JPH02306194A

JPH02306194A - 低温核融合装置、並びにそれを用いた熱輸送システム

Info

Publication number: JPH02306194A
Application number: JP1127305A
Authority: JP
Inventors: Akira Mikami; 三上　朗; Kazuhiko Kuroki; 黒木　和彦; Sanehiro Furukawa; 古川　修弘; Kenji Nasako; 名迫　賢二; Ikuro Yonezu; 育郎米津; Kazuo Moriwaki; 森脇　和郎
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1989-05-19
Filing date: 1989-05-19
Publication date: 1990-12-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は核融合装置、史に−１＜は室温レベルの低温に
おける核融合装置、暮びに該装置から発生した熱を輸送
する熱輸送システｌ、に関する。

（ロ）促末の技術矢田のサラサンプトン大学のマルチン・フライシュマン
教授、幕びに米国ユタ人学のスタンリー・ポンス教授が
相次いで′１イ温レベルの低温″Ｃ核融り反応が起こる
ことを艶出し　入センセー／１ンを゛巻き起こした。

その低温核融合システムの構成は第５図に示す如く、容
器（２（１）に市水１）、０（２１）を満たし、その市
水内にパラジウムからなる陰極（２２）と１−１金から
なるＦ！５極を（２：（）を対向配置すると共に、その
陰極（２２）と陽極（２３）間に数■から数１・■の電
界（２４）を印加するものである。この電界（２４）の
印加の結果、陰極（２２）側に小水素ガスが集まり、そ
の陰極（２２）のパラジウム中にこの小水素ガスが吸収
され、次の様なメカニズムで核融合反応が起こっている
ものと考えられている。

即ち、小水素と小水素とが融合すると、（１）トリチウ
ムと水素の壕ｌ核であるＦ！ｒとが発生すると同時に、
膨大な熱を放出する、（２）ヘリウム原ｆ核と中性ｆ・とができ、その中性ｆ
が膨大なエネルギーを伴う、゛通りの反；わが起こる。

（”）Ｎ明が解決しようとする課題９ヒころがフライシュマン教授やポ／ス教ｔズが提ｊし
ている構１友て−はＦ二゛極が一１水中に浸漬されてい
るのでその陰極内で行われる核融合の結果発生する膨大
な熱の取り出しがスムーズに行われず、熱効率の点で問
題があった。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は、重水を満たす液槽を水素を畷蔵し錦い金属材
料からなる陰極にて構成している。

（ホ）作用本発明によれば、液槽の外側から直接熱をホリ出すこと
ができる。

（へ）実施例第１図に本発明装置の原理構成図を示す。（１）は水素
を吸蔵し鴎い金属材料から戊る液槽で、陰極を構成して
いる。（２）は該液ＷＩ（１）に満たされた市水り、０
で、Ｆｃ５Ｏ，、ＮｉＣｌ＊などの電解質が添加されて
おり、史にこの重水（２）はにＩＩ　Ｎ　Ｏ、が加えら
れてｐ　Ｉ＋≦；（に調整されている。（：４）は１−
記陰極（１）とは電−（的に絶縁された状態で重水（２
）内に浸漬され゛た陽極で、酸素を発生し易い金属材料
、例えばｒＩ金やチタニウムから構成されている。尚、
上記陰極（１）としては、　　１．；＋Ｎｉｉなどで代
表されるＡ　Ｂ　、系水素吸蔵合金から構成されている
。そして陽極（３）と陰極（＋）との間に３〜２５Ｖの
直流ｔｋ界（４）を印加している。

このように陽極（：４）と陰極（１）問に直流電界（４
）を印加することによ−）て陰極（１）内で核融合反応
が起こり、その核融合反応に伴って多量の熱が発生する
ことはマルチン教授やポンス教授の実駿で明らかにされ
たことであるが、本・発明においては市ノド（２）を満
たした液槽そのものが陰極（＋）を構成しているので、
陰極（＋）の外側から該陰極（＋）内での核融合反応に
基すいて発生する熱を直接ホリ出すことができる。

また本発明゛においては核融合反応が行われる陰極（１
）に水素吸蔵合金を用いることを特徴としている。この
水素に蔵合金はその呼び名の通り、自分の体積の１．０
００ｆΔ以１．の水素を吸収する待Ｈを持−λて持って
おり、またその水素の吸収、放出の際に吸熱１発熱現象
をけうことが知られている。このノド素哄蔵合金として
は、Ａ　Ｈ、ヤ六ツノ品閘造を４１する材料が用いられ
る。ここで１Ａヨは希］−類、ａ＋〕類の混合物である
Ｍｍ（ミンシュメタル）、Ｃａの少なくとも一種から選
ばれ、よた「Ｂ１は第一遷移金属元素である　Ｖ、Ｃｒ
、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｍ、　Ｚｎ、及びＡＩ、
Ｓｎ、Ｓｂの少なくとも　一種から選ばれる。

・方、これらの水ＪＩ：吸蔵合金の水Ｊ：ＩＩ＆収畷は
一較にパラジウムに比べて高く、パラジウムが原ｐ比で
０．７　（１）／ｆ）ｄ）であるのに対し、１．ａＮｉ
ｓのそれは１　、０　（１）／　［、ａＮ　ｉ、）であ
る。従ッて陽極内での重水素濃度が一″７ｉ　＜なり、
核融合反応率が向１．する。

また重水（２）に添加する電解質に１）　、　Ｓなどの
重水素化合物を混合すると陰極（１）内表面に吸着する
重水素の晴が増加し、低い電Ｉ〔で多ＩＩｔ（７）ｌｊ
重水素陰ｔ４＋（＋）内に吸収させることができ、陰極
（１）中の小水素２０度が−“；；まり、その結果、詠
陰極（１）内で行われる核融合反応率をρ；めることか
できる。

方、核−合反応十を一゛ｒ：めるには、重水（２）中の
溶（ｆＩＴＩ＊素のＩＪを増やせば良い。そのために第
２図に、１ζす始く、電解質が添加されたＩｒＩ水１）
、０（２）が満たされた陰極（１）内側を密封系とし、
その気相部分（５）を重水素で置換して満たす方法が考
えられる。またその小水素を加圧系とすれば、陰極（１
）表面に吸着される重水素の頃が増加し、更に核融合の
反応率が向１−するであろう。

また陽極（：３）と陰極（１）との間に電界（４）を印
加することによって陰極（＋）側では核融合反応が起こ
ることは先にも述べたが、陽極（３）側では重水（２）
中の酸素が分離され、極めて活性な酸素ガスが発ノ１す
る。この酸素ガスは陰極０）を構成している１、ａＮｉ
ａなどの水、Ｉｌ＆蔵合金合金化するように働き、結末
的にその陰極（＋）での核融合反応率を低トさせる方向
に作用する。この不都合を排除するために本発明では密
封容器（＋）の気相部分に酸素と反応し功い極めて活性
な！、ｉ、　Ｎａ、　Ｋなどの金ｋＡ　＜　６＞を７１
人している。その結果、陽極（：４）で１ノ１した酸素
ガスは陰極（１）を構成している水素吸蔵合金とＩにも
する１１−にこのＪ＋’ｌ性な金ｋ１Ｂ６）と反−１し
てしまい、酸素がＦ／ｐ極（＋）・＼及ぼす悪影響が排
除される。

■−記したように陰極（１）で核融合反応が起こると陰
極（１）が発熱するが、この陰極（１）には重水（２）
が満たされているので、該陰極（＋）は１水の沸点であ
る１００℃以１−にはならず熱源としては低級な６ので
ある。そこで本発明においては第２図に示したと同じよ
うに系を密封状態とし、その密封系内の圧力を５〜ｌＯ
気圧に設定する。その結果、市水の沸点が１：　’ｐｌ
−１，＋ｏｏ’Ｃ以１−の熱を取り出すことができる。

１体的には系内圧力を５２ＬＩＥ：とじた場合、重水（
２）の沸点は約１５０℃となり、またｌ０ｓＬＩＩ−と
した場合、その沸点は１８０℃程度となり、利用範囲の
広い熱源とすることができる。

次に核融合反応で発生した熱を取り出す際の構造につい
て考えてみる。最も−ＩＬＨな構成は、第３図に小すよ
うに核融合反応が起こる陰極Ｏ）に熱交換器（７）を熱
的に関連付ける方法である。１１体的には水素吸蔵合金
の液槽からなる陰極（＋）の外側にチューブ状、成るい
はプレート状の熱交換器（７）を張り付けた構成がづ゛
えられる。

第４図は本発明に係る核融合反応によって生じた熱を遠
隔地に輸送する熱輸送システムの構成が示されている。

この図において、（１０）はＬ記した低温核融合装置、
（１１）は圧力が異なる２Ｈ類の水素吸蔵合’ｋ（Ｍｎ
）［１２）をパイプ（１２）を介して連結した水Ｊ：Ｑ
蔵合金合金ペアー構成された熱輸送部で、この熱輸送部
（Ｉ＋）の熱源として低温核融合装置（１０）が用いら
れる。より詳細に説明すると、熱源である核融合装置（
１０）の陰極（＋）に熱的に結合された熱交換器（７）
から車り出された熱は吸熱（至）水素吸蔵合金（Ｍｌｌ
ｌ）に導がれ、該合金（組１１）はその熱を吸収して水
素を発生する。そしてこの水素はパイプ（１２）を介し
て発熱側水素吸蔵合金（６１１１２＞に伝わる。該発熱
側水素吸蔵合金（Ｍ１１２）は水素を吸収して熱を発し
、該合金（Ｍｌ１２）に熱的に連なった熱１１荷（１３
）に輸送されて消費される。このようにして核融合装７
（Ｈｌ）で発生した熱は熱輸送部（目）にて該装置から
離れた個所に輸送されるが、このｌト素を介しての熱輸
送は僅かなロスで数に−もの距辱に渡−２てｊＩうこと
ができる。

尚、この熱輸送システムを構成して（・る吸熱側水素吸
蔵合金（Ｍ旧）は、低圧力（９０℃でｇａＬ−程度）の
ＭｓＮｉｓ系水′ｒ：吸蔵合金からなり、また発熱側水
ｘ吸蔵合金（Ｍ１１２）は、高圧力（９０℃で７ａＬｓ
Ｐ＋１度）のＭ＋ａＮｉａ系水素吸蔵介金から構成され
ている。

また、説明の筒ｌｉｔのためにこの第４図には水素帰還
のルートについては示されていないが、現実には発熱側
水素吸蔵合金（ＩＪＩＩ２）から暖熱側水素吸蔵合金（
Ｍｉｌｌ）への水素帰還のために、発熱側水素吸蔵合金
（Ｍｌ１２）に低質熱課が、また吸熱側水Ｊ：吸蔵合金
（Ｍｌｌｌ）に冷却１段が設けられている。

肖、この第４図に示した熱輸送システムにおいて、核融
合装置（ｌＯ）の陰極（１）を水素吸蔵合金にて構成さ
せた場合、その陰極（＋）を熱輸送ｍ（ＩＩ）の吸熱側
水素吸蔵合’＆（ＩＪＩＩ＋）と兼用することもできる
。但し、その場合、熱輸送のための水素が陰Ｔｈ（１）
の内部深くまで入り込んで核融合のための小水素の濃度
をドげてしまう恐れがあり、それを防＋１するために陰
極（言）内に水素、喜びに小水素の移÷ｈをＵｊ　ｄす
る隔にｔを設けるのが望ましい。

このように本発明熱輸送システムによれば、核融合反応
によって発生した熱を数Ｋｍも離れた個所に殆ど熱損失
なく輸送でき、熱発生個所と、熱利用個所とを隔離する
ことができる。

（ト）発明力効果本発明低温核融合装：べは以１−の説明から明らかなよ
うに、重水を満たす液槽を水素を吸蔵し易い金属材料か
ら構成すると同時にその液槽を陰極としているので、核
融合が行われる陰極の外側からｕ’＋接熱の取り出しが
Ｉｌｌ能となり、高効率の熱利用を図ることができる。

また液槽となる陰極を水素吸蔵合金にて構成しているの
で、核融合反応が効）侶良＜ｌｊｈれ、多量の熱を１ミ
体とするエネルギーを発生せしめることができる。また
本発明においては、核融合反応で生じた熱を水Ｊ：吸蔵
合金を用いた熱輸送システｌ、にて遠隔地に輸送してい
るので、熱発生源と熱＋１１用個所とを隔離することが
できる。

目、１４面の丙申ｆ、説明第１図は本錯明装：ｌ−′の構成を小したｌ１ｌ−図、
第２図は本発明装置の他の実施例の構成を示した概念図
、第３図は本発明システムから熱をホリ出す熱交換器の
構成を示した斜視図、第４図は本発明に係る熱輸送シス
テムの構成を示した概念図、第５図は既提案装置のＩｌ
ｌ戊を示した概念図である。

（１）・・・・陰極、　（２）・・・・重水、　（３）
・・・・陽極、（４）・・・・電昇、　（６）・・・・
酸素反応金属、（Ｉｌｌ）（２４）・・・核融合装置、
　（１１）・・・熱輸送部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）水素を吸蔵し易い金属材料からなる陰極を構成す
る液槽と、該液槽に満たされた電解質を混合した重水（
Ｄ＿２Ｏ）と、該重水中に上記液槽とは電気的に絶縁さ
れた状態で浸漬された陽極と、からなり、上記両電極間
に電界を印加することによって陰極内で重水素の核融合
反応を行わしめることを特徴とした低温核融合装置。
（２）上記液槽は水素吸蔵合金であることを特徴とした
請求項第１項記載の低温核融合装置。
（３）上記水素吸蔵合金として、ＡＢ＿５型六方晶構造
（但し、Ａは希土類、希土類の混合物であるＭｍ、Ｃａ
の少なくとも一種から選ばれ、Ｂは第一遷移金属元素で
あるＶ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｍ、Ｚｎ、
及びＡｌ、Ｓｎ、Ｓｂの少なくとも一種から選ばれる）
が用いられることを特徴とした請求項第２項記載の低温
核融合装置。
（４）上記電解質に重水素化合物をを添加したことを特
徴とする請求項第１項乃至第３項、何れか記載の低温核
融合装置。
（５）上記重水素化合物はＤ＿２Ｓであることを特徴と
した請求項第４項記載の低温核融合装置。
（６）上記重水（Ｄ＿２Ｏ）を収容した陰極内を密封系
とし、その密封系を重水素で満たしたことを特徴とする
請求項第１項乃至第５項、何れか記載の低温核融合装置
。
（７）上記重水素で満たされた密封系内に、酸素と反応
し易い金属を封入したことを特徴とする請求項第６項記
載の低温核融合装置。
（８）上記請求項第１項乃至第７項、何れか記載の核融
合装置は高圧容器内に置かれ、核融合反応はその高圧下
において為されることを特徴とした低温核融合装置。
（９）請求項第１項乃至第８項、何れか記載の核融合装
置において、上記水素を吸蔵し易い金属材料からなる液
槽の外側から核融合反応によって生じた熱を取り出すこ
とを特徴とした低温核融合装置。
（１０）上記液槽の外側に熱交換器を熱的に関連付けた
ことを特徴とする請求項第９項記載の低温核融合装置。
（１１）請求項第９項、または第１０項記載の核融合装
置の液槽の外側から取り出した熱を、水素吸蔵合金の水
素ガス吸収、放出現象を利用し、その吸収、放出される
水素ガスを熱伝達媒体とした熱輸送メカニズムを用いて
遠隔地へ輸送することを特徴とした熱輸送システム。