６００℃の温度に上昇し、このとき、重水素ガスを真空チャンバー４０内に供給すると、重水素は、陰極４２とその上に付着しているナノ粒子４５に吸引される。これにより、第１発明と同じような作用により、（４）式および（５）式に従って核融合反応が生じる。なお、陽極４１を銅棒とこの周りに巻回した白金線で構成し、ナノ粒子４５をニッケル、パラジウム、白金で構成することも可能である。

【0037】

次に、本発明の第１及び第３発明について説明する。

【0038】

図５、６において、第３発明を実施するための核融合装置Ｍ₄は、ステンレス製（ＳＵＳ３０４）の円筒状反応セル５０を有し、この反応セル５０の周囲は面状ヒータ５１により５００〜６００℃に加熱されるようになっており、前記反応セル５０内には、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）又は水酸化カリウム（ＫＯＨ）のようなアルカリ金属水酸化物の反応剤Ｒ・Ａが収納されている。前記反応セル５０の図上左側端板には、水又は水蒸気の入口５２が設けられ、反対側の端板５０ｂには、反応により生じた水素を排出するための水素排出口５３が設けられている。前記反応剤Ｒ・Ａをその融点（ＮａＯＨ ３１８℃； ＫＯＨ ３６０℃）以上に加熱すると溶融塩となり、その液面からは無数の微細粒子（ナノ粒子Ｐ）が反応セル内の空間に飛散し、ここに水蒸気を供給すると、ＳＵＳ３０４の主たるＦｅ成分と反応剤Ｒ・Ａが反応剤と反応して低次の鉄酸化膜を作る。今、反応剤として水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を使用した場合に、Ｆｅが水蒸気と反応して、
Ｆｅ ＋ Ｈ₂Ｏ → ＦｅＯ ＋ Ｈ₂↑ …（６）式
の反応により、ＦｅＯが生じ、このＦｅＯが更にＮａＯＨと反応して
ＦｅＯ ＋ ＮａＯＨ → ＮａＦｅＯ₂ ＋ １／２Ｈ₂↑ …（７）式
鉄酸ナトリウム（ＮａＦｅＯ₂）を作り、この鉄酸ナトリウムが鉄（Ｆｅ）と水蒸気（Ｈ₂Ｏ）と反応して、
ＮａＦｅＯ₂ ＋ Ｈ₂Ｏ ＋ ２／３Ｆｅ
→ １／３Ｎａ₃Ｆｅ₅Ｏ₉ ＋ Ｈ₂ …（８）式

【0039】

高次の鉄酸ナトリウム（Ｎａ₃Ｆｅ₅Ｏ₉）を作る。なお、ＳＵＳ３０４の成分でＣｒはＦｅのように、多量の酸化物を作らずＮｉは触媒の作用をし、自身では酸化物を作らない。したがって、Ｆｅのみを考慮した。この膜は、先ず反応セル５０の内壁に生成し、所定厚になると剥離してその内側に更に新しい膜が発達してくる。図は２枚の膜ｌ₁、ｌ₂が生成されている状態を示し、第１膜ｌ₁が最初の膜であり、この第１膜ｌ₁が剥離した後に第２膜ｌ₂が生成される。これら膜ｌ₁、ｌ₂は導電性で、磁性を有し、硬度が高く、水素ガスをよく吸収し、吸水性で８００℃以上でも溶融しない。これらの膜上には、ＮａＯＨのナノ粒子が多数付着し、前述の（６）式および（７）式の反応により多量の水素が発生するのでその一部が前記膜ｌ₁、ｌ₂に吸収される。またＮａＯＨ自身も水素を吸収する。したがって、膜ｌ₁、ｌ₂上のナノ粒子の電子は重電子に変化し、この重電子の作用により、吸収された水素は収縮し、他の水素原子と前述の（１）式、（２）式の反応により核融合を起こす。なお、高次の鉄酸化物としては、Ｎａ₈Ｆｅ₂Ｏ₇も検出されている。

【0040】

この第１及び第３発明は、（６）式乃至（８）式の化学反応が誘起する核融合であり、この場合、付加的に大量の水素ガスが製造され、反応セル５０内に水素排出口５３を介して真空ポンプ（図示なし）を接続し、セル内に水蒸気を供給しながらも０．５気圧程度に常時維持すると反応性が向上する。

【0041】

次に、本発明の第２及び第４発明について説明する。

【0042】

図７、８において、第４発明を実施するための核融合装置Ｍ₅は、ＳＵＳ３０４からなる円筒形の反応セル６０を有し、この反応セル６０の両端には絶縁性の端板６０ａ、６０ｂで閉塞され、前記端板６０ａの中心部には、例えば銅棒からなる陽極６１が支持され、前記反応セル６０の本体が陰極６２を形成し、両電極６１、６２間に直流電源６３が設けられ、前記反応セル本体の周囲には、面状ヒータ６４が形成されるとともに、反応セル６０を冷却するための水管７０が巻回されている。前記陽極６１の端板６０ａの内側には、絶縁体６５が設けられ、陰極６２に形成される導電性の膜が、陽極６１に接触しないようにしている。前記端板６０ａには、鉄酸化膜形成のために水蒸気を導入する水蒸気入口６６が、前記反対側端板６０ｂには、酸化膜形成時に発生する水素を排出する水素排出口６７および核反応時に必要な水素ガス又は重水素ガスを導入するためのガス導入口６８が設けられている。なお、水素排出口６７には、真空ポンプ７２が接続され、これにより反応セル内の圧力が調整される。

【0043】

前記反応セル本体内の底部には、細長い樋形の反応剤受け６９が載置され、この反応剤受け６９内にアルカリ金属水酸化物、例えばＮａＯＨ、ＫＯＨの反応剤Ｒ・Ａが収納されている。前記反応セル本体（陰極）６２は面状ヒータ６４により反応剤の融点以上、特に５００〜６００℃に加熱され、このとき、反応剤受け６９内の反応剤は溶融して溶融塩となり、この液面からは、無数のナノオーダーの微細粒子Ｐ（ナノ粒子）が飛散して、水蒸気と反応セル内壁の鉄成分と反応して導電性で、水素吸収性を有する高次の鉄酸化膜７１が形成され、この上に反応剤成分のナノ粒子が付着する。

【0044】

次に第２及び第４発明の作用について説明する。

【0045】

先ず、面状ヒータ６４を作動させるとともに、水蒸気を導入し、水素を発生しながら、陰極６２上に高次の鉄酸化膜（Ｎａ₃Ｆｅ₅Ｏ₉，Ｎａ₈Ｆｅ₂Ｏ₇等）を反応剤をＮａＯＨとした場合に、前述の（６）式乃至（８）式に基づいて生成し、この鉄酸化膜上の全面を反応剤のナノ粒子（ＮａＯＨ）が被うようにする。このとき、発生した水素ガスの一部は酸化膜及びナノ粒子に吸収される。この状態で、水蒸気の供給と面状ヒータ６４を停止し、水管７０を動作させて反応セル内を２０℃前後まで冷却し、真空ポンプ７２を動作させて反応セル内を真空とする。次いで、ガス導入口６８から水素ガスあるいは重水素ガスを導入して反応セル内の圧力を１０ｋｐａ程度とする。このガスの一部は高次酸化物及びナノ粒子に吸収される。その後、直流電源６３から３ＫＶの電圧を両電極６１、６２間に印加して放電せしめる。この放電により反応剤Ｒ・Ａは溶融してナノ粒子が飛散し、陰極６２の鉄酸化膜７１上のナノ粒子を補給でき、こうしてナノ粒子、重い電子および鉄酸化膜７１内に吸収されている水素、重水素の作用により核融合反応が起きる。

【0046】

なお、第１乃至第４発明においては、熱発生が確認されている。

【産業上の利用可能性】

【0047】

このような低温核融合は熱と中性子を発生するので代替エネルギー分野及び中性子発生装置としての核物質の検出器として利用できる。

【符号の説明】

【0048】

１…電解槽
３…電極
４…電極
３０…真空チャンバー
３１…陽極
３２…陰極
３５…銅棒
３６…パラジウム線
４０…真空チャンバー
４１…陽極
４２…陰極
４５…ナノ粒子
５０…反応セル
５１…面状ヒータ
６０…反応セル
６１…陽極
６２…陰極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】