JPH03215785A - Thermal energy output device using nuclear fusion method - Google Patents

Thermal energy output device using nuclear fusion method

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JPH03215785A
JPH03215785A JP2011015A JP1101590A JPH03215785A JP H03215785 A JPH03215785 A JP H03215785A JP 2011015 A JP2011015 A JP 2011015A JP 1101590 A JP1101590 A JP 1101590A JP H03215785 A JPH03215785 A JP H03215785A
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JP
Japan
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discharge
electrode
hydrogen storage
discharge electrode
heat
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JP2011015A
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Japanese (ja)
Inventor
Nagao Hosono
細野 長穂
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[産業上の利用分野] 本発明は、熱エネルギーを高効率で得゜られる核融合法
による熱エネルギー出力装置に関するものである。 [従来の技術] 従来、この種の核融合法による熱エネルギー出力装置の
エネルギー発生方法は J. Electroanal
Chem., 261(1989) pp301〜30
8  (Martin Fletscha+ann &
 Stanley Pons共著)に記載されてあるよ
うに、またCdew VanSiclen & S E
 Jonesの理論[J. Phys. G : Nu
cl.Phys. 12 (19861 pp213 
〜22l]に基ずいたS EJones氏の最近の実験
の様に、重水電解液中のPdまたはTiからなる陰電極
とptからなる陽電極との間に電界をかけることにより
発生する重水素が前記陰電極に吸蔵されるとき発生する
熱エネルギーが重畳された核融合に伴う熱エネルギーの
発生方法等があった(以後「電解核融合法」と称す). また、最近、重水素ガスを充分に吸蔵させた水素貯蔵金
属(バラジュウム金属)を放電電極として重水素ガス中
で放電をおこさせ、該放電電極内で核融合を発生させる
方法がNobuhiko Wada and Kuni
hide Nishizawaによって1989年1)
月29日に発表された(Japanese Journ
al of Applfed Physics, Vo
l. 28. No. 1). November, 
1989pp. L2017〜L2020 )  (以
後「放電電極核融合法」と称す). [発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記の2つの核融合法を比較すると、電
解核融合法より放電電極核融合法の方が水八 素貯蔵金属電極近傍の電界強度を著しく高めることが出
来るために、電界による重水素イオンの運動エネルギー
を高めることが出来る.このことは、前記水素貯蔵金属
電極に重水素を吸蔵させることにとっても、前記水素貯
蔵金属電極内で核融合を発生させることにとっても、は
るかに本質的に有利である. しかしながら、従来のこの放電電極核融合法では、核融
合により発生した中性子は前記水素貯蔵金属電極外に出
でやすく、前記水素貯蔵金属電極が置かれている媒体が
重水(液体)でな《重水素ガス(ガス状)であるために
、熱エネルギーの生成に前記発生した中性子を利用する
利用効率が著しく低く、該放電電極核融合法による熱エ
ネルギーの取出しの効率向上には改善される余地がまだ
多《残されている. 例えば、放電電極核融合法を具現化する従来の装置の例
としては第5図に示される装置がある。 同図において20はガラス製のフラスコ、2lと22は
パラジュウム(Pd)電極である.フラスコ20の中に
重水素ガ,スを充填し、この電極2l、22間に交流電
圧を印加して放電を生起させることで核融合を発生させ
るものである。しかしながら、第5図に示される従来の
装置では、核融合により発生した中性子を熱に変換させ
ることも・電気的なリークをさせないで電極21と22
の発する熱を取出すこともできなかった。 本発明は、上記従来技術の問題点を解決するために成さ
れたもので、その主たる目的とするところは、熱エネル
ギーの取出しの効率が飛躍的に向上される核融合法によ
る熱エネルギー出力装置を提供することにある. 更には、この取出した熱エネルギーを電気エネルギーの
生成に有効に利用できる装置への応用が出来る核融合法
による熱エネルギー出力装置を提供することにある. [課題を解決する為の手段] 本発明の目的を達成する核融合熱取出し装置は、重水素
ガスを収容する収容体と、 該収容体内に配設され少なくとも一方が水素貯蔵金属か
らなる一対ゝ)の放電電極と、 その間に前記重水素ガスが存在している状態で該一対の
放電電極間に電圧を印加して放電を生じせる為の電圧印
加手段と、 前記水素貯蔵金属からなる放電電極で発熱した熱を冷媒
に熱伝達する為の熱伝達体と、 前記水素貯蔵金属からなる放電電極で発生した核融合に
よる中性子の運動エネルギーを熱に変換するための運動
エネルギー熱変換体と、 を有することを特徴とする.
[Industrial Application Field] The present invention relates to a thermal energy output device using a nuclear fusion method that can obtain thermal energy with high efficiency. [Prior Art] Conventionally, an energy generation method for a thermal energy output device using this type of nuclear fusion method is described in J. Electroanal
Chem. , 261 (1989) pp301-30
8 (Martin Fletscha+ann &
Stanley Pons) and Cdew VanSicklen & S.E.
Jones' theory [J. Phys. G: Nu
cl. Phys. 12 (19861 pp213
As in a recent experiment by S. E. Jones based on [~22l], deuterium generated by applying an electric field between a negative electrode made of Pd or Ti and a positive electrode made of PT in a heavy water electrolyte was There was a method of generating thermal energy associated with nuclear fusion, in which the thermal energy generated when absorbed by the cathode was superimposed (hereinafter referred to as ``electrolytic fusion method''). Recently, Nobuhiko Wada and Kuni have proposed a method in which a hydrogen storage metal (baladium metal) that has sufficiently absorbed deuterium gas is used as a discharge electrode to cause a discharge in deuterium gas, and nuclear fusion is generated within the discharge electrode.
hide Nishizawa 19891)
It was announced on the 29th of May (Japanese Jour
al of Applied Physics, Vo
l. 28. No. 1). November,
1989pp. L2017-L2020) (hereinafter referred to as "discharge electrode fusion method"). [Problems to be Solved by the Invention] However, when comparing the above two fusion methods, it is found that the discharge electrode fusion method is able to significantly increase the electric field strength near the hydrogen and octogen storage metal electrode than the electrolytic fusion method. Because of this, the kinetic energy of deuterium ions due to the electric field can be increased. This is much more essentially advantageous both for storing deuterium in the hydrogen storage metal electrode and for generating nuclear fusion within the hydrogen storage metal electrode. However, in the conventional discharge electrode fusion method, neutrons generated by nuclear fusion tend to escape outside the hydrogen storage metal electrode, and if the medium in which the hydrogen storage metal electrode is placed is not heavy water (liquid), Since it is hydrogen gas (gaseous), the utilization efficiency of using the generated neutrons to generate thermal energy is extremely low, and there is room for improvement in improving the efficiency of extracting thermal energy by the discharge electrode fusion method. There are still many left. For example, an example of a conventional device that embodies the discharge electrode fusion method is the device shown in FIG. In the figure, 20 is a glass flask, and 2l and 22 are palladium (Pd) electrodes. The flask 20 is filled with deuterium gas, and an alternating current voltage is applied between the electrodes 2l and 22 to generate a discharge, thereby generating nuclear fusion. However, in the conventional device shown in FIG.
It was not possible to extract the heat generated by the The present invention has been made to solve the problems of the prior art described above, and its main purpose is to provide a thermal energy output device using a nuclear fusion method that dramatically improves the efficiency of extracting thermal energy. The goal is to provide the following. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a thermal energy output device using the nuclear fusion method, which can be applied to a device that can effectively utilize the extracted thermal energy to generate electrical energy. [Means for Solving the Problems] A fusion heat extraction device that achieves the object of the present invention includes a container for containing deuterium gas, and a pair of containers, at least one of which is made of a hydrogen storage metal, and which is disposed within the container. ), a voltage applying means for applying a voltage between the pair of discharge electrodes to generate a discharge while the deuterium gas is present between them, and a discharge electrode made of the hydrogen storage metal. a heat transfer body for transferring the heat generated by the hydrogen storage metal to the refrigerant; and a kinetic energy heat conversion body for converting the kinetic energy of neutrons generated by nuclear fusion at the discharge electrode made of the hydrogen storage metal into heat. It is characterized by having

【作用】[Effect]

本発明は、重水素ガスが収容されている収容体内に配設
された少なくとも一方が水素貯蔵金属からなる一対の放
電電極間に電圧を印加して放電を生じせしめて前記水素
貯蔵金属からなる放電電極中に重水素を吸蔵させること
で常温核融合を生起させて熱エネエルギーを生成し、該
熱エネエルギーを熱伝達体により冷媒に熱伝達すると共
に、前記水素貯蔵金属からなる放電電極で発生した核融
合による中性子の運動エネルギーを運動エネルギー熱変
換体により熱に変換することで高効率で熱エネエルギー
を得るものである. 更に、本発明に於いては、前記水素貯蔵金属からなる放
電電極近傍により強い電界を形成することで前記水素貯
蔵金属からなる放電電極中に重水素をより効率良《吸蔵
させて常温核融合の反応を一層高め得るものである. 〔具体的な説明】 本発明に於いて,放電電極の少なくとも一方を構成する
水素貯蔵金属は単一金属でも合金でも良い。例えば、C
a.Mg等の単一金属またはこれらの一つを組成成分と
する合金が使用できる.又、Ti,Zr,V,Pd.N
bおよびLa等の単一金属またはこれらの一つを組成成
分とする合金が使用でき、例えば、T i − M n
系、Ti−Fe系等の合金,La−Ni系,Mm−Ni
系L(Mm:メッシュメタル)等を含む希土類グループ
の合金、Pdグループの合金等が有用に使用出来る. 水素貯蔵金属(合金を含む)の水素吸蔵置はその金属(
合金を含む)の種類によっても異なるが、その体積の7
00−1000倍の水素が吸蔵される. これは、水素ガスを液化した場合の体積減少率に略相当
する.具体的には、水素貯蔵金属の例としてはCaMm
N i A 1合金等がある.水素(以後の説明に於で
、特別に断ることな《「水素」なる語を使用するときは
重水素、三重水素を含むものとする》と水素貯蔵金属と
の活性化機構は種々研究されているが、まだ充分に解明
されていない. 水素は金属または合金と主に次のような素反応過程を経
て水素化物を形成すると言われている.■水素分子の合
金表面への物理吸着、 ■水素分子の解離と原子状水素の化学吸着、■水素の表
面皮膜透過、 ■水素の金属・合金中への拡散・溶解、■飽和水素個溶
体からの水素化物の析出,等である. 又、水素は金属または合金に対して高い反応性を示すこ
とから,水素)貯蔵金属表面には何らかの触ノ 媒作用が存在する可能性も期待できる。 ところで一般に水素貯蔵金属(合金を含む)は水素吸蔵
に伴い体積膨張を生じ、その歪から粉末化を生じやすい
.これによる水素貯蔵金属で構成された電極の粉末化を
防ぐためには、水素貯蔵金属粉末をCu等の無機物やシ
リコンゴム等の有様物で結着した成形固化物で電極を構
成することが有効である。 また水素原子(重水素原子、三重水素原子)を電極深部
まで効率良く侵入させる目的で、水素貯蔵金属体の表面
に水素貯蔵金属の超微粒子構造を有する薄層を例えばC
VD法により設けて目的の電極を作るかまたは水素貯蔵
金属の超微粒子構造体そのもので目的の電極を作ること
は本発明に於で有効なことである. 本発明に於いて、重水素ガスを収容する収容体に配設さ
れる一対の電極間に装填される重水素ガスは一般に良い
電気絶縁物として知られている.また、重水素ガスの場
合、圧力を高めれば高める程それだけガス密度は高くな
るが、常温では幾等この気体の圧力を高めても液化され
ない.因に、重水素の液化の限界となる臨界圧と臨界温
度とはそれぞれ約12.8気圧と約−240度である.
尚、本発明に於いては、重水素ガス中にトリチュウム(
+ H” )が少し含有することはさしつかえない. 本発明に於いて、水素貯蔵金属から構成された放電電極
近傍に強い電界を形成するには、水素貯蔵金属から構成
された放電電極を次のように構成するのが好ましい. 即ち、本発明に於いて使用される水素貯蔵金属から構成
された電極は、例えば、同心円配設の筒電極構造体の芯
電極、または、同心配設の球電極構造体の中心球電極、
或は,針状電極と平板電極との電極構造体の針状電極,
針状電極と針状電極との電極構造体のどちらかの針状電
極、半同心円配設の筒電極構造体の芯電極の中の何れか
とされるのが好ましい. 本発明に於いて使用される水素貯蔵金属から構成された
電極は、4;ゝ1の形状を上記の様な形状に選択?れる
ことに依ってその近傍での電界を容易に強めることがで
きる。 又、重水素ガスは、液体である重水よりは電気絶縁体と
して優れているので、電気絶縁性破壊強度は重水よりも
充分である. 本発明に於いては、重水素ガス雰囲気に放電を生起させ
ることにより発生する重水素の陽イオン(.H” )”
は形成される電界に置かれることにより、陰電極とされ
た水素貯蔵金属からなる電極に引き寄せられて該水素貯
蔵金属からなる電極中に吸蔵される。その際に,電極間
に瞬時的に高電圧を印加して(衝撃的高電圧の印加)、
電極間にブレーク・ダウンを起こさせることは、より高
い確率で核融合を生じせしめ、又核融合の反応をより高
める上で極めて有効である。この方法の有効性の理論的
根拠は、今のところ明確にされてはな《推定の域を出な
いが、このブレーク・ダウン放電により、水素貯蔵金属
からなる電極が、瞬間、局部的に高温になるばかりでな
《、該電極を構成′・X1 する水素貯蔵金属■に、衝撃波を、好ましくは高エネル
ギーの衝撃波を付与せしめて、内部の構成原子(水素貯
蔵金属の構成原子ばかりではな《、水素貯蔵金属内部に
吸蔵されている重水素原子も該当しているものと思われ
る》を瞬時に激し《振動せしめることによって核融合反
応を促進して・いるものと思われる.又は、水素貯蔵金
属の電極に、衝撃波を付与せしめることにより、陰電極
とされる水素貯蔵金属中に、格子の空孔や、侵入原子等
に起因する格子欠陥を発生させやすくし、これにより重
水素原子間距離を著しく近くすることができ、その結果
重水素原子同士の遭遇確率が高まり核融合の生起する確
率が高まる又は/及び核融合の反応性が高まる. 本発明に於いては、水素貯蔵金属で構成される電極に付
与される衝撃波としては、好適な例の1つとして示した
衝撃電圧の他、衝撃電流、超音波や極超音波の波長領域
の衝撃音波等が挙げられる.これらの衝撃波は、エネル
ギーの高い方が好ましい。 付与される衝撃波の波形は、矩形状、曲線状、バルス状
等何れの形状でも良い.又、付与される衝撃波は、衝撃
波の種類に依っては、一度限りではなく、適当な時間的
間隙を置いて複数回水素貯蔵金属で構成される電極に付
与しても良い●極性依存性がある衝撃波の場合には、正
極性と負極性の両者の成分を有していても良く、いずれ
か一方の極性の成分みのであっても良い・又・その場合
、直流でも,交流に代表される交番であっても良い。 本発明に於いて有効に用いられる衝撃波の好適な具体的
例としては、例えば100ナノ秒〜600マイクロ秒程
度のパルス幅を有する衝撃的電圧波形等が挙げられる。 例えば、実施例的には、一例として、直径が0.5イン
チの一対の球電極を対向させた電極構造体の電極間隙に
直流電圧を印加したときの絶縁破壊電圧(ボルト)を、
圧力(torr)と電極間隙長(cm)との積に対して
の実測値の一例が第4図に示される。 本発明に於いて使用される冷媒及び中性子運動エネルギ
ー熱変換鴫段にはその構造原子として水素原子を含んだ
液体が好適に用いられ、特に好ましくは電気絶縁性液体
が用いられる. 本発明に於いて水素貯蔵金属で構成される放電電極に重
水素を吸蔵させるためにグロー放電、コロナ放電、アー
ク放電等の放電を起こさせる際、また水素貯蔵金属で構
成される放電電極内で生ずる核融合の反応を促進させる
ために放電電極間で火花放電等のブレーク・ダウン放電
を起こさせる際に、放電電極間に印加する電圧としては
,水素貯蔵金属で構成される放電電極側が少なくともあ
る時間の間陰極側になる様な極性の相を有する電圧であ
ればよい.このためには直流電圧以外に極性が交互に変
化する交番電圧やパルス電圧であっても良い。更に、5
0Hz〜60Hzの商用周波数の電圧だけでなく、数M
Hz〜数百Hzの高周波電圧であっても良い. 本発明に於いて使用される重・水素ガスを収納する収納
体は、具体的には、例えば、ステンレス・スチールから
構成された容器で良く、本装置に於゛\ ける高電圧部とは電気的に絶縁された状態に配設い  
.J される。 本発明に於いて使用される、前記水素貯蔵金属からなる
放電電極で発熱した熱を冷媒に熱伝達する為の熱伝達体
としては、水素吸蔵金属からなる放電電極の一端ないし
はこの放電電極に接続された良好な熱伝導体の一端(熱
伝達手段)を冷却剤液で覆って、放電電極で発熱した熱
を冷却剤に熱伝達するようにしたもので良い.この際に
冷却剤に接する放電電極の一端ないしはこの放電電極に
接続された良好な熱伝導体の一端(熱伝達手段)の表面
積を増して熱伝導を良くするために,これらの一端なラ
セン状等にしたりフィン等を設けるなどして、冷却剤に
接する表面積を増加させても良い。 また前記収納手段の外側に、放電電極手段で発生した核
融合による中性子の運動エネルギーを熱に変換するため
の、中性子運動エネルギー熱変換手段は、収納手段の外
側に、中性子が減速されやすい水素原子を多く含み、密
度も適当に高《、対流による冷却効果も期待できる水や
炭化水素液体やシリコンオイル等の液体(中性子減速液
)を設ければ良い. 放電電極で発熱した熱を冷却するための冷媒と、中性子
を減速させて中性子の運動エネルギーを熱に変換するた
めの、中性子運動エネルギー熱変換体である中性子減速
液とが電気的に連続した同一のl夜体を使用するときに
は、その液体の横造原子として水素原子を含んだ電気絶
縁性液体であることが好ましい。 [実施例1) 第1図においてlは核融合発生容器(収納手段)、2は
円筒状放電電極,3はこの円筒状放電電極2の中心に配
置された芯状の電界が集中する水素吸蔵金属からなる放
電電極,4は円筒状放電電極2の両側を封じるように配
置された電気絶縁性蓋,5は少なくとも水素吸蔵金属か
らなる放電電極3に円筒状放電電極2に対して負極性電
圧相が印加されるように、円筒状放電電極2とこれに対
し芯状の水素吸蔵金属からなる放電電極3とに放電電圧
を印加,ii,1るための電源、6は核融合発生容器1
内の空気を初に除去するための真空ボンブ、7は空気を
抜き除去した後の核融合発生容器l内を重水素ガスで充
満させる(10−”Torr〜数気圧:本実施例以下で
は大気圧程度として行った)ための重水素ガス・ボンベ
、8,9.10は開閉可能は弁、1)は水素吸蔵金属か
らなる放電電極3内で発熱した熱を冷却剤(冷媒)に放
熱(熱伝達)させるための、少なくとも放電電極3の一
端ないしはこの放電電極に接続された良好な熱伝導体の
一端の冷却剤に接する表面積を増して放熱をよ《するた
めのラセン状熱伝達部(熱伝達手段),12はガンマー
線等の電m彼を吸収させかつ冷却削と中性子減速液とを
収容するための鉄以上の高い原子番号の原子を含む遮蔽
容器、l3はその遮蔽容器12内で核融合発生容器外の
発熱により温度上昇した水素吸蔵金属からなる放電電極
3の熱伝達部(熱伝達手段)1)を冷却するための冷却
剤と核融合発生容器lの外に出た中性子の運動エネルギ
ーを熱に変換するための,中性子運動エネルギ下熱変換
手段《中性子減速液》とを合わせ持った液、l4は熱交
換機で、l5は運ばれてきた水と、それが熱交換機l4
で本来蒸気になった.その蒸気とを運ぶ水・蒸気バイブ
、16はタービン、l7はタービンに直結された発電機
.1Bはタービンを回すのに使われた上記を冷やして水
に戻すための復水機である.第1図においてタービン1
6、発電機17、復水磯18を破線で示したのは この部分は従来技術で当然できることは言うまでもない
システムの部分であることを示し、実際にはこの部分を
除いて確認したことを意味していろ。 水素吸蔵金属からなる放電電極3には電源5によって,
円筒状放電電極2に対して負極性電圧相が印加され、そ
の周辺の電界が集中しているために放電電極3の周辺の
電界強度は少なくとも電離放電(グロー放電・コロナ放
電を意味する)開始電界強度以上になっている。このた
めに電離放電開始電界強度以上の水素吸蔵金属からなる
放電電極3の近傍内の重、水素は陽イオンになって電界
によって水素吸蔵金属で構成された放電電極3に弓張ら
れ、集められる。集められた陽イオンは放電電極3によ
って中性原子となり水素吸蔵金属で構成された放電電極
3に吸蔵される。放電電極3の表面積当たりの放電電流
を増加させれば、それだけ単位時間当たりに対して効率
よく重水素が放電電極3の水素吸蔵金属に吸蔵される。 充分に重水累が放電電極3の水素吸蔵金属に吸蔵される
と、核融合を起こすことができる。また充分に重水素が
放電電極3の水素吸蔵金属に吸蔵されると、核融合をそ
れほど高い確率ではないが起こすことができる。また充
分に重水素が放電電極3の水素吸蔵金属に吸蔵された後
、またはその途中で、放電電極2と3の間に跨がって放
電路が形成されて火花放電やアーク放電に至るほど充分
に高い電圧を単発好まし《は間欠的に連続させてこの放
電電極2と3との間に印加することによって、いままで
以上に高い確率で水素吸蔵金属からなる放電電極3の内
部に核融合を起こさせることができる.こ形成される放
電により水素吸蔵金属の電極が局部的に瞬間高温になる
ばかりでな《、重水素が充分にこの水素吸蔵金属電極に
衝撃波を生じせしめて内部の原子(水素吸蔵金属ばかり
でな《、重水素原子》も激し《瞬時に振動せしめること
によって核融合を生じやす《していると思われる。また
両電極間に瞬時の高電界電圧を印加して放電を起こさせ
ブレーク・ダウンを生じせしめることにより、水素吸蔵
金属に格子欠陥を起こさせ、これにより水素吸蔵金属内
の重水素原子間距離は著しく近くなる遭遇確率を高める
ことによっても核融合を高い確率で多く発生させること
に有効に働いている。 第2図に電源5によって放電電極2と3に印加した電圧
波形を示す.図に示す電圧波形の電圧を、円筒状放電電
極2に対して水素吸蔵電極からなる放電電極3が負極性
になるように電圧な印加した。放電電極2と3の間に跨
がって放電路が形成されるように、印加した電圧波形は
フラッシュオーバーにいたらない程度の、放電電極3の
近傍の高電界領域のみが局部放電を生ずるような直流電
圧に放電電極2と3の間に跨がって放電路が形成される
程尖端電圧が充分に高い鋸歯状の電圧波形を重畳した電
圧波形を印加した。 使用した円筒状放電電極2はその内半径が25cmの真
鍮からなる電極である。また水素吸蔵金属からなる放電
電極3はその外半径が1mmの線状のパラジュウム(P
d)からなる電極である。第2図に示した使用した電圧
波形は直流分が10KVで、これに重畳された鋸歯状の
尖端電圧値が55KVの電圧波形であった.また発熱に
より?温度上昇した水素吸蔵金属からなる放電電極3の
核融合容器外の熱伝達部1lを冷却するための冷却剤と
核融合発生容器lの外に出た中性子の運動エネルギーを
熱に変換するための、中性子運動エネルギー熱変換手段
(中性子減速液)とを合わせ持った液としてここでは電
気抵抗率が10オームcm以上( 3 0 V / m
 m以上の電界強度を1分間以上印加した後の電気抵抗
率)のノルマルヘキサン液を用いた。この結果として,
円筒状放電電極2と水素吸蔵金属かならなる放電電極3
の核融合発生容器外の熱伝達部1)との間で、実用状問
題となる程の電気的リークもなくこの電極23間に放電
に充分な電圧を印加することができた。このことにより
核融合も確実に発生させることができた。また熱伝達部
1)を冷却するための冷却効果も、核融合発生容器1の
外に出た中性子の運動エネルギーを熱に変換するための
、中性子運動エネルギー熱変換手段(中性子減速液)の
中性子運動エネルギー減速効果も充分にその効果が確認
された. ノルマル・ヘキサン液のかわりに、電気抵抗が10”Ω
・cm以上の200csの粘性をもったシリコン・オイ
ルを使っても同様の効果が確認された. [実施例2] 実施例lにおいて、第1図の2枚の円盤状の電気絶縁性
蓋4の直径を太き《して遮蔽容器l2の内壁に電気絶縁
性蓋4を密着させた.すなわち熱伝達部1)に接して、
これを冷却するための冷却剤(液)と、円筒状放電電極
2の外面に接して、核融合発生容器1の外に出た中性子
の運動エネルギーを熱に変喚するための,中性子運動エ
ネルギー熱変換手段(中性子減速液)とを隔離(電気的
にも隔離)した。これにより、遮蔽容器12の液は三つ
に分割される。これらの別々の液はそれぞれ隔離された
別々の熱交換機に循環して導かれるようにした。これに
より、熱伝達部(熱伝達手段)+1に接して,これを冷
却するための冷却剤(液)と円筒状放電電極2の外面に
接して、核融合発生容器1の外に出た中性子の運動エネ
ルギを熱に変換するための、中性子運動エネルギー熱変
換手段(中性子減速液)とにともに電気抵抗の低い同じ
水を使用することができるようになった.水は冷却効果
も高く、中性子の散乱衝突断面積も大きく、中性子の運
動エネルギーを熱に変換する効果も高い。またなにより
容易に手に入ることから、この水が使える効果も有効で
ある。放電電極3と同電位の遮蔽容器l2内の分割され
たつの水は言うまでもなく同一の熱交換機内に循環して
導いても良いことは言うまでもない。 この効果も実施例1と同様な核融合熱取出し効果を得た
。 [実施例3] 第3図は互いに対向した放電電極の少なくとも一方が複
数の放電電極より構成された核融合熱取出し装置の実施
例を示している。第3図において第1図と同様の意味を
示すものは同じ番号で示す。以下第3図を説明する。l
O1は円筒状の電気絶縁体で核融合発生容器】の一部を
構成し、104は円筒状の電気絶縁体101と共に核融
合発生容器lを構成する円盤状の電気絶縁性蓋、102
は円筒状の電気絶縁体101に同芯状に配置された直径
が3mmの棒状の真鍮からなる放電電極、103−1〜
103−5は水素吸蔵金属のバラジュウム(Pd)から
なる直径2mmでその先端が尖った針状の放電電極で、
その先端が円筒状の電気絶縁体101につきささったよ
うに放電電極102との間隙長を20mmあけて設定さ
れている。またこの放電電極103−1〜1 03−5
の核融合発生容器lより外に出た部分に図のように冷却
用の熱伝達部(フィン)1)が熱的に接続されて取付け
られている.また図では不明確であるがこの電極103
−1〜1 03−5の電気端子は遮蔽容器12の外側に
出され、それぞれの電気端子はひとつに電気的に接続さ
れて電源5の一端に接続されている。電源5のもう一端
は放電電極1 0 2’に電気的に接続されている。真
空ボンブ6により核融合発生容器l内の空気を抜き、そ
の後に弁8,9を閉じて弁10を開けて重水素ガスが入
ったボンベ7内の重水素を核融合発生容器l内に封入し
た後、水素吸蔵金属のパラジュウムからなる放電電極1
03−1〜+03−5が充分に重水素を吸蔵させるため
重水素ガス中に故雪ないしは放電電極+02と103と
の間で弱い部分放電を起こさせるように、少なくとも放
電電極103に加久る電圧が放電電極102に対して負
極性の電圧相を有するような電圧を放電電極102と1
03に加えて重水素を吸蔵させる.この後電圧値は異な
るが第2図に示したような電圧波形の電圧を印加して核
融合を起こさせる。放電電極+ 03− 1−1 03
−5ともう一方の放電電極102との間跨がってほぼ同
時に複数の跨がった放電路が形成されるようにするには
、放電電極103−1〜103−5のそれぞれと放電電
極102との間に別々の電源(電IA5を複数)で電圧
を印加したほうが核融合を多く発生させる点で良い。 発熱により温度上昇した水素吸藏金属からなる放電電極
103の核融合発生容器外の熱伝達部lを冷却するため
の冷却剤と核融合発生容器lの外に出た中性子の運動エ
ネルギーを熱に変換するための、中性子運動エネルギー
熱変換手段(中性子減速剤)とを合わせ持った電気絶縁
性の液としてここでは粘性が200csで電気抵抗率が
101オームcm以上( 3 0 V / m m以上
の電界強度を1分間以上印加した後の電気抵抗率)のシ
リコンオイルを用いた。 使用した電圧波形は直流成分が3.6kvで、これに重
畳された鋸歯状の尖端電圧が40kvの電圧波形があっ
た。この核融合熱取出し効果も実施例lと同様に充分に
実用に供し得る効果があったばかりでなく,故tiit
極1 03− 1 〜l 03−5のそれぞれと放電電
極102との間に別々の電源Cit!5を複数》で電圧
を印加した場合は実施例1よりもより核融合の量が多い
ためが核融合熱取出し量も増大した。 鋸歯状の電圧波形だけでもほぼ同等に近い核融合とその
熟読出し量が得られた。 [実施例4] 実施例3の棒状の真鍮の放電電極102の代りに直径3
mmのバラジュウムPdの棒状の放電電極102を用い
た。また放電電極103−1〜1 03−5のそれぞと
れ放電電極102との間に別々の電源(電源5を複数)
で電圧を印加するように放電抵抗を介して配線した。複
数の電源5の電圧波形は1 0kv、60Hzの交流電
圧波形であった。この電圧は放電電極103と放電電極
102との間を跨がる放電路を形成するに充分な電圧で
ある。放電電極102と103を重水素ガス中に放置し
て充分に重水素をこの放電電極102と103の内部に
吸蔵させてから、この電圧を電極102と103との間
に加えて核融合を発生させた。これも実施例3と同等以
上により核融合の量が多いためか核融合熱取出し量も増
大した。なおこのとき電極102が左側が電気絶縁性蓋
104の外に出た部分にフィン状の熱伝達手段lを設け
た。 [実施例5] 実施例4において、第3図の左側(電極102の端子に
熱伝達手段1)が設けられている側)の円盤状の電気絶
縁性蓋104の直径を太き《して遮蔽容器12の内壁に
この電気絶縁性蓋104を密着させた。即ち電極102
と103とに接続されたそれぞれの熱伝達部1lに接し
て冷却するためのそれぞれの冷却剤どうしを電気的にも
隔離させる.即ち、これにより遮蔽容器内の冷却剤液は
2分される。 これらの冷却剤液は,核融合発生容器1の外に出た中性
子の運動エネルギーを熱に変換するための、中性子運動
エネルギー熱変換手段(中性子減速液)にもなっている
。 この電極102の電位部と電極103の電位部に接する
この液をこの間に電気絶縁体を設けることによって電気
的に隔離することができ、この液として電気抵抗の低い
同じ水を使用することができるようになった.水は冷却
効果も高く、中性子を水の水素原子と衝突させて、中性
子の運動エネルギーを熱に変換する効果も高い。またな
によりも容易に手に入ることから、この水が使える効果
も有効である。放電電極3と同電位の遮蔽容器12内の
分割された二つの水は言うまでもなく同一の熱交換機内
の循環して導いても良いことは言うまでもない。 この効果も実施例4と同様な核融合熱取出し効果を得た
. [比較例] 第5図は従来の放電電極核融合法の装置である。図にお
いて20はガラス製のフラスコ,2lと22はパラジュ
ウム(Pd)電極で、フラスコ20の中に重水素ガスを
充填し,この電極2l、22間に交流電圧を加えて放電
させて、核融合を発生させる。しかしながら、この方誌
では核融合により発生した中性子を熱に変換させること
も、また発熱した電極21と22を冷却させて熱として
取出すことも電気的なリークをさせないで、同時に満足
させることはできなかった。 [発明の効果] 以上詳細に説明した様に、本発明の核融合法による熱エ
ネルギー出力装置に依れば、核融合法により発生する熱
エネルギーを高効率で取出すことができる。
The present invention provides a method for generating a discharge by applying a voltage between a pair of discharge electrodes, at least one of which is made of a hydrogen storage metal, and which is disposed in a container in which deuterium gas is stored. By occluding deuterium in the electrode, cold nuclear fusion is generated to generate thermal energy, and the thermal energy is transferred to the refrigerant by the heat transfer body, and the nuclei generated at the discharge electrode made of the hydrogen storage metal are Thermal energy is obtained with high efficiency by converting the kinetic energy of neutrons resulting from fusion into heat using a kinetic energy heat converter. Furthermore, in the present invention, by forming a stronger electric field in the vicinity of the discharge electrode made of the hydrogen storage metal, deuterium can be more efficiently absorbed into the discharge electrode made of the hydrogen storage metal to achieve cold fusion. This can further enhance the reaction. [Specific Description] In the present invention, the hydrogen storage metal constituting at least one of the discharge electrodes may be a single metal or an alloy. For example, C
a. A single metal such as Mg or an alloy containing one of these metals can be used. Also, Ti, Zr, V, Pd. N
A single metal such as B and La or an alloy containing one of these as a composition can be used, for example, T i - M n
alloys such as Ti-Fe-based, La-Ni-based, Mm-Ni
Alloys of the rare earth group including the series L (Mm: mesh metal), alloys of the Pd group, etc. can be usefully used. Hydrogen storage devices for hydrogen storage metals (including alloys) are
Although it varies depending on the type of material (including alloys), the volume of
00-1000 times more hydrogen is absorbed. This approximately corresponds to the volume reduction rate when hydrogen gas is liquefied. Specifically, an example of a hydrogen storage metal is CaMm.
There are N i A 1 alloys, etc. Various studies have been conducted on the activation mechanism of hydrogen (in the following explanation, the term "hydrogen" includes deuterium and tritium, unless otherwise specified) and hydrogen storage metals. , has not yet been fully elucidated.Hydrogen is said to form hydrides with metals or alloys through the following elementary reaction processes: ■Physical adsorption of hydrogen molecules onto the alloy surface, ■Hydrogen molecules dissociation of hydrogen and chemisorption of atomic hydrogen, ■ permeation of hydrogen through surface films, ■ diffusion and dissolution of hydrogen into metals and alloys, ■ precipitation of hydrides from saturated hydrogen individual solutions, etc. Since it exhibits high reactivity with metals or alloys, it can be expected that some kind of catalytic action may exist on the hydrogen storage metal surface. By the way, hydrogen storage metals (including alloys) generally undergo volume expansion as they absorb hydrogen, and this distortion tends to cause them to turn into powder. In order to prevent the electrode made of hydrogen storage metal from turning into powder due to this, it is effective to construct the electrode with a molded solidified product of hydrogen storage metal powder bound with an inorganic material such as Cu or a substance such as silicone rubber. It is. In addition, in order to efficiently penetrate hydrogen atoms (deuterium atoms, tritium atoms) deep into the electrode, a thin layer of hydrogen storage metal having an ultrafine particle structure is coated on the surface of the hydrogen storage metal body.
It is effective in the present invention to use the VD method to make the desired electrode, or to make the desired electrode using the ultrafine particle structure of the hydrogen storage metal itself. In the present invention, the deuterium gas charged between a pair of electrodes disposed in a container containing deuterium gas is generally known to be a good electrical insulator. In addition, in the case of deuterium gas, the higher the pressure, the higher the gas density, but at room temperature, no matter how high the pressure of this gas is, it will not liquefy. Incidentally, the critical pressure and critical temperature, which are the limits of deuterium's liquefaction, are approximately 12.8 atmospheres and approximately -240 degrees, respectively.
In addition, in the present invention, tritium (
In the present invention, in order to form a strong electric field near the discharge electrode made of a hydrogen storage metal, the discharge electrode made of a hydrogen storage metal is That is, the electrode made of the hydrogen storage metal used in the present invention is, for example, a core electrode of a cylindrical electrode structure arranged in concentric circles, or a spherical electrode arranged concentrically. center sphere electrode of the structure,
Alternatively, a needle-like electrode of an electrode structure of a needle-like electrode and a flat plate electrode,
It is preferable to use either the needle electrode of an electrode structure of needle electrodes or the core electrode of a semi-concentric cylindrical electrode structure. The electrode made of the hydrogen storage metal used in the present invention has the shape of 4; 1 selected as above. The electric field in the vicinity can be easily strengthened by Also, deuterium gas is a better electrical insulator than heavy water, which is a liquid, so its electrical insulation breakdown strength is more sufficient than that of heavy water. In the present invention, deuterium cations (.H'') generated by causing an electric discharge in a deuterium gas atmosphere
By being placed in the generated electric field, the hydrogen is attracted to the electrode made of the hydrogen storage metal which serves as the negative electrode, and is occluded in the electrode made of the hydrogen storage metal. At that time, a high voltage is momentarily applied between the electrodes (impact high voltage application),
Producing breakdown between the electrodes is extremely effective in causing nuclear fusion to occur with a higher probability and in further enhancing the nuclear fusion reaction. The theoretical basis for the effectiveness of this method has not yet been clarified. (Although it is only a matter of speculation, this breakdown discharge causes the electrode made of hydrogen storage metal to momentarily become locally hot. In addition, a shock wave, preferably a high-energy shock wave, is applied to the hydrogen storage metal (2) constituting the electrode, and the internal constituent atoms (not only the constituent atoms of the hydrogen storage metal) It is thought that this also applies to the deuterium atoms occluded inside hydrogen storage metals, which instantaneously causes them to violently vibrate, thereby promoting the nuclear fusion reaction. By applying a shock wave to the storage metal electrode, it is easy to generate lattice vacancies and lattice defects caused by interstitial atoms in the hydrogen storage metal, which is used as a negative electrode. As a result, the probability of encounter between deuterium atoms increases, the probability of nuclear fusion occurring increases, and/or the reactivity of nuclear fusion increases.In the present invention, the hydrogen storage metal Shock waves applied to the configured electrodes include, in addition to the shock voltage shown as one of the preferred examples, shock currents, shock waves in the ultrasonic and ultrasonic wavelength ranges, etc. These shock waves , the higher the energy, the more preferable. The waveform of the applied shock wave may be any shape such as rectangular, curved, pulse-like, etc. Also, depending on the type of shock wave, the applied shock wave may be applied only once. Instead, it may be applied to an electrode made of a hydrogen storage metal multiple times at appropriate intervals. In the case of a polarity-dependent shock wave, it may have both positive and negative polarity components. The shock wave that is effectively used in the present invention may be a direct current or an alternating current such as an alternating current. Preferred specific examples include impulse voltage waveforms having a pulse width of about 100 nanoseconds to 600 microseconds. The dielectric breakdown voltage (volts) when a DC voltage is applied across the electrode gap of an electrode structure with spherical electrodes facing each other is
An example of the actually measured value for the product of pressure (torr) and electrode gap length (cm) is shown in FIG. For the refrigerant and neutron kinetic energy heat conversion stage used in the present invention, liquids containing hydrogen atoms as structural atoms are preferably used, and electrically insulating liquids are particularly preferably used. In the present invention, when causing a discharge such as glow discharge, corona discharge, or arc discharge in order to occlude deuterium in a discharge electrode made of a hydrogen storage metal, or in a discharge electrode made of a hydrogen storage metal, When causing a breakdown discharge such as a spark discharge between the discharge electrodes in order to promote the nuclear fusion reaction that occurs, the voltage applied between the discharge electrodes is at least on the discharge electrode side made of a hydrogen storage metal. It is sufficient if the voltage has a polarity phase that is on the cathode side for a certain period of time. For this purpose, instead of a direct current voltage, an alternating voltage or a pulse voltage whose polarity changes alternately may be used. Furthermore, 5
Not only commercial frequency voltage from 0Hz to 60Hz, but also several M
A high frequency voltage of Hz to several hundred Hz may be used. Specifically, the storage body for storing the heavy/hydrogen gas used in the present invention may be, for example, a container made of stainless steel. installed in a physically insulated state.
.. J will be done. The heat transfer body used in the present invention for transferring the heat generated by the discharge electrode made of the hydrogen storage metal to the refrigerant is one end of the discharge electrode made of the hydrogen storage metal or connected to this discharge electrode. One end of a good thermal conductor (heat transfer means) covered with a coolant liquid may be used so that the heat generated by the discharge electrode is transferred to the coolant. At this time, in order to increase the surface area of one end of the discharge electrode that is in contact with the coolant or one end of a good heat conductor (heat transfer means) connected to this discharge electrode and improve heat conduction, one end of these is shaped like a helical shape. The surface area in contact with the coolant may be increased by adding fins or the like. Furthermore, a neutron kinetic energy heat converting means for converting the kinetic energy of neutrons generated by nuclear fusion in the discharge electrode means into heat is placed outside the storage means, and hydrogen atoms, which are likely to decelerate neutrons, are placed outside the storage means. It is sufficient to provide a liquid (neutron moderating liquid) such as water, hydrocarbon liquid, silicone oil, etc. that contains a large amount of water, has a suitably high density, and can be expected to have a cooling effect through convection. A refrigerant for cooling the heat generated by the discharge electrode and a neutron moderator liquid, which is a neutron kinetic energy heat converter that slows down neutrons and converts neutron kinetic energy into heat, are electrically continuous and identical. When using a night body, it is preferable that the liquid be an electrically insulating liquid containing hydrogen atoms as horizontal atoms. [Example 1] In Fig. 1, l is a fusion generation vessel (storage means), 2 is a cylindrical discharge electrode, and 3 is a hydrogen storage device located at the center of the cylindrical discharge electrode 2 where the electric field concentrates. A discharge electrode made of metal, 4 an electrically insulating lid placed so as to close both sides of the cylindrical discharge electrode 2, and 5 a negative voltage applied to the discharge electrode 3 made of at least a hydrogen-absorbing metal with respect to the cylindrical discharge electrode 2. ii, 1 is a power supply for applying a discharge voltage to the cylindrical discharge electrode 2 and the discharge electrode 3 made of a core-shaped hydrogen-absorbing metal so that the phase is applied; 6 is the fusion generation vessel 1;
A vacuum bomb 7 is used to first remove the air inside the fusion generation vessel, and after the air is removed, the inside of the fusion generation vessel l is filled with deuterium gas (10-” Torr to several atmospheres: in this example and below, a large 8, 9. 10 are valves that can be opened and closed, and 1) is a deuterium gas cylinder for use at a pressure level of about 100%. 1) is a valve that can be opened and closed. At least one end of the discharge electrode 3 or one end of a good heat conductor connected to the discharge electrode is provided with a helical heat transfer portion (for heat transfer) to increase the surface area in contact with the coolant and to dissipate heat. (heat transfer means), 12 is a shielded container containing atoms with an atomic number higher than iron for absorbing electric radiation such as gamma rays and accommodating cooling particles and a neutron moderator; l3 is the interior of the shielding container 12; The coolant for cooling the heat transfer part (heat transfer means) 1) of the discharge electrode 3 made of a hydrogen-absorbing metal whose temperature has risen due to heat generation outside the fusion generation vessel and the neutrons released outside the fusion generation vessel l. l4 is a heat exchanger, l5 is a liquid that combines the neutron kinetic energy heat conversion means (neutron moderator liquid) to convert the kinetic energy of
It originally became steam. A water/steam vibrator carries the steam, 16 is a turbine, and 17 is a generator directly connected to the turbine. 1B is a condenser that cools the water used to turn the turbine and returns it to water. In Fig. 1, turbine 1
6. The generator 17 and condensate rock 18 are shown with broken lines to show that these parts are part of the system that could naturally be done using conventional technology, and it actually means that the verification was done without these parts. Do it. A power source 5 connects the discharge electrode 3 made of a hydrogen-absorbing metal.
A negative voltage phase is applied to the cylindrical discharge electrode 2, and the electric field around it is concentrated, so the electric field strength around the discharge electrode 3 is at least as high as the start of ionization discharge (meaning glow discharge/corona discharge). The electric field strength is exceeded. For this reason, heavy hydrogen in the vicinity of the discharge electrode 3 made of a hydrogen-absorbing metal having an ionization discharge starting electric field strength or higher becomes cations, which are drawn to the discharge electrode 3 made of a hydrogen-absorbing metal by the electric field and collected. The collected cations turn into neutral atoms by the discharge electrode 3 and are stored in the discharge electrode 3 made of a hydrogen-absorbing metal. If the discharge current per surface area of the discharge electrode 3 is increased, deuterium is stored in the hydrogen storage metal of the discharge electrode 3 more efficiently per unit time. When a sufficient amount of heavy water is stored in the hydrogen storage metal of the discharge electrode 3, nuclear fusion can occur. Furthermore, if enough deuterium is stored in the hydrogen storage metal of the discharge electrode 3, nuclear fusion can occur although the probability is not very high. Furthermore, after enough deuterium has been stored in the hydrogen storage metal of the discharge electrode 3, or during the storage process, a discharge path is formed spanning between the discharge electrodes 2 and 3, leading to spark discharge or arc discharge. By applying a sufficiently high voltage in a single shot or intermittently and continuously between the discharge electrodes 2 and 3, there is a higher probability than ever that nuclei will form inside the discharge electrode 3 made of a hydrogen-absorbing metal. Fusion can occur. The generated discharge not only instantaneously heats up the hydrogen storage metal electrode locally, but also deuterium sufficiently generates shock waves in the hydrogen storage metal electrode, causing internal atoms (not only the hydrogen storage metal) to become hot. It is thought that the deuterium atoms also violently vibrate instantaneously, making it easier to cause nuclear fusion.Also, by applying an instantaneous high electric field voltage between the two electrodes, a discharge is caused and a breakdown occurs. By causing lattice defects in the hydrogen-absorbing metal, the distance between deuterium atoms in the hydrogen-absorbing metal becomes extremely short.By increasing the encounter probability, nuclear fusion can be generated with high probability. Figure 2 shows the voltage waveform applied to the discharge electrodes 2 and 3 by the power source 5.The voltage waveform shown in the figure is applied to the cylindrical discharge electrode 2 and the discharge electrode made of a hydrogen storage electrode. A voltage was applied so that discharge electrode 3 had negative polarity.The applied voltage waveform was set to a level that did not cause flashover so that a discharge path was formed across discharge electrodes 2 and 3. A sawtooth voltage waveform with a sufficiently high peak voltage is superimposed on a DC voltage that causes local discharge only in the high electric field region near the discharge electrodes 2 and 3 so that a discharge path is formed across the discharge electrodes 2 and 3. A voltage waveform was applied. The cylindrical discharge electrode 2 used was an electrode made of brass with an inner radius of 25 cm. The discharge electrode 3 made of a hydrogen storage metal was a linear palladium (P) electrode with an outer radius of 1 mm.
d). The voltage waveform used, shown in Figure 2, had a DC component of 10 KV and a sawtooth peak voltage value superimposed on this voltage waveform of 55 KV. Also due to fever? A coolant for cooling the heat transfer part 1l outside the fusion vessel of the discharge electrode 3 made of a hydrogen storage metal whose temperature has increased, and a coolant for converting the kinetic energy of neutrons exiting the fusion generation vessel l into heat. , a neutron kinetic energy heat conversion means (neutron moderator), and an electrical resistivity of 10 ohm cm or more (30 V/m).
A normal hexane solution with an electrical resistivity (after applying an electric field strength of m or more for 1 minute or more) was used. As a result of this,
A cylindrical discharge electrode 2 and a discharge electrode 3 made of a hydrogen storage metal
It was possible to apply a sufficient voltage for discharge between the electrodes 23 and the heat transfer section 1) outside the fusion generating vessel, without causing any electrical leakage that would pose a practical problem. This enabled nuclear fusion to occur reliably. In addition, the cooling effect for cooling the heat transfer unit 1) is also due to the neutron kinetic energy heat conversion means (neutron moderating liquid) that converts the kinetic energy of neutrons exiting the fusion generation vessel 1 into heat. The kinetic energy deceleration effect was also fully confirmed. Electrical resistance is 10”Ω instead of normal hexane liquid
・A similar effect was confirmed using silicone oil with a viscosity of 200cs or more. [Example 2] In Example 1, the diameters of the two disc-shaped electrically insulating lids 4 shown in FIG. That is, in contact with the heat transfer part 1),
A coolant (liquid) is used to cool this, and neutron kinetic energy is used to contact the outer surface of the cylindrical discharge electrode 2 and convert the kinetic energy of the neutrons exiting the fusion generation vessel 1 into heat. It was isolated (also electrically isolated) from the heat conversion means (neutron moderator). As a result, the liquid in the shielding container 12 is divided into three parts. These separate liquids were circulated and led to separate and isolated heat exchangers. As a result, the neutrons coming into contact with the heat transfer part (heat transfer means) +1 and coming into contact with the coolant (liquid) for cooling it and the outer surface of the cylindrical discharge electrode 2 and coming out of the fusion generation vessel 1 The same water, which has low electrical resistance, can now be used together with a neutron kinetic energy heat conversion means (neutron moderator) to convert the kinetic energy of neutrons into heat. Water has a high cooling effect, has a large neutron scattering collision cross section, and is highly effective in converting neutron kinetic energy into heat. Moreover, since it is easily available, the effect of using this water is also effective. It goes without saying that the divided water in the shielding container l2 having the same potential as the discharge electrode 3 may be circulated and guided into the same heat exchanger. This effect also provided the same fusion heat extraction effect as in Example 1. [Embodiment 3] FIG. 3 shows an embodiment of a nuclear fusion heat extraction device in which at least one of mutually opposing discharge electrodes is constituted by a plurality of discharge electrodes. In FIG. 3, parts having the same meaning as in FIG. 1 are designated by the same numbers. FIG. 3 will be explained below. l
O1 is a cylindrical electric insulator that constitutes a part of the fusion generation vessel; 104 is a disk-shaped electrically insulating lid that constitutes the fusion generation vessel l together with the cylindrical electric insulator 101; 102;
are discharge electrodes made of rod-shaped brass with a diameter of 3 mm arranged concentrically on a cylindrical electrical insulator 101;
103-5 is a needle-shaped discharge electrode with a diameter of 2 mm and a sharp tip made of baladium (Pd), a hydrogen storage metal.
The distal end thereof is set to be inserted into the cylindrical electric insulator 101 with a gap length of 20 mm between it and the discharge electrode 102 . Moreover, these discharge electrodes 103-1 to 103-5
As shown in the figure, a heat transfer part (fin) 1) for cooling is thermally connected and attached to the part that protrudes from the fusion generation vessel l. Although it is unclear in the figure, this electrode 103
The electrical terminals -1 to 103-5 are exposed outside the shielding container 12, and each electrical terminal is electrically connected to one end of the power source 5. The other end of the power source 5 is electrically connected to the discharge electrode 102'. The air inside the fusion generation vessel l is removed using the vacuum bomb 6, and then valves 8 and 9 are closed and valve 10 is opened to seal the deuterium in the cylinder 7 containing deuterium gas into the fusion generation vessel l. After that, a discharge electrode 1 made of palladium, a hydrogen storage metal, is
03-1 to +03-5 are charged at least to the discharge electrode 103 so as to cause a weak partial discharge between the discharge electrodes +02 and 103. A voltage such that the voltage has a negative voltage phase with respect to the discharge electrode 102 is applied to the discharge electrodes 102 and 1.
In addition to 03, it absorbs deuterium. Thereafter, a voltage having a voltage waveform as shown in FIG. 2 is applied, although the voltage value is different, to cause nuclear fusion. Discharge electrode + 03- 1-1 03
In order to form a plurality of discharge paths spanning almost simultaneously between the discharge electrode 102 and the other discharge electrode 102, each of the discharge electrodes 103-1 to 103-5 and the discharge electrode It is better to apply a voltage between the IA 102 and the IA 102 from separate power sources (multiple electric IAs 5) in that more nuclear fusion can be generated. A coolant is used to cool the heat transfer part l outside the fusion generation vessel of the discharge electrode 103 made of a hydrogen-absorbing metal whose temperature has increased due to heat generation, and the kinetic energy of the neutrons exiting the fusion generation vessel l is converted into heat. As an electrically insulating liquid having a neutron kinetic energy heat converting means (neutron moderator) for converting neutron kinetic energy, we use an electrically insulating liquid with a viscosity of 200 cs and an electrical resistivity of 101 ohm cm or more (30 V/mm or more). A silicone oil with an electrical resistivity (after applying an electric field strength of 1 minute or more) was used. The voltage waveform used had a DC component of 3.6 kV, and a voltage waveform with a sawtooth tip voltage of 40 kV superimposed thereon. This fusion heat extraction effect was not only sufficiently effective for practical use as in Example 1, but also
A separate power supply Cit! is provided between each of the poles 103-1 to 103-5 and the discharge electrode 102. When a voltage was applied with a plurality of 5>, the amount of nuclear fusion was larger than in Example 1, and the amount of fusion heat extracted also increased. Almost the same amount of nuclear fusion and its readout amount was obtained using just the sawtooth voltage waveform. [Example 4] Instead of the rod-shaped brass discharge electrode 102 of Example 3, a diameter of 3
A bar-shaped discharge electrode 102 made of baladium Pd with a diameter of 1 mm was used. In addition, a separate power supply (a plurality of power supplies 5) is provided between each of the discharge electrodes 103-1 to 103-5 and the discharge electrode 102.
Wiring was done via a discharge resistor so that a voltage could be applied. The voltage waveforms of the plurality of power supplies 5 were AC voltage waveforms of 10 kV and 60 Hz. This voltage is sufficient to form a discharge path spanning between discharge electrode 103 and discharge electrode 102. The discharge electrodes 102 and 103 are left in deuterium gas to sufficiently absorb deuterium into the discharge electrodes 102 and 103, and then this voltage is applied between the electrodes 102 and 103 to generate nuclear fusion. I let it happen. This also increased the amount of fusion heat extracted, probably because the amount of nuclear fusion was greater than that of Example 3. At this time, a fin-shaped heat transfer means 1 was provided at the portion of the electrode 102 where the left side was exposed to the outside of the electrically insulating lid 104. [Example 5] In Example 4, the diameter of the disc-shaped electrically insulating lid 104 on the left side of FIG. 3 (the side where the heat transfer means 1 is provided at the terminal of the electrode 102) is increased This electrically insulating lid 104 was brought into close contact with the inner wall of the shielding container 12. That is, the electrode 102
The respective coolants for cooling in contact with the respective heat transfer parts 1l connected to and 103 are also electrically isolated from each other. That is, this divides the coolant liquid in the shielded container into two parts. These coolant liquids also serve as neutron kinetic energy heat conversion means (neutron moderating liquid) for converting the kinetic energy of neutrons exiting the fusion generating vessel 1 into heat. The liquid in contact with the potential parts of the electrode 102 and the electrode 103 can be electrically isolated by providing an electrical insulator between them, and the same water with low electrical resistance can be used as the liquid. It became so. Water has a high cooling effect and is also highly effective in converting neutron kinetic energy into heat by colliding neutrons with water's hydrogen atoms. Moreover, since it is easily available, the effect of using this water is also effective. It goes without saying that the two divided waters in the shielding container 12 having the same potential as the discharge electrode 3 may be circulated and guided within the same heat exchanger. This effect also provided the same fusion heat extraction effect as in Example 4. [Comparative Example] FIG. 5 shows a conventional discharge electrode fusion method device. In the figure, 20 is a glass flask, 2l and 22 are palladium (Pd) electrodes, the flask 20 is filled with deuterium gas, and an alternating current voltage is applied between the electrodes 2l and 22 to cause a discharge, resulting in nuclear fusion. to occur. However, in this method, it is not possible to simultaneously convert neutrons generated by nuclear fusion into heat and to cool the electrodes 21 and 22 that generate heat and extract it as heat without causing electrical leakage. Ta. [Effects of the Invention] As described above in detail, according to the thermal energy output device using the nuclear fusion method of the present invention, the thermal energy generated by the nuclear fusion method can be extracted with high efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図乃至第3図は、本発明に係わる核融合熱取出し装
置の実施例を説明するものであり、第1図は、核融合熱
取出し装置の一実施例を示す模式的概略断面図、第2図
は、放電電圧波形の一実施例を示す電圧波形図、第3図
は互いに対向した放電電極の少な《とも一方が複数の放
電電極より構成された核融合熱取出し装置の別の実施例
を示す模式的概略図、 第4図は重水素ガスの一般的放 電特性を示すグラフで、 重水素ガス中の球電極間
1 to 3 are for explaining an embodiment of the fusion heat extraction device according to the present invention, and FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of the fusion heat extraction device, FIG. 2 is a voltage waveform diagram showing one embodiment of the discharge voltage waveform, and FIG. 3 is another embodiment of a fusion heat extraction device in which at least one of the discharge electrodes is arranged opposite to each other. A schematic diagram showing an example. Figure 4 is a graph showing the general discharge characteristics of deuterium gas.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)重水素ガスを収容する収容体と、 該収容体内に配設され少なくとも一方が水素貯蔵金属か
らなる一対の放電電極と、 その間に前記重水素ガスが存在している状態で該一対の
放電電極間に電圧を印加して放電を生じせしめる為の電
圧印加手段と、 前記水素貯蔵金属からなる放電電極で発熱した熱を冷媒
に熱伝達する為の熱伝達体と、 前記水素貯蔵金属からなる放電電極で発生した核融合に
よる中性子の運動エネルギーを熱に変換するための運動
エネルギー熱変換体と、 を有することを特徴とする核融合法による熱エネルギー
出力装置。
(1) A container for containing deuterium gas; a pair of discharge electrodes disposed within the container, at least one of which is made of a hydrogen storage metal; Voltage application means for applying a voltage between the discharge electrodes to cause discharge; a heat transfer body for transferring heat generated by the discharge electrode made of the hydrogen storage metal to a refrigerant; A thermal energy output device using a nuclear fusion method, comprising: a kinetic energy heat converter for converting the kinetic energy of neutrons generated by nuclear fusion at a discharge electrode into heat;
(2)前記放電電極の少なくとも一方が複数個で構成さ
れている請求項(1)に記載の核融合法による熱エネル
ギー出力装置。
(2) The thermal energy output device using a nuclear fusion method according to claim (1), wherein at least one of the discharge electrodes is composed of a plurality of discharge electrodes.
(3)前記冷媒と前記運動エネルギー熱変換体が構造原
子として水素原子を含んだ液体である請求項(1)に記
載の核融合法による熱エネルギー出力装置。
(3) The thermal energy output device using a nuclear fusion method according to claim (1), wherein the refrigerant and the kinetic energy heat converter are liquids containing hydrogen atoms as structural atoms.
(4)前記水素貯蔵金属からなる放電電極が水素吸蔵金
属粉体の成型体である請求項(1)に記載の核融合法に
よる熱エネルギー出力装置。
(4) The thermal energy output device using a nuclear fusion method according to claim (1), wherein the discharge electrode made of the hydrogen storage metal is a molded body of hydrogen storage metal powder.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994028197A3 (en) * 1993-05-25 1995-02-09 Eneco Inc Hydrogen activated heat generation apparatus
EP0724269A1 (en) * 1995-01-29 1996-07-31 CHIKUMA, Toichi Method of and apparatus for collecting occluded hydrogen atomic nuclei
JP2009509130A (en) * 2005-09-07 2009-03-05 プーラーチョー アーゲー Generation method of thermal energy
CN105206313A (en) * 2015-10-15 2015-12-30 西安雍科建筑科技有限公司 Cold fusion reaction test device

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