JPH04212092A

JPH04212092A - 核融合発生方法およびその装置、熱エネルギー出力装置

Info

Publication number: JPH04212092A
Application number: JP3041794A
Authority: JP
Inventors: Nagao Hosono; 細野　長穂
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-03-09
Filing date: 1991-03-07
Publication date: 1992-08-03

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水素貯蔵体へ水素を貯
蔵させる方法を利用して、水素貯蔵体に貯蔵させた重水
素を反応させて常温核融合を容易に行わせる核融合発生
方法およびその装置に関する。

【０００２】さらに本発明は上述の核融合発生方法を利
用して入力エネルギーよりも大きな熱エネルギーを高効
率で得ることができる熱エネルギー出力装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】現在、エネルギーの供給源を石油などの
化石燃料から、原子力、太陽などのエネルギー源、さら
には高速増殖や核融合反応などのエネルギー源に切り換
えることが考えられている。これらの新しいエネルギー
源を有効かつ便利に利用するための２次エネルギー源と
して、原料が水であること、環境汚染が少ないこと、使
用用途が広いこと、エネルギーの貯蔵手段となり得るこ
と、また、エネルギー輸送を行えることなどから水素の
利用が考えられている。

【０００４】現在の水素の輸送、貯蔵は高圧ガスあるい
は液体水素として取り扱われている。しかし安全性、輸
送・貯蔵効率経済性の点から見ると必ずしも効率のよい
水素貯蔵法ではない。

【０００５】近年、水素の貯蔵法として、液体水素と同
等あるいはそれ以上の密度で水素を貯蔵できる点などか
ら水素貯蔵材料が注目されている。

【０００６】従来、水素貯蔵金属などからなる水素貯蔵
体へ水素を貯蔵させる方法としては、水素貯蔵体を入れ
た容器内を数ないし数十気圧の水素ガスで満たし、金属
と水素の２元系からなる金属水素化物の高圧下での固溶
平衡状態を利用し、水素吸蔵を行う方法がある。

【０００７】これは通常、水素貯蔵体中の水素含有量が
容器内の水素ガスと水素貯蔵材の温度に依存し、金属ま
たは合金が貯蔵材である場合には水素ガスの高圧化、あ
るいは水素貯蔵体の低温化とともに水素貯蔵体中の水素
含有量は急激に増加することを利用している。

【０００８】一方、前述したように新しいエネルギー源
として核融合が考えられているが、従来、核融合プロセ
スは、重水素（Ｄ２）とトリチウム（Ｔ２）の混合ガス
を用いて重水素の高温プラズマを磁場の作用で保持し、
Ｄ２とＴ２の混合ガスを高密度に圧縮してプラズマが飛
散する前に反応させる（慣性閉じ込め）ものである。高
温プラズマをなるべく長い時間閉じ込め、かつ維持する
ために、非常に大きくかつ高価なトカマク方式（Ｄ−Ｔ
反応）の核融合装置が採用されている。

【０００９】しかしこのような核融合装置をエネルギー
発生源として用いる場合は、次のような問題点があった
。まず、トカマク方式の核融合装置においては、核融合
反応に用いるトリチウムおよび核融合を起こさせる装置
が非常に高価であり、かつ装置を設置するために広い場
所を必要とし、さらに核融合反応を起こすために高温プ
ラズマを形成するので危険が伴うという問題点があった
。

【００１０】しかし最近、水素貯蔵材であるＰｄまたは
Ｔｉ等の単一金属を陰極とし、金属イオンを含む重水溶
液を電気分解することによって常温核融合反応（Ｄ−Ｄ
反応）させるといった報告がなされている。例えば「Ｓ
．Ｅ．Ｊｏｎｅｓｅｔａｌ，Ｎａｔｕｒｅ３３８（１９
８９）７３７．Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　　ｏｆ　　Ｃ
ｏｌｄ　　ｎｕｃｌｅａｒ　　ｆｕｓｉｏｎ　　ｉｎ　
　ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ　　ｍａｔｔｅｒ」では、電気分
解中、高感度測定装置による測定で２．５ＭｅＶの中性
子を検出し、この中性子の発生によって核融合反応がご
く僅かながら起きていると報告している。

【００１１】これと同様な核融合法による熱エネルギー
発生方法は、Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．
，２６１（１９８９）ｐｐ３０１〜３０８（Ｍａｒｔｉ
ｎＦｌｅｉｓｃｈｍａｎｎ　　＆　　Ｓｔａｎｌｅｙ　
　Ｐｏｎｓ共著）に記載されてあるように、またＣｄｅ
ｗ　　ＶａｎＳｉｃｌｅｎ　　＆　　Ｓ　　Ｅ　　Ｊｏ
ｎｅｓの理論［Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｇ：Ｎｕｃｌ．Ｐｈｙｓ
．１２（１９８６）ｐｐ２１３〜２２１］に基づいたＳ
　　Ｅ　　Ｊｏｎｅｓ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
前記陰電極に貯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）。

【００１２】一方、気相中の核融合反応としては、重水
素ガスを充分に貯蔵させた水素貯蔵金属（パラジュウム
金属）を放電電極として重水素ガス中で放電を起こさせ
、該放電電極内で核融合を発生させる方法がＮｏｂｕｈ
ｉｋｏ　　ＷａｄａａｎｄＫｕｎｉｈｉｄｅ　　Ｎｉｓ
ｈｉｚａｗａによって１９８９年１１月２９日に発表さ
れた（Ｊａｐａｎｅｓｅ　　Ｊｏｕｒｎａｌ　　ｏｆ　
　Ａｐｐｌｉｅｄ　　Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．２８．
Ｎｏ．１１，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，１９８９，ｐｐ．Ｌ２
０１７〜Ｌ２０２０）（以後「放電電極核融合法」と称
す）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記の２つの核融合法
（「電解核融合法」と放電電極核融合法」）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
重水素を貯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。

【００１４】しかしながら、従来の放電電極核融合法で
は放電電極間にスパークが発生するため、電極間が電気
的に短絡状態となり、電極間に不必要な程に過剰な電流
が流れてしまい、投入エネルギーに対する出力エネルギ
ーの効率を著しく低下させる不都合があった。

【００１５】また電極間に高い電圧を印加させねばなら
ず、高電圧発生装置が必要になるなどの不都合があった
。

【００１６】また核融合が発生した後に水素貯蔵金属電
極内の重水素ガスが瞬時に吹き出されたと思われる痕跡
として、水素貯蔵金属電極の比較的表面側の層に、発泡
した痕跡や放電の痕跡が残り、その後のスパークによっ
ても核融合が生じなくなる場合があるなどの不都合があ
った。

【００１７】さらには、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）でなく重水素ガス（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
がまだ多く残されている。

【００１８】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図５に示される装置がある。

【００１９】同図において２０はガラス製のフラスコ、
２１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２１、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、図５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２
１と２２の発する熱を取出すこともできなかった。

【００２０】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、その主たる目的は、反応の効
率が飛躍的に向上した核融合発生方法及びその装置を提
供することにある。

【００２１】また、本発明の別の目的は、上述した核融
合発生方法を利用し、効率の向上した熱エネルギー出力
装置を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決する為の方法及び手段】本発明の目的を達
成する核融合発生方法は、重水素ガス中に装填された、
誘電体を挟み対向して配置された少なくとも一方が水素
貯蔵材からなる放電電極の間に交互電圧を印加して、少
なくとも水素貯蔵材からなる放電電極と該誘電体とに跨
がって放電を生じせしめて核融合を発生させることを特
徴とする。

【００２３】本発明の目的を達成するための核融合発生
装置は、重水素ガスを収容する収容体、重水素ガスが充
填された該収容体内に配設され、誘電体を挟み対向して
配置された少なくとも一方が水素貯蔵材からなる放電電
極、前記放電電極間に交互電圧を印加して放電を生じせ
しめるための電圧印加手段、を有することを特徴とする
。

【００２４】さらなる本発明の目的を達成する核融合法
による熱エネルギー出力装置は、重水素ガスを収容する
収容体と、重水素ガスが充填された該収容体内に配設さ
れ誘電体を挟み対向して配置された少なくとも一方が水
素貯蔵材からなる放電電極と該放電電極間に交互電圧を
印加して放電を生じせしめるための電圧印加手段と、前
記水素貯蔵材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、前記水素貯蔵材からなる放電
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
ことを特徴とする。

【００２５】

【作用】本発明は、重水素ガス中に装填された誘電体を
誘電体を挟み対向して配置された少なくとも一方が水素
貯蔵材からなる放電電極の、水素貯蔵金属電極中に重水
素を貯蔵させて、該放電電極との間に交互電圧を印加し
て、少なくとも水素貯蔵材からなる放電電極と該誘電体
とに跨がって放電を生じせしめることにより、放電電極
間を貫通する過剰な短絡電流を流すことなく、重水素イ
オンを水素貯蔵材からなる電極に加速衝突させて核融合
を発生させることを特徴とする高効率な核融合発生方法
を得るものである。

【００２６】更に、本発明に於ては、前記水素貯蔵材か
らなる放電電極近傍に（電解核融合法より）より強い電
界（例えば局部放電開始電界強度付近の電界）を形成す
ることで前記水素貯蔵材からなる放電電極中に重水素を
より効率良く貯蔵させて核融合の反応を一層高め得るも
のである。

【００２７】更には、本発明において、前記核融合によ
り発熱した放電電極を直接または放電電極間の誘電体に
熱伝導させてこの誘電体を、冷媒に接触せしめて冷媒に
熱伝達すると共に、前記水素貯蔵材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
エネルギーを得るものである。

【００２８】また更に本発明は、繰り返しの核融合の発
生を阻害する、核融合発生後の水素貯蔵材からなる電極
の痕跡（核融合が発生した後に水素貯蔵材からなる電極
内の重水素ガスが瞬時に吹き出された痕跡として、水素
貯蔵材からなる電極の比較的表面側の層に、発泡した痕
跡や放電の痕跡が残り、其の後のスパークによっても核
融合が生じににくなる）を誘電体を挟み対向して配置さ
れた少なくとも一方が水素貯蔵材からなる放電電極間に
高周波電圧を印加して放電せしめることにより該痕跡を
除去してくり返し核融合を発生せしめる、リフレッシュ
機能を持たせるものである。

【００２９】本発明において、放電電極の少なくとも一
方を構成する水素貯蔵材は、単一金属でも合金でも良い
。例えば、Ｃａ、Ｍｇ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、
Ｆｅ、Ｌａなどの単一金属、およびこれらのうちの一つ
を組成成分とする合金が使用できる。前記の合金の例と
しては、Ｐｄ系合金、Ｍｇ２Ｃｕ；Ｍｇ２ＮｉなどのＭ
ｇ系合金、ＴｉＦｅ；ＴｉＣｏ；ＴｉＭｎ；ＴｉＣｒ２
などのＴｉ系合金、ＺｒＭ２などのＺｒ系合金などを用
いることができる。

【００３０】また、ＣａやＭｍ（ミッシュメタル）など
で代表される希土類元素を含む希土類系の合金でもよく
、ＬａＮｉ５などのＬａ−Ｎｉ系合金や、ＣａＭｍＮｉ
ＡｌなどのＭｍ−Ｎｉ系合金等が有用に使用できる。

【００３１】この中でも特にＰｄとＴｉが本発明におい
て好適に用いられる。

【００３２】水素貯蔵材の水素貯蔵量はその貯蔵材の種
類によっても異なるが、貯蔵体の体積の７００〜１００
０倍の水素が貯蔵される。

【００３３】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。

【００３４】水素（以後の説明に於て、特別に断わるこ
となく「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。

【００３５】水素は水素貯蔵材としての金属または合金
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。その素反応とは、 ■水素分子の水素貯蔵材表面への物理吸着、■水素分子
の解離と原子状水素の化学吸着、■水素原子の表面層透
過、 ■水素原子の水素貯蔵材中への拡散・溶解、■飽和水素
固溶体からの水素化物の析出、等である。

【００３６】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
媒作用が存在する可能性もある。

【００３７】ところで一般に水素貯蔵材は水素吸蔵に伴
い体積膨張を生じ、その歪から粉末化を生じやすい。こ
れによる水素貯蔵材で構成された電極の粉末化を防ぐた
めには、水素貯蔵材粉末をＣｕ等の無機物やシリコンゴ
ム等の有機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。

【００３８】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
体の表面に水素貯蔵材の超微粒子構造を有する薄層を例
えばＣＶＤ法により設けて目的の電極を作るか、または
水素貯蔵材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て有効なことである。

【００３９】本発明に於て、水素貯蔵材から構成された
放電電極近傍に強い電界を形成するには、水素貯蔵材か
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。

【００４０】即ち、本発明に於て使用される水素貯蔵材
から構成された電極は、例えば同心円筒状配設における
筒電極構造体の芯電極、同心球状配設における球電極構
造体の中心球電極、針状電極と平板電極との電極構造体
における針状電極、針状電極と針状電極との電極構造体
におけるどちらかの針状電極、半同心円筒状配設の筒電
極構造体における芯電極の中の何れかとされるのが好ま
しい。

【００４１】本発明に於て使用できる水素貯蔵材から構
成された電極は、その形状を上記の様な、曲率半径を小
さく、幅を対向電極と同等か、これよりせまい形状に選
択されることにより、その近傍での電界を容易に強める
ことができる。

【００４２】本発明で用いる重水素ガスは、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大きい。

【００４３】本発明に於ては、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（１
Ｈ２）＋は電極間に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材からなる電極に引き寄せ
られて該水素貯蔵材からなる電極中に貯蔵される。貯蔵
後に、誘電体を挟み対向して配置された少なくとも一方
が水素貯蔵材からなる放電電極間に交互電圧好ましくは
１ｋＨｚ〜数十ＭＨｚの高周波電圧を印加して、該放電
電極間に高電界を発生させる。このようにして水素貯蔵
材からなる放電電極と該誘電体とに跨がって強力な放電
を生じせしめて、十分に加速され核融合断面積が大きく
なった重水素イオンを水素貯蔵材からなる電極に向けて
衝突到達せしめて高い確率で核融合を発生させることが
出来る。この方法は放電電極間に固体誘電体を配設して
あるため、放電電極間に加えることのできる電圧は、誘
電体が絶縁破壊を起こす直前まで電圧を高められる。こ
のために重水素ガスにさらされた水素貯蔵材からなる電
極と誘電体との間の電界強度は著しく高めることができ
る。したがって、従来のように放電電極間を貫通して短
絡するスパーク放電ないしはブレークダウン放電を起こ
させなくても、充分に加速され核融合断面積が大きくな
った重水素イオンを水素貯蔵材からなる電極に向けて衝
突到達せしめることができる、充分に強力な放電を起こ
させることができるから、従来の放電電極核融合法より
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く推定の域を出
ないが、この充分に強力な放電により、水素貯蔵材から
なる電極が、瞬間、局部的に高温になるばかりでなく、
該電極を構成する水素貯蔵材に、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
（水素貯蔵材の構成原子ばかりではなく、水素貯蔵材内
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）を瞬時に激しく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。または、水素貯
蔵材からなる電極に、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材中に、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。

【００４４】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エネルギー波としては、好適
な例の１つとして示した衝撃電圧の他、衝撃電流、ジャ
イアント・パルス・レーザ、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。この中でも簡便で衝撃効果
の充分高い、強力な放電が可能な交互電圧を印加するの
が良い。付与される交互電圧の波形は、矩形状、曲線状
、パルス状等何れの形状でも良い。又、付与される交互
電圧は連続的でも、適当な時間的間隙を置いて電極に付
与しても良い。

【００４５】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手段に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。

【００４６】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、間に誘電体を挾んだ放電電極間で強力な放電を
起こさせる際に、放電電極間に印加する電圧としては、
交番電圧等の交互電圧であれば、継続して放電をさせる
ことができる。このうちで核融合を生じせしめるには、
少なくとも水素貯蔵金属電極側がある時間の間陰極側に
なる様な極性の電圧相の時、重水素の陽イオン（重水素
原子核）は重水素を貯蔵した水素貯蔵金属電極に激しく
衝突し、有効である。このための交互電圧は直流電圧が
重畳された交番電圧であっても、たんに交番電圧であっ
ても、また交互するパルス電圧であってもよい。

【００４７】本発明において放電電極間に挾まれた誘電
体はアルミナ等のセラミック、雲母、耐熱ガラス等でも
良いが、好ましくは熱伝導性も良いアルミナ等の粉体を
練ったグリーン・シートを焼き固めたセラミックが良い
。さらにこの誘電体の形状は、板状でも、この板状に特
定の曲率をもたせたものでも、円筒状でも良い。

【００４８】また更にこの誘電体を水素貯蔵材からなる
電極に接触させてもまた非接触に配置させても良い。更
には一方の電極をこの誘電体で密着被覆しても良い。一
方の電極をこの誘電体で密着被覆した場合には、他方の
電極は重水素ガス中に露出する必要があり、この電極は
当然水素貯蔵材である必要がある。

【００４９】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、ガラスやステン
レス・スチールから構成された容器で良く、本装置にお
ける高電圧部とはこの容器と電気的に絶縁された状態で
配設されている。

【００５０】本発明に於いて使用される、前記水素貯蔵
材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、水素貯蔵材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
一端または水素貯蔵材からなる放電電極に接した誘電体
（放電電極で挾まれた誘電体）の一端（熱伝達体）を冷
却剤液で覆って、放電電極で発熱した熱を冷媒（冷却剤
）に熱伝達するようにしたもので良い。この際に冷媒（
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または水素貯蔵材か
らなる放電電極に接した誘電体（放電電極で挾まれた誘
電体）の一端（熱伝達体）の表面積を増して熱伝導を良
くするために、これらの一端を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。

【００５１】また前記収納手段の外側に設ける、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
段としては、その構造原子として水素原子を含んだ液体
が好適に用いられる。

【００５２】より具体的には、密度も高く、対流による
冷却効果も期待できる水やノルマル・オクタン、ノルマ
ル・デカン等の炭化水素液体やシリコンオイル等のケイ
素化水素液体（中性子減速液）を設ければ良い。

【００５３】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液体を使用
するときには、その液体の構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。

【００５４】

【実施例】図１は、本発明の特徴を示す核融合発生装置
および核融合による熱エネルギー出力装置の代表例を示
している。

【００５５】図２は本発明で用いることのできる放電電
極間に印加する電圧波形の例を示す。

【００５６】図３は本発明の核融合に用いる種々な放電
電極の組み合わせの例のうち、水素貯蔵材からなる電極
が電極間の誘電体に非接触で近接して配設されている例
を示す。図４は、本発明の核融合に用いる種々な放電電
極の構造体のうち、水素貯蔵材からなる電極が電極間の
誘電体に接触して設定されている例を示す。

【００５７】図１においては１は核融合発生容器（収納
手段）、２は核融合発生容器１を塞ぐ円盤状の蓋、３は
誘電体に沿ってその内部に埋もれて設けられた板状放電
電極、４−１〜４−７はこの先が核融合発生容器１の内
部に突き刺さるようにして板状放電電極３の表面の誘電
体層に接近対向して配置された水素貯蔵材からなる針状
の放電電極。５は水素貯蔵材からなる針状の放電電極４
−１〜４−７と板状放電電極３との間に交互電圧を印加
して放電電極４−１〜４−７の先端近傍で放電を起こさ
せるための電源で、５−１は電源Ｖ１を示し図２（ａ）
に示すような極性が交互する連続したパルスと連続した
パルスとの間にパルスの休止状態が存在する電圧波形を
発生する電源。５−２は電源Ｖ２を示し、図２（ｂ）に
示す連続したパルスを継続して発生する電源。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ポンプ
、７は空気を抜き除去した後の核融合発生容器１内を重
水素ガスで充満させる（１０−３Ｔｏｒｒ〜数気圧）た
めの重水素ガス・ボンベ、８、９、１０は開閉可能な弁
、１１は水素貯蔵材からなる放電電極４（４−１〜４−
７）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４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くするためのフィン状
熱伝達部（熱伝達体）、１２はガンマー線等の電磁波を
吸収させ、かつ冷却剤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、１３
はその遮蔽容器１２内で核融合発生容器外の発熱により
温度上昇した水素貯蔵材としてのＰｄからなる放電電極
４の熱伝達部（熱伝達体）１１を冷却するための冷却剤
と核融合発生容器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）とを合わせ持った液、１４は熱交換
機で、１５は運ばれてきた水と、それが熱交換機１４で
本来蒸気になったその蒸気とを運ぶ水、蒸気導通路とし
ての水・蒸気パイプ、１６はタービン、１７はタービン
に直結された発電機、１８はタービンを回すのに使われ
た水蒸気を冷やして水を戻すための復水機である。図１においてタービン１６、発電機１７、復水機１８は
破線で示してある。

【００５８】また、電源Ｖ２（５−２）で発生した電圧
は、スイッチ１９の切り換えによって印加する放電電極
を選択することができる。水素貯蔵材からなる針状放電
電極４と板状放電電極３とに電源５によって交互電圧が
印加される。水素貯蔵材からなる針状放電電極４の先端
近傍の周辺の電界強度は少なくとも電離放電（グローコ
ロナ放電・コロナ放電を意味する）開始電界強度以上に
なっている。板状放電電極３に対して水素貯蔵材からな
る針状放電電極４に負極性電圧相が印加された時、その
周辺の電界が集中しているために放電電極４の周辺の電
界強度は少なくとも電離放電（グローコロナ放電・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４の近傍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４に引張ら
れ、集められる。集められた陽イオンは放電電極４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
４に吸蔵される。放電電極４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４の水素吸蔵金蔵に吸蔵される。充分に重水素が放電電極４の水素貯蔵材に貯蔵されると
、核融合を起こすことができる。

【００５９】また充分に重水素が放電電極４の水素吸蔵
材に貯蔵された後、またはその途中で、針状の放電電極
４と板状放電電極３の表層の誘電体（針状の放電電極４
と板状放電電極３との間の誘電体）との間に跨がって強
烈な放電が生じる程に図２に示す様に充分に高い交互電
圧をこの放電電極３と４との間に印加して、少なくとも
水素貯蔵材からなる放電電極と放電電極に挾まれた誘電
体とに跨がって放電を生じせしめることによって、従来
の放電電極核融合法以上に高い確率で水素貯蔵材からな
る放電電極４の内部に核融合を起こさせることができる
。このことは放電電極４と放電電極３の表面上の誘電体
層との間に跨がって強烈な放電が生じることにより水素
貯蔵材からなる放電電極４が局部的に瞬間高温になるば
かりでなく、重水素が充分にこの水素貯蔵材からなる電
極に衝撃波を生じせしめて内部の原子（水素貯蔵材ばか
りでなく、重水素原子）も激しく瞬時に振動せしめるこ
とによって核融合を生じやすくしていると思われる。また両電極間に充分に高い瞬時の高電界電圧（放電電極
４と放電電極３との間に誘電体層がない場合であれば確
実にこの電極間でブレーク・ダウンが生じるような電圧
）を印加して放電を生じせしめることにより、水素貯蔵
材に格子欠陥を起こさせ、これにより水素貯蔵材内の重
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。

【００６０】図２（ａ）（ｂ）に電源５によって放電電極３と４とに
印加する電圧波形の例を示す。５−１は電源Ｖ１を示し
図２（ａ）に示すような極性が交互する連続したパルス
と連続したパルスとの間にパルスの休止状態が存在する
電圧波形を発生する電源。５−２は電源Ｖ２を示し、図
２（ｂ）に示す連続パルスを継続して発生する電源。

【００６１】図２（ａ）におけるパルスの休止状態は、核融合発生容
器１内の重水素ガスを水素貯蔵材からなる放電電極４内
に貯蔵させるためである。すなわち、放電電極４の先端
近傍の電界強度が放電にとって過剰な程に高すぎる電界
強度になって放電し、局部的にせよ放電電極４が高温に
なり、核融合が発生した後に放電電極４内に重水素ガス
が吸蔵されなくなることを防ぐためである。従って図２
（ａ）では放電電極４内に重水素ガスを吸蔵させるため
に、パルスを休止させているが、この時に放電電極４と
板状放電電極３との間に弱い電圧を印加することによっ
て、放電電極４の先端近傍で弱いコロナ放電を起こさせ
て発生した重水素イオンを放電電極４に電界によって引
っ張り、放電電極４を貯蔵に障害を与えるほど昇温させ
ることなく、放電電極４内に積極的に重水素ガスを貯蔵
させることにより、放電電極４内に積極的に重水素ガス
を貯蔵させる効率を高めることができる。この時に放電
電極４と板状放電電極３との間に印加する電圧は放電電
極４の先端近傍が放電開始するに必要な電圧以上で、こ
の放電電圧値近くの電圧値が良い。

【００６２】また、核融合発生が少なくなって、放電電
極４内に積極的に重水素ガスを貯蔵させる段階に入るま
えに、放電電極４の先端近傍の電界強度が放電にとって
過剰な程に高すぎる電界強度になるように放電電極３と
放電電極４とにパルスを含む交互電圧を１０サイクル以
上継続して印加することは次の理由から有効である。そ
の理由は繰り返しの核融合の発生を阻害する核融合発生
後の水素貯蔵材からなる電極の痕跡（核融合が発生した
後に水素貯蔵材からなる電極内の重水素ガスが瞬時に吹
き出された痕跡として、水素貯蔵材からなる電極の比較
的表面側の層に、発泡した痕跡や放電の痕跡が残り、其
の後の強烈な放電によっても核融合が生じにくくなる）
を放電電極４の先端近傍の放電によって（おそらくスパ
ッター効果によって）除去し、再び重水素を貯蔵した水
素貯蔵材からなる電極４で核融合を生じせしめるリフレ
ッシュ効果が得られる点である。

【００６３】図３及び図４は本発明の核融合に用いるこ
とのできる種々な放電電極の組み合わせの例を示す。図
３は水素貯蔵材からなる電極が電極間の誘電体に非接触
で近接して設定されている例を、図４は水素貯蔵金属か
らなる電極が電極間の誘電体に接触して設定されている
例をそれぞれ示す。

【００６４】図３に示した放電電極３、４による放電電
極系は図１に示した放電電極系にほぼ同じで、水素貯蔵
金属からなる電極４がこの電極と対向電極３との間に設
けられた誘電体に非接触で近接して設定されている例で
ある。水素貯蔵材からなる放電電極４の後端部には水素
貯蔵材からなる放電電極４（４−１〜４−７）内で発熱
した熱を冷却剤（冷媒）に放熱（熱伝達）させるために
冷却剤に接する表面積を増して放熱をよくするために設
けられたフィン状熱伝達部（熱伝達体）１１１が設定さ
れている。

【００６５】この放電電極系で板状放電電極３が誘電体
の板状の内部に埋もれるようにして設けられているが、
板状放電電極３を誘電体の板の背後に露出して設けても
よい。さらに水素貯蔵材からなる針状の放電電極４に対
向して誘電体板１１２の背後に設けられた放電電極３の
形状を板状でなく棒状にして、かつパラジュウム等の水
素貯蔵材で形成すると、効率的に核融合を発生させるこ
とができる。すなわち、放電電極３、４間に同じ交互電
圧を印加することによっても、放電電極４だけでなく放
電電極３においても核融合を容易に発生させることがで
きる。

【００６６】図４は水素貯蔵材からなる電極が電極間の
誘電体に接触して設定されている放電電極系の例をそれ
ぞれ示す。図において１１２は電気絶縁性の誘電体。１
１３は水素貯蔵金属からなる放電電極４内で発熱した熱
がアルミナ誘電体に熱伝達され、この熱伝達された熱を
冷却剤（冷媒）に放熱（熱伝達）させるために、この誘
電体１１２の端部表面積を増して冷却剤１３に接触させ
て放熱をよくするために設けられた熱伝達部（熱伝達体
）である。この目的は図１のフィン状熱伝達部（熱伝達
体）１１、さらには図３の熱伝達部（熱伝達体）１１１
と同じである。但し熱伝達部（熱伝達体）１１３は放電
電極４と電気的に接続されていないために、中性子を減
速させる目的も有する冷却剤１３として電気絶縁性の高
くない、一般的な水も使用できる点で大変に有効である
。水は水素原子も多く含み、衝突により中性子の運動エ
ネルギーを減速させて、この分エネルギーを水素原子が
得ることによって中性子の運動エネルギーを熱エネルギ
ーに変換する効果も高く、かつ冷却効果も高い点でこれ
が使えることは大変に価値が高い。

【００６７】熱伝達部（熱伝達体）１１３は図１の核融
合発生容器１と遮蔽容器１２との間に出るように設定し
、中性子を減速させる目的も有する冷却剤１３に接触さ
せる。当然ではあるが、放電電極系部は重水素で満たさ
れた核融合発生容器１内に位置するように設定させる。

【００６８】図４（ａ）は放電電極系として線状の放電電極３の表面
にアルミナ等の誘電体１１２が被覆され、その誘電体１
１２の表面に、Ｐｄ等の水素貯蔵金属からなる２本の線
状の放電電極４を平行にラセン状に巻いて作った例であ
る。スイッチ１９は図１に示したように２本の線状の放
電電極４に放電電極３に対して交互に電圧を印加するた
めである。

【００６９】図４（ｂ）は放電電極系として板状放電電極３とＰｄ等
の水素貯蔵材からなる線状の放電電極４とを、アルミナ
等の誘電体１１２の層を挟むようにして互いに対向して
配置した例である。この時Ｐｄ等の水素貯蔵材からなる
線状の放電電極４は板状放電電極３の幅のほぼ中心に沿
って配置され、さらに板状放電電極３の表面に接して設
けられた板状の誘電体１１２上に接して設けられている
。

【００７０】図４（ｃ）は放電電極系として板状の誘電体１１２を挟
むようにして、Ｐｄ等の水素貯蔵材からなるＵ字状の放
電電極４と２本の放電電極３とが図の様に対向して設け
られている。さらに詳しくは２本の放電電極３はＵ字状
の縦の２辺に対向して図のように設けられている。図で
は分かり易くするために、Ｕ字状の放電電極４の幅を放
電電極３の幅よりかなり太く書いてあるが、放電電極４
の幅は放電電極３の幅とほぼ等しい幅が狭い幅であるこ
とが放電電極４の縁を放電させるために望ましい。

【００７１】図４（ｄ）は対向する放電電極３と放電電極４とが露出
している例を示す。放電電極３を誘電体１１２の背面に
露出させて配置させ、放電電極３の材料としてＰｄ等の
水素貯蔵材を使い、放電電極３の幅と放電電極４の幅と
をほぼ同じに設定すると、放電電極４だけでなく放電電
極３でも核融合を生じさせることができる。このように
すると、対向した二つの電極で同時に効率良く核融合を
発生させることができた。スイッチ１９は放電電極３の
内どちらの電極を放電させて核融合させるかを選択する
ためのスイッチである。この時も２本の線状の放電電極
３を誘電体１１２の背面に露出させて配置させ、放電電
極３の材料としてＰｄ等の水素貯蔵材を使って放電させ
たときには、同時にどちらかの線状の放電電極３の誘電
体１１２と接触している縁で放電を起こし核融合を発生
させるかが選択される。

【００７２】本発明に於いて使用される水素貯蔵材から
構成された電極は、その形状を上記の様な曲率半径を小
さく、幅を対向電極と同等かこれよりせまい形状に選択
さ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。

【００７３】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−２４
０度である。

【００７４】本発明で用いる重水素ガスは、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大きい。

【００７５】図６に重水素ガスの放電特性を示す。この
特性は、直径が０．５インチの一対の球電極を対向させ
た電極構成において、これらの電極間に直流電圧を印加
した場合の絶縁破壊電圧を示しており、重水素ガスの圧
力（ｔｏｒｒ）と電極間隙長（ｃｍ）との積に対しての
絶縁破壊圧（Ｖ）の実測値である。

【００７６】このような電極構成における電極間の電界
は、ほぼ平等電界になっているので、放電は部分放電に
至らずにいきなり絶縁破壊に至る絶縁破壊電圧即ち火花
放電電圧を意味している。この図により部分放電開始電
圧を近似的に知ることができる。

【００７７】本発明に於いては、重水素ガス中に少量の
トリチュウム（１Ｈ３）が含有することはさしつかえな
い。重水素ガスだけでなくこれに少量のトリチュウムガ
スを含有させておくと、核融合が生じたときにより高い
運動エネルギーをもった中性子を放出させることができ
、この中性子の運動エネルギーを運動エネルギー熱交換
体により熱エネルギーとして多く取り出せる点で、有効
である。

【００７８】本発明に於いては、水素貯蔵材で構成され
る電極に付与される衝撃エネルギー波としては、好適な
例の１つとして示した衝撃電圧の他、衝撃電流、ジャイ
アント・パルス・レーザ、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。この中でも簡便で衝撃効果の
充分高い、強力な放電が可能な交互電圧を印加するのが
良い。

【００７９】本発明に於いて水素貯蔵材で構成される放
電電極に重水素を吸蔵させるためにグローコロナ放電、
コロナ放電等の放電を起こさせる際、また水素貯蔵材で
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、間に誘電体を挟んだ放電電極間で強力な放電
を起こさせる際に、放電電極間に印加する電圧としては
、交番電圧等の交互電圧であれば、継続して放電をさせ
ることができる。このうちで核融合を生じせしめるには
、少なくとも水素貯蔵材からなる電極側が陰極性の電圧
相になる時、重水素の陽イオン（重水素原子核）は重水
素を貯蔵した水素貯蔵材からなる電極に激しく衝突する
ので有効である。このための交互電圧は直流電圧が重畳
された交番電圧であっても、たんに交番電圧であっても
、また交互するパルス電圧であってもよい。

【００８０】この場合、パルス波形の立上がり電圧が時
間的に早い方が放電遅れが生じてより高い電圧が電極間
のガス部に実際に加わり、さらに衝撃的電圧印加による
核融合発生確率の向上の上から、数ナノ秒〜１０００マ
イクロ秒、より好ましくは１００ナノ秒〜６００マイク
ロ秒のパルス幅の衝撃的電圧を印加することができる。

【００８１】印加する交互電圧は、連続的でも適当な時
間的間隙をおいて電極に印加するものでも良い。

【００８２】上記のように時間的間隙（休止時間）をお
いて交互電圧を電極に印加する場合、その時間的間隙（
休止時間）は数十秒以上であることが望ましい。

【００８３】放電電極間に印加する電圧波形は、図２（
ａ）、（ｂ）示した鋸歯状の電圧波形のみに限定される
ことなく、これ以外に、矩形波形、三角波形、正弦波形
等の電圧波形、さらにこの波形に直流電圧を重畳した電
圧波形を印加しても良い。同様に印加する電圧波形の周
波数として基本的にはその周波数が限定されるものでは
ないが、好ましくは１ｋＨｚ〜数十ＭＨｚの高周波電圧
を印加した方が高い熱出力エネルギーや高密度の中性子
線源を得ることができる点で有効である。

【００８４】また、電圧の大きさは、放電電極に部分放
電を生じる値以上で、誘電体を破壊するような電圧以下
の範囲において、できるだけ大きな値に設定するのが望
ましい。

【００８５】本発明において放電電極間に挟まれた誘電
体はアルミナ等のセラミック、雲母、耐熱ガラス等でも
良いが、好ましくは熱伝導性も良いアルミナ等の粉体を
練ったグリーン・シートを焼き固めたセラミックが良い
。また誘電体の厚さは１ｍｍ以下、好ましくは５００マ
イクロｍ以下、さらに好ましくは２０〜２００マイクロ
ｍ程度が好ましい。

【００８６】誘電体の厚さが上記の範囲であれば、電源
電圧を高くしなくて済む。上記の誘電体の形状は、板状
でも、この板状に特定の曲率をもたせたものでも、円筒
状でも良い。

【００８７】また更にこの誘電体を水素貯蔵材からなる
電極に接触させてもまた非接触に配置させても良い。更
には一方の電極をこの誘電体で密着被覆しても良い。一
方の電極をこの誘電体で密着被覆した場合には、他方の
電極は重水素ガス中に露出する必要があり、この電極は
当然水素貯蔵材である必要がある。

【００８８】ある時刻で複数の放電電極４の電位を互い
に独立に決定することを保証するためには、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
水素貯蔵金属からなる放電電極４の熱伝達部（熱伝達手
段）１１を冷却するための冷却剤と核融合発生容器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）と
を合わせ持った液１３が電気絶縁性でなければならない
。この液１３の電気抵抗率は、少なくとも１００Ｖ／ｍ
ｍ以上の電界を印加した３０秒後の電気抵抗率が１０１
２Ωｃｍ以上であることが好ましい。

【００８９】本発明において遮蔽容器１２を構成する材
料は、鉄以上の高い原子番号の原子を含むことが望まし
く、具体的には、Ｆｅ，Ｐｂ，Ｃｏ，Ｎｉ，ステンレス
等が用いられる。またこれらの金属とコンクリートとが
多層構造を成す複合材も好適に用いられる。

【００９０】本発明の核融合発生装置において、放電電
極系を交換出来るようにしておくと、使用済みの放電電
極系を容易に交換出来る点で、核融合熱エネルギー出力
装置として大変に便利である。特に図４（ａ），（ｂ）
，（ｃ），（ｄ）に示した様に、放電電極３と放電電極
４とが誘電体１１２に接触して固定されている場合には
安全かつ容易にこの放電電極系（放電電極３、放電電極
４、及これらに挟まれた誘電体１１２）を交換出来る。

【００９１】（実施例１）図１のように、核融合発生容器１を円盤状の蓋２で塞い
だ内部に、厚み１５０μｍの誘電体としてのアルミナ板
に沿ってその内部に埋れて設けた板状放電電極３を配置
した。さらに、核融合発生容器１の内部に突き刺さるよ
うに、かつ、前記板状放電電極３の表面のアルミナから
なる誘電体層に１０μｍの間隙をおいて、接近対向して
水素貯蔵材としてのＰｄからなる針状の放電電極４−１
〜４−７を配置した。

【００９２】Ｐｄからなる針状の放電電極４（４−１〜
４−７）には、放熱効率を良くするために、熱伝達体と
してのフィン状熱伝達部を設けてある。

【００９３】核融合発生容器を囲んで、ステンレススチ
ール層の外側をＰｂを含むコンクリート層で覆った２重
構造の遮蔽容器１２を設けた。遮蔽容器１２内で、かつ
核融合発生容器外の空間には、発熱により温度上昇した
Ｐｄからなる放電電極４に設けたフィン状熱伝達部１１
を冷却するための冷却剤の機能を有し、かつ、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としての機
能を有する液体１３として、電気絶縁性の高い東芝シリ
コン（株）製のシリコンオイル（粘性２００ｃｓ、電気
抵抗率１０１３Ω・ｃｍ以上）を満たした。

【００９４】核融合発生容器１内の空気を真空ポンプ６
で除去し、空気除去後の核融合発生容器１内に重水素ガ
ス・ボンベ７から重水素ガスを導入して充満させた。本
実施例では重水素ガスの圧力は大気圧とした。

【００９５】核融合発生容器１からの空気の除去及び核
融合発生容器１への重水素ガスの導入には、開閉可能な
弁８、９、１０を用いた。

【００９６】Ｐｄからなる針状の放電電極４−１〜４−
７と板状放電電極３との間に交互電圧を印加し、放電電
極４−１〜４−７の先端近傍で放電を起こすことができ
るように電源５−１及び５−２を接続した。５−１は電
源Ｖ１を示し、図２（ａ）に示すような極性が交互する
連続したパルスと連続したパルスとの間にパルスの休止
状態が存在する電圧波形を発生する電源である。また、
５−２は電源Ｖ２を示し、図２（ｂ）に示す連続したパ
ルスを継続して発生する電源である。

【００９７】まず、電源Ｖ１（５−１）を用いて板状放
電電極３と放電電極４−５、４−６、４−７との間に極
性が交互に変化するパルス電圧を印加した。

【００９８】印加した波形は図２（ａ）に示したもので
あり、パルスの尖端電圧値の絶対値は２ｋＶ、１サイク
ルが１０−５秒、休止時間を２０秒とした。

【００９９】以上のような構成、方法によって核融合を
発生させたところ、電気入力以上の熱エネルギーを出力
することができた。

【０１００】具体的には、熱エネルギーの出力は、入力
した電気エネルギーの２倍以上であった。

【０１０１】次に電源Ｖ１（５−１）は使用せず、電源
Ｖ２（５−２）とスイッチ（ＳＷ）１９、放電電極４−
１、４−２、４−３、４−４を用いて核融合を生じさせ
た。印加電圧波形は図２（ｂ）に示すものであり、パル
スの尖端電圧値の絶対値は２ｋＶ、１サイクルが１０−
５秒（１００ｋＨｚ）であった。

【０１０２】図１において１９はスイッチで、スイッチ
１９を切り替えることによって、板状放電電極３の下方
に配置された水素貯蔵金属からなる放電電極４−１、４
−３と放電電極４−２、４−４とに交互に強烈に放電さ
せてより確実に高い確率で核融合を生じさせる過程と、
強烈な放電を停止させて重水素を水素貯蔵材からなる放
電電極４に吸蔵・貯蔵させる過程とを与えた。これによ
り図２（ａ）に示した電圧波形を放電電極４ー５〜４−
７に加える方法と同様の効果を得ることができた。

【０１０３】（比較例）図５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、２１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２１、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、この方法で
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を冷却させて熱を取出す
ことも、電気的なリークをさせないで達成することはで
きなかった。

【０１０４】（実施例２）放電電極系を、図４（ａ）に示した構成にした以外は実
施例１と同様の条件で核融合を発生させた。

【０１０５】本実施例の電極構成は、線状の放電電極３
、放電電極３を被覆したアルミナからなる誘電体１１２
、該誘電体１１２の表面に巻かれた水素貯蔵材としての
Ｐｄからなる２本の放電電極４からなる。放電電極４は
任意に一方を選択できる。

【０１０６】このような電極構成をとったので、放電電
極３と選択された放電電極４の間の任意の箇所の放電路
において、放電路が貫通するブレークダウン放電が生じ
得ない。このため、２つの電極間に電圧が印加されてい
る間に放電電極４に沿ってほぼ同時に複数の放電が形成
された。実施例１と同一の電圧（図２（ｂ））印加に対
し、複数の放電が形成され、複数の箇所で核融合が発生
するので、実施例１よりもさらに効率よく核融合を発生
させることができ、効率よく熱エネルギーを得ることが
できた。

【０１０７】（実施例３）放電電極系を、図４の（ｂ）に示した構成にした以外は
実施例１と同様の条件で核融合を発生させた。

【０１０８】本実施例の電極構成は、アルミナからなる
板状誘電体１１２の内部に設けられた板状放電電極３、
該板状誘電体１１２をはさんで該板状放電電極３と平行
に対向するＰｄからなる線状放電電極４からなる。

【０１０９】このような電極構成をとったので、２つの
電極間の任意の箇所の放電路において、放電路が貫通す
るブレークダウン放電が生じ得ない。このため、２つの
電極間に電圧が印加されている間に、線状放電電極の長
軸方向に沿ってほぼ同時に複数の放電が形成された。

【０１１０】実施例１と同一の電圧（図２（ａ））の印
加に対し、複数の放電が形成され、複数の放電に対応し
て水素貯蔵体内の複数の箇所で核融合が発生するので実
施例１よりもさらに効率よく核融合を発生することがで
きた。

【０１１１】また、効率よく熱エネルギーを得ることが
できた。

【０１１２】（実施例４）放電電極系を、図４の（ｃ）に示した構成にした以外は
実施例１と同様の条件で核融合を発生させた。

【０１１３】本実施例の電極構成は、アルミナからなる
板状誘電体１１２の内部に設けられた２本の放電電極３
、該板状誘電体１１２をはさんで該放電電極３と平行に
対向するＰｄからなるＵ字状の放電電極４からなる。

【０１１４】このような電極構成をとったので、２つの
電極間の任意の箇所の放電路において、放電路が貫通す
るブレークダウン放電が生じ得ない。このため、２つの
電極間に電圧が印加されている間に、線状放電電極の長
軸方向に沿ってほぼ同時に複数の放電が形成されたので
実施例１と同一の電圧印加（図２（ａ））に対し、実施
例１よりもさらに効率よく核融合を発生させることがで
きた。

【０１１５】（実施例５）放電電極系を、図４（ｄ）に示した構成にした以外は実
施例４と同様の条件で核融合を発生させた。

【０１１６】本実施例の電極構成は、アルミナからなる
誘電体１１２を挟んで、水素貯蔵材としてのＰｄからな
る放電電極４と水素貯蔵材としてのＰｄからなる放電電
極３（Ｐｌ）を露出して配設したものである。

【０１１７】スイッチ１９によって、２本の放電電極３
を交互して放電させるように選択した。

【０１１８】このような電極構成を用いたので、放電電
極４だけでなく、選択された放電電極３においても核融
合が発生するので、実施例４よりもさらに効率よく核融
合を発生させることができ、これに伴って熱エネルギー
を得ることができた。

【０１１９】（実施例６）板状放電電極３と放電電極４との間に印加する、極性が
交互に変化するパルスの尖端電圧値の絶対値を４ｋＶと
した以外は実施例１と同様に核融合を発生させた。高い
確率で核融合が発生し、実施例１よりも効率よく熱エネ
ルギーを出力することができた。

【０１２０】（実施例７）板状放電電極３と放電電極４との間に印加する極性が交
互に変化するパルスの周波数を１０ＭＨｚとした以外は
実施例１と同様に核融合を発生させた。この場合、実施
例１よりも大きい熱エネルギー出力を得ることができた
。

【０１２１】（実施例８）板状放電電極３および放電電極４として水素貯蔵材の超
微粉末を成型したものを用いた以外は実施例１と同様に
核融合を発生させた。

【０１２２】この場合、水素貯蔵材からなる放電電極に
重水素を効率よく貯蔵させることができるので実施例１
よりも効率よく熱エネルギーを出力できた。

【０１２３】（実施例９）図２（ａ）に示す印加電圧にかえて、図２（ａ）におい
てパルスが休止している時に放電電極４と板状放電電極
３との間に弱い電圧を印加した以外は実施例１と同様に
核融合を発生させた。

【０１２４】ここで弱い電圧は、放電電極４の先端近傍
が放電開始するに必要な電圧以上で、放電電圧４の先端
近傍が放電開始するに必要な電圧近くの値とした。

【０１２５】この弱い交番電圧を印加することにより、
放電電極４の先端近傍で弱いコロナ放電を起こして重水
素イオンを発生させ、電界によって放電電極４内に前記
重水素イオンを積極的に貯蔵させることができるので、
実施例１よりも効率よく核融合を発生させることができ
、効率よく熱エネルギーを得ることができた。

【０１２６】（実施例１０）前記弱い交番電圧を印加する前に、放電電極４の先端近
傍の電界強度が放電にとって過剰な程に高過ぎる電界強
度になるように放電電極３と放電電極４との間にパルス
を含む交互電圧を継続して２０サイクル印加した点以外
は実施例９と同様に核融合を発生させた。この交互電圧
を印加することにより、Ｐｂからなる放電電極４の表面
層に生じている発泡や放電の痕跡が除去されるので、核
融合を確実に再度発生させることができた。このため、
実施例１よりも一層確実に熱エネルギーを得ることがで
きた。

【０１２７】（実施例１１）水素貯蔵材としてのＰｄからなる放電電極を、水素貯蔵
材としてのＴｉからなる放電電極に変えた以外は実施例
１と同様に核融合を発生させたところ、実施例１と同様
の結果を得た。

【０１２８】以上説明したように、本発明の核融合発生
方法及びその装置、熱エネルギー出力装置、電気エネル
ギー出力装置によれば、核融合を利用することにより、
熱エネルギーまたは電気エネルギーを高効率で得ること
ができた。

【０１２９】さらに詳しくは、本発明は、重水素ガス中
に装填された、誘電体を挟み対向して配置された少なく
とも一方が水素貯蔵材からなる放電電極の、水素貯蔵材
からなる電極中に重水素を貯蔵させて、該放電電極との
間に交互電圧を印加して、少なくとも水素貯蔵金属から
なる放電電極と該誘電体とに跨がって放電を生じせしめ
ることにより、放電電極間を貫通する過剰な短絡電流を
流すことなく、重水素イオンを水素貯蔵材からなる電極
に加速衝突させて核融合を発生させることを特徴とする
高効率な核融合発生方法を得ることができた。

【０１３０】更に、本発明においては、前記水素貯蔵材
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
前記水素貯蔵材からなる放電電極中に重水素をより効率
よく貯蔵させて核融合の反応を一層高めることができた
。

【０１３１】また更に本発明は、繰り返しの核融合の発
生を阻害する、核融合発生後の水素貯蔵材からなる電極
の痕跡（核融合が発生した後に水素貯蔵材からなる電極
内の重水素ガスが瞬時に吹き出された痕跡として、水素
貯蔵材からなる電極の比較的表面側の層に、発泡した痕
跡や放電の痕跡が残り、その後のスパークによっても核
融合が生じにくくなる）を誘電体を挟み対向して配置さ
れた少なくとも一方が水素貯蔵材からなる放電電極間に
高周波電圧を印加して放電せしめることにより該痕跡を
除去して繰り返し核融合を発生させる、リフレッシュ機
能を持つものである。

【０１３２】更には、本発明において、前記核融合によ
り発熱した放電電極を直接または放電電極間の誘電体に
熱伝導させてこの誘電体を、冷媒に接触せしめて冷媒に
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
熱エネルギーを得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の核融合発生方法、核融合を用いた熱エ
ネルギー出力装置、電気エネルギー出力装置を説明する
ための模式図。

【図２】本発明で用いることのできる放電電極間に印加
する電圧波形の例を示す図。

【図３】本発明で用いることのできる種々の放電電極構
成のうち、少なくとも水素貯蔵材からなる放電電極と誘
電体が非接触に構成される例（Ｐｌ）を示す図。

【図４】本発明で用いることのできる種々の放電電極構
成のうち、少なくとも１つの放電電極が誘電体と接触し
て構成される例を示す図。

【図５】従来の放電電極核融合を発生するための装置の
一例を示す模式図。

【図６】重水素ガスの電気絶縁破壊電圧（火花放電電圧
）を示す図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　重水素中に装填された、誘電体を挟み
対向して配置された少なくとも一方が水素貯蔵材からな
る放電電極の間に交互電圧を印加して、少なくとも水素
貯蔵材からなる放電電極と前記誘電体とにまたがって放
電を生じせしめて核融合を発生させることを特徴とする
核融合発生方法。
【請求項２】　　前記放電電極の少なくとも一方が複数
である請求項１の核融合発生方法。
【請求項３】　　前記放電電極の少なくとも一方が前記
誘電体に被覆されている請求項１の核融合発生方法。
【請求項４】　　前記水素貯蔵材からなる放電電極が前
記誘導体と接触して配設されている請求項１の核融合発
生方法。
【請求項５】　　前記水素貯蔵材からなる放電電極が水
素貯蔵材粉体の成型体である請求項１の核融合発生方法
。
【請求項６】　　前記水素貯蔵材からなる放電電極がＰ
ｄまたはＴｉからなる請求項１の核融合発生方法。
【請求項７】　　前記水素貯蔵材からなる放電電極が針
状である請求項１の核融合発生方法。
【請求項８】　　前記交互電圧が交互に極性が反転する
鋸歯状パルス電圧からなる請求項１の核融合発生方法。
【請求項９】　　重水素ガスを収容する収容体、重水素
ガスが充填された該収容体内に配設され、誘電体を挟み
対向して配置された少なくとも一方が水素貯蔵材からな
る放電電極、前記放電電極間に交互電圧を印加して放電
を生じせしめるための電圧印加手段、を有することを特
徴とする核融合発生装置。
【請求項１０】　　前記放電電極の少なくとも一方が複
数である請求項９の核融合発生装置。
【請求項１１】　　前記放電電極の少なくとも一方が前
記誘電体に被覆されている請求項９の核融合発生装置。
【請求項１２】　　前記水素貯蔵材からなる放電電極と
接触して配設されている請求項９の核融合発生装置。
【請求項１３】　　前記水素貯蔵材からなる放電電極が
水素貯蔵材粉体の成型体である請求項９核融合発生装置
。
【請求項１４】　　前記水素貯蔵材からなる放電電極が
ＰｄまたはＴｉからなる請求項９の核融合発生装置。
【請求項１５】　　前記水素貯蔵材からなる放電電極が
針状である請求項９の核融合発生装置。
【請求項１６】　　前記交互電圧が交互に極性が反転す
る鋸歯状パルス電圧からなる請求項９の核融合発生装置
。
【請求項１７】　　重水素ガスを収容する収容体、重水
素ガスが充填された該収容体内に配設され、誘電体を挟
み対向して配置された少なくとも一方が水素貯蔵材から
なる放電電極、前記放電電極間に交互電圧を印加して放
電を生じせしめるための電圧印加手段、冷媒、前記水素
貯蔵材からなる放電電極で発生した熱を前記冷媒に熱伝
達するための熱伝達体、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、を有すること
を特徴とする熱エネルギー出力装置。
【請求項１８】　　前記放電電極の少なくとも一方が複
数である請求項１７の熱エネルギー出力装置。
【請求項１９】　　前記放電電極の少なくとも一方が前
記絶縁体に被覆されている請求項１７の核融合発生方法
。
【請求項２０】　　前記放電電極の少なくとも一方が前
記誘電体を接触して配設されている請求項１７の核融合
発生方法。
【請求項２１】　　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む液体である請求項
１７の熱エネルギー出力装置。
【請求項２２】　　前記水素貯蔵材からなる放電電極が
水素貯蔵材粉体の成型体である請求項１７の熱エネルギ
ー出力装置。
【請求項２３】　　前記水素貯蔵材からなる放電電極が
ＰｄまたはＴｉからなる請求項１７の熱エネルギー出力
装置
【請求項２４】　　前記水素貯蔵材からなる放電電極が
針状である請求項１７の熱エネルギー出力装置。
【請求項２５】　　前記交互電圧が、交互に極性が反転
する鋸歯状パルス電圧からなる請求項１７の熱エネルギ
ー出力装置。