JPH07325178A - 複層構造ペレット製造方法及び入射方法並びにそれらの装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微小なトレーサー核またはプラズマ燃料を固
体水素同位体からなる外層体の中心部に極めて精度良く
配置した複層構造ペレットを製造し、これをプラズマに
入射する方法、装置を提供することを目的としている。 【構成】 内部に通路１を有する極低温部２と、貫通孔
3aを有し、通路に摺動可能に挿入されたペレット搬送体
３と、通路に連通して設けられた２本の外層部構成材料
の水素同位体供給配管6,8と、これら配管の間の通路に
連通して設けられたトレーサー核等内層部構成材料供給
手段７と、通路に連通して設けられた射出手段９と、ペ
レット搬送体を通路に沿って移動させる搬送手段11とを
備えた複層ペレット製造、入射装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は核融合炉の内部のプラズ
マの状態を診断するため、またプラズマ内にプラズマ原
料を供給するために、プラズマ原料と異なる元素からな
る微小なトレーサー核または燃料等の内層部構成材料
を、固体水素同位体からなる外層体の任意の位置に極め
て精度良く配置した複層構造ペレットを製造し、これを
プラズマに入射させる複層構造ペレット製造方法及び入
射方法とそれらの装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在の主要エネルギー源である化石資源
は将来枯渇することになるので、核融合反応を利用した
新エネルギーの開発がＥＣ、日本、米国、ロシアなどで
推進されており、開発の進展に伴って実験装置は大型化
し、生成されるプラズマの大きさも増大している。この
核融合反応を利用した炉のうち、最も到達し易いと考え
られているのは、反応効率の高さから重水素と三重水素
を燃料として用いたＤ−Ｔ反応型の核融合炉である。

【０００３】ところで、今後、核融合炉を展望するとき
に粒子及び熱の輸送の物理の解明が必須である。その輸
送の程度によって設計上必要な核融合炉の大きさが大巾
に異なるから、核融合炉建設のコストに直接影響してく
る産業上重大な問題である。プラズマの状態の診断は、
プラズマ原料と異なる物質、いわゆるトレーサー物質を
プラズマ中に導入したときに発生する電子密度の変化あ
るいは軟Ｘ線や紫外線を測定することによって現在行な
われている。トレーサーのプラズマ中への導入方法とし
て、炉壁付近にガラスなどの基板にシリコンやアルミニ
ウムの薄膜を付着しておき、レーザー光で加熱して付着
物質の蒸気を作りプラズマに導入する方法、プラズマ原
料に固化点が近い希ガスをプラズマ原料と混合したガス
を固化させてペレット状にしてプラズマへ入射する方
法、そして微小なトレーサーを高圧のヘリウムガス等で
加速してプラズマに入射する方法がある。本発明者は先
にこの様な複層構造ペレットおよびその製造方法等に関
する発明を出願した（特願平５−２４４２１４号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、最初の方法に
はトレーサーの総量とトレーサーがイオン化する領域を
特定できないという問題があり、後の二つの方法には、
プラズマへ入射するトレーサ核の総量を特定できるが、
トレーサーはプラズマと接触したところで随時イオン化
していくので、トレーサー核がイオン化する領域を特定
できないという問題がある。微小なトレーサー核を中心
に、極めて精度良く配置した複層構造ペレットが入射で
きれば上記問題は解決できるが、現在までにトレーサー
核をペレット中心に精度良く設置した複層構造ペレット
を生成でき、これをプラズマに入射可能な装置は提供さ
れていなかった。

【０００５】そこで本発明は、プラズマ原料と異なる元
素からなる微小なトレーサー核またはプラズマ燃料等の
内層部構成材料を固体水素同位体からなる外層体の中心
に又は任意の位置に極めて精度良く配置した複層構造ペ
レットを製造し、これをプラズマに入射可能な装置の提
供を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
固体水素同位体よりなる外層部内の任意の位置に、該外
層部構成材料と異なる元素よりなる内層部構成材料が配
置された複層構造ペレットを製造する方法であって、前
記複層構造ペレットが、まず複層構造ペレットの完成時
形状の任意の部分の大きさの外層部である固体水素同位
体を作製し、次いでこの固体水素同位体の一方の側に内
層部構成材料を埋め込み、次いで内層部構成材料を埋め
込んだ固体水素同位体の一方の側に、残る部分の大きさ
の固体水素同位体を設けることにより形成されるもので
ある。

【０００７】請求項２に係る発明は、上記方法において
前記内層部構成材料の埋め込みが、前記外層部である固
体水素同位体の任意部分の一方の端面に空洞部を形成
し、該空洞部に前記内層部構成材料を供給した後、これ
を冷却固化するものである。

【０００８】請求項３に係る発明は、固体水素同位体よ
りなる外層部の中心に、該外層部構成材料と異なる元素
よりなる内層部構成材料が配置された複層構造ペレット
をプラズマに入射する方法であって、一方向に移動する
ペレット搬送体に設けられた空間部が第１の位置にある
時に、該空間部内に複層構造ペレットの最初の任意の部
分の大きさの固体水素同位体を作製し、次いで空間部が
第２の位置に移動した時に、該空間部内の固体水素同位
体の一方の側に内層部構成材料を埋め込み、次いで空間
部が第３の位置に移動した時に、内層部構成材料を埋め
込んだ固体水素同位体の一方の側に、前記複層構造ペレ
ットの残りの部分の大きさの固体水素同位体を設けて複
層構造ペレットとし、次いで空間部が第４の位置に移動
した時に、該空間部がプラズマに向けて開口した銃身と
連通し、該空間部内の複層構造ペレットがこの銃身を経
てプラズマに入射されるものである。

【０００９】請求項４に係る発明は、ペレット搬送体の
空間部が、前記第３の位置に移動した時、このペレット
搬送体の一方の側に接触状態で配置された第２のペレッ
ト搬送体の空間部と一致し、この第２のペレット搬送体
の空間部に固体水素同位体を作製することによって、ペ
レット搬送体の空間部にある内層部構成材料を埋め込ん
だ固体水素同位体の一方の側に、残りの部分の大きさの
固体水素同位体を設けて複層構造ペレットとし、次いで
ペレット搬送体の空間部と第２のペレット搬送体の空間
部とを一致させた状態で、これら空間部を第４の位置に
移動させて該複層構造ペレットを銃身内に送り込むもの
である。

【００１０】請求項５に係る発明は、ペレット搬送体の
空間部が通路の第１の位置にあり、該空間部内に前記外
層部の固体水素同位体を作製する時に、この第１の位置
近傍の温度を該水素同位体の三重点温度より低くすると
ともに、その他の位置の温度を該三重点温度より高く
し、かつペレット搬送体の空間部が第３の位置にあり、
内層部構成材料を埋め込んだ前記固体水素同位体の一方
の側に、残りの部分の大きさの固体水素同位体を設ける
時に、この第３の位置近傍の温度を該水素同位体の三重
点温度より低くするとともに、その他の位置の温度を該
三重点温度より高くするものである。

【００１１】請求項６に係る発明は、内層部構成材料が
プラズマ原料と異なる元素よりなるトレーサー核である
ことを特徴とするものである。

【００１２】請求項７に係る発明は、内層部構成材料が
重水素であることを特徴とするものである。

【００１３】請求項８に係る発明は、内層部構成材料が
三重水素であることを特徴とするものである。

【００１４】請求項９に係る発明は、内部に通路を有す
る極低温部と、貫通孔を有し、前記通路に摺動可能に挿
入されたペレット搬送体と、前記極低温部を外層部構成
材料の水素同位体の三重点温度より低い温度に冷却する
冷却手段と、前記通路に連通して設けられた２つの水素
同位体供給手段と、これら２つの水素同位体供給手段の
間の通路に連通して設けられた内層部構成材料供給手段
と、前記ペレット搬送体を前記通路に沿って移動させる
搬送手段とを備えたものである。

【００１５】請求項１０に係る発明は、内部に通路を有
する極低温部と、貫通孔を有し、前記通路に摺動可能に
挿入されたペレット搬送体と、前記極低温部を外層部構
成材料の水素同位体の三重点温度より低い温度に冷却す
る冷却手段と、前記通路の第１の位置に連通して設けら
れ、前記ペレット搬送体の貫通孔が該第１の位置にある
時に前記水素同位体を供給して該貫通孔内に固体水素同
位体を形成する第１の水素同位体供給手段と、前記通路
の第２の位置に連通して設けられ、前記ペレット搬送体
の貫通孔が前記第１の位置を経て該第２の位置に移動し
た時に貫通孔内の外層部構成材料の固体水素同位体の一
方の側に、前記外層部外層部構成材料と異なる元素より
なる内層部構成材料を埋め込む内層部構成材料供給手段
と、前記通路の第３の位置に連通して設けられ、前記ペ
レット搬送体の貫通孔が前記第２の位置を経て該第３の
位置に移動した時に、内層部構成材料を埋め込んだ前記
固体水素同位体の一方の側に水素同位体を供給して内層
部構成材料を固体水素同位体で覆う第２の水素同位体供
給手段と、前記通路の第４の位置に連通して設けられ、
前記ペレット搬送体の貫通孔が該第４の位置に移動した
時に、貫通孔内の複層構造ペレットを、プラズマに向け
られた銃身を通して射出する複層構造ペレット射出手段
と、前記ペレット搬送体を前記極低温部の通路に沿って
移動させる搬送手段とを備えたものである。

【００１６】請求項１１に係る発明は、前記外層部構成
材料の固体水素同位体の一方の側に前記外層部構成材料
と異なる元素よりなる内層部構成材料を埋め込む内層部
構成材料供給手段が、前記外層部固体水素同位体の一方
の端面に所望の空洞部を形成する空洞部形成手段と、前
記内層部構成材料供給系路とよりなるものである。

【００１７】請求項１２に係る発明は、前記内層部構成
材料供給手段が、前記通路の第２の位置に連通して設け
られた内層部構成材料搬送通路と、該内層部構成材料搬
送通路に摺動可能に挿入された内層部構成材料搬送体
と、該内層部構成材料搬送通路に連通して設けられ、内
層部構成材料が収納された内層部構成材料供給管と、前
記内層部構成材料搬送体を内層部構成材料搬送通路に沿
って移動させる内層部構成材料搬送手段とを備えたもの
である。

【００１８】請求項１３に係る発明は、ペレット搬送体
が、貫通孔が極低温部の通路の第１の位置から第４の位
置まで移動可能に設けられた第１のペレット搬送体と、
該第１のペレット搬送体の一方の側に接触状態で配置さ
れ、貫通孔が前記通路の第３の位置から第４の位置まで
移動可能に設けられた第２のペレット搬送体とを備えた
ものである。

【００１９】請求項１４に係る発明は、ペレット搬送体
を移動させる搬送手段が精密テーブルであるとともに、
内層部構成材料搬送体を移動させる内層部構成材料搬送
手段が上記ペレット搬送体移動用精密テーブルに対して
直角方向に動くように設定された精密テーブルであり、
かつ、これら二つの精密テーブルが室温下に置かれ、そ
れぞれ連結棒を介してペレット搬送体と内層部構成材料
搬送体とに接続されているものである。

【００２０】請求項１５に係る発明は、極低温部に温度
調節手段が設けられたことを特徴とするものである。

【００２１】請求項１６に係る発明は、その内部構成材
料が、粒状、棒状又は線状であることを特徴とするもの
である。

【００２２】さらに本発明は、内部構成材料が、プラズ
マ原料と異なる元素よりなるトレーサー核であることを
特徴とするものである。

【００２３】さらに本発明は、内層部構成材料が、重水
素であることを特徴とするものである。

【００２４】さらに本発明は、内層部構成材料が三重水
素であることを特徴とするものである。

【００２５】なお、本明細書において、水素同位体と
は、水素、重水素、三重水素を意味する。またトレーサ
核としては、リチウム（Ｌｉ）、炭素（Ｃ）、シリコン
（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、ステンレス鋼、銅（Ｃ
ｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、水素
化リチウム（ＬｉＨ）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、
アルミニウム（Ａｌ）等が用いられる。また、前記の水
素（Ｈ₂）、重水素（Ｄ₂）、三重水素（Ｔ₂）は核融合
炉のプラズマ原料、即ち燃料として用いられる。

【００２６】

【作用】このような構成の本発明においては、冷却手段
でペレット搬送体が挿入された極低温部を外層部構成材
料の水素同位体の三重点温度以下に冷却し、そしてペレ
ット搬送体の貫通孔を極低温部の通路の第１の位置から
第４の位置に向けて移動させる。ペレット搬送体の貫通
孔が第１の位置にある時に、第１の水素同位体供給手段
によって前記外層部構成材料の水素同位体を供給し、こ
の貫通孔内に複層構造ペレットの略半分の大きさの固体
水素同位体を作製する。次にペレット搬送体の貫通孔
が、前記第１の位置を経て第２の位置に移動した時に、
トレーサー核または燃料等の内層部構成材料供給手段に
よって貫通孔内の前記固体水素同位体の一方の側にトレ
ーサー核等の内層部構成材料を埋め込む。次に、前記ペ
レット搬送体の貫通孔が前記第２の位置を経て第３の位
置に移動した時に、第２の水素同位体供給手段によって
トレーサー核等の内層部構成材料を埋め込んだ前記外層
部構成材料の固体水素同位体の一方の側に水素同位体を
供給し、残る半分の大きさの固体水素同位体を設け、ト
レーサー核等の内層部構成材料を固体水素同位体で覆っ
た複層構造ペレットを形成する。次に前記ペレット搬送
体の貫通孔が前記第３の位置を経て該第４の位置に移動
した時に、その貫通孔内の複層構造ペレットは、複層構
造ペレット射出手段によってプラズマに向けられた銃身
を通してプラズマ内に射出する。

【００２７】このように、本発明では、まず複層構造ペ
レットのほぼ半分の大きさの固体水素同位体を形成し、
次に、この固体水素同位体の一方の側にトレーサー核等
の内層部構成材料を埋め込み、次に、トレーサー核等内
層部構成材料を埋め込んだ固体水素同位体の一方に、残
る略半分の大きさの固体水素同位体を設けることによっ
て、プラズマ原料と異なる元素からなる微小なトレーサ
ー核等の内層部構成材料を固体水素同位体からなる外層
体の中心に極めて精度良く配置した複層構造ペレットを
製造でき、これをプラズマに入射させることが可能であ
る。

【００２８】

【実施例】

（第１実施例）図１ないし図５は本発明に係る複層構造
ペレット入射装置の第１実施例を示すものである。この
複層構造ペレット入射装置は、内部にペレット搬送用の
通路１が設けられた極低温部２と、この極低温部２の通
路１に摺動可能に挿入され、その先端部近傍に貫通孔３
ａを有する第１のペレット搬送体３と、この第１のペレ
ット搬送体３よりも短く、第１のペレット搬送体３の一
方側に接触した状態で極低温部２の通路１に摺動可能に
挿入され、その先端部近傍に貫通孔４ａを有する第２の
ペレット搬送体４と、極低温部２の周囲に設けられた冷
媒流路２ａに液体ヘリウム等の冷媒を供給する冷媒導管
５と、極低温部２の通路１の第１の位置Ａに連通して設
けられた第１の水素同位体供給配管６と、通路１の第２
の位置Ｂに連通して設けられたトレーサー核供給手段７
と、通路１の第３の位置Ｃに連通して設けられた第２の
水素同位体供給配管８と、通路１の第４の位置Ｄに連通
して設けられた複層構造ペレット射出手段９と、連結棒
１０を介して第１のペレット搬送体３を通路１に沿って
垂直方向に移動させる垂直方向精密テーブル１１と、前
記トレーサー核供給手段７に設けられたトレーサー核搬
送体１２を連結棒１３を介して水平方向に移動させる水
平方向精密テーブル１４と、極低温部２を囲繞するよう
に設けられたシールド１５と、このシールドの更に外側
を気密に囲み、その一部に図示しない排気手段に連通す
る排気口１６が設けられた外装体１７と、この外装体１
７の一部に設けられ、図示しないプラズマ発生部に接続
された観測管１８とを備えて構成されている。

【００２９】極低温部２には、図２に示すように、垂直
方向に設けられ、第１のペレット搬送体３及び第２のペ
レット搬送体４とが摺動可能に挿入された通路１と、水
平方向に設けられ、第１のペレット搬送体３の貫通孔３
ａが通路１内を移動する際の移動経路上にある第１の位
置Ａ〜第４の位置Ｄのうち、最も下方にある第１の位置
Ａに連通した第１の水素同位体供給口２ｂと、通路１の
第２の位置Ｂに連通したトレーサー核搬送通路２ｃと、
通路１の第３の位置Ｃに連通した第２の水素同位体供給
口２ｄと、通路１の第４の位置Ｄに連通した複層構造ペ
レット射出路２ｅとが形成されている。第１の水素同位
体供給口２ｂには第１の水素同位体供給配管６が、また
第２の水素同位体供給口２ｄには第２の水素同位体供給
配管８がそれぞれ接続されている。

【００３０】極低温部２の外周に形成された冷媒流路２
ａは、極低温部２の外周面の上端部から下端部にかけて
螺旋状に形成された溝１９の上部を封止材２０で塞いで
構成されている。また、極低温部２の外周面にはヒータ
ー２１ａ，２１ｂ，２１ｃが設けられ、前記冷媒流路２
ａに液体ヘリウムなどの極低温の冷媒を流すとともに、
必要に応じてヒーター２１ａ，２１ｂ，２１ｃに通電し
て加熱することにより、極低温部２の温度調節が可能な
ようになっている。極低温部２の温度は、その外面に接
して設けられた複数の温度センサー２２ａ，２２ｂ，２
２ｃ，２２ｄによって測定される。

【００３１】前記トレーサー供給手段７は、極低温部２
に設けられたトレーサー核搬送通路２ｃと、このトレー
サー核搬送通路２ｃに摺動可能に挿入されたトレーサー
核搬送体１２と、トレーサー核搬送通路２ｃに連通して
設けられ、複数の微小固体片であるトレーサー核２３が
収納されたトレーサー核供給管２４と、連結棒１３を介
してトレーサー核搬送体１２をトレーサー核搬送通路２
ｃに沿って水平方向に移動させる水平方向精密テーブル
１４とを備えて構成されている。トレーサー核２３は、
診断するべきプラズマ原料と異なる元素、例えば炭素や
リチウムなどからなる微小な粒状、棒状又は線状のもの
である。このトレーサー核２３が収納されたトレーサー
核供給管２４とトレーサー核搬送通路２ｃとは、トレー
サー核２３の外径よりやや大きい内径寸法を有し、トレ
ーサー核２３は１個づつトレーサー核供給管２４からト
レーサー核搬送通路２ｃに供給され、極低温部２の通路
１に向って水平方向に搬送するようになっている。

【００３２】前記複層構造ペレット射出手段９は、通路
１の第４の位置Ｄに連通した複層構造ペレット射出路２
ｅと、その一方の側に接続された射出用ヘリウムガス配
管２５と、他方の側に接続された銃身２６とを備えてい
る。この銃身２６は前記観測管１８の内部に延出し、そ
の銃口をプラズマに向けて配置されている。

【００３３】第１のペレット搬送体３は、その先端が極
低温部２の通路１の下端部に当接する程度の長さの挿入
部分を有し、また第２のペレット搬送体４は、通路１の
上端から第３の位置Ｃのやや下方まで形成された拡径部
分に挿入され、この第２のペレット搬送体４を最も深く
挿入したときに、その貫通孔４ａが通路１の第３の位置
Ｃと一致するようになっている。これら第１のペレット
搬送体３と第２のペレット搬送体４とは、通路１内を摺
動可能となっており、第１のペレット搬送体３の貫通孔
３ａが第１の位置Ａと第２の位置Ｂを経て第３の位置Ｃ
に到達するまでは、第２のペレット搬送体４はその貫通
孔４ａを第３の位置Ｃに一致させた状態で移動せず、第
１のペレット搬送体３の貫通孔３ａが第３の位置Ｃに達
し、第２のペレット搬送体４の貫通孔４ａと一致して、
その後これらのペレット搬送体３，４がそれぞれの貫通
孔３ａ，４ａを一致させた状態で第４の位置Ｄに移動す
るようになっている。

【００３４】第１のペレット搬送体３と第２のペレット
搬送体４とは、それぞれが複層構造ペレット３０のほぼ
半分の厚さになっており、第１のペレット搬送体３の貫
通孔３ａに複層構造ペレット３０の略半分の大きさの固
体水素同位体を作製し、これにトレーサー核２３を埋入
した後、第２のペレット搬送体４の貫通孔４ａ内に生成
した残る略半分の大きさの固体水素同位体を付け足すこ
とにより、微小なトレーサー核２３を固体水素同位体層
２９の中心に極めて精度良く配置した複層構造ペレット
３０が形成される。

【００３５】第１のペレット搬送体３及び第２のペレッ
ト搬送体４を移動させる垂直方向精密テーブル１１は、
連結棒１０を介して常温下に配置されており、またトレ
ーサー核搬送体４を移動させる水平方向精密テーブル１
４は、連結棒１３を介して常温下に配置されている。

【００３６】これら垂直方向精密テーブル１１と水平方
向精密テーブル１４とを移動させる場合、極低温部２を
冷却した状態で、第１のペレット搬送体３が移動する極
低温部２の通路１の底に第１のペレット搬送体３の先端
が当接するところを垂直方向精密テーブル１１の原点と
し、またトレーサー核搬送体１２の先端が、極低温部２
の通路壁と当接するところを水平方向精密テーブル１４
の原点とすれば、常温側にある垂直方向精密テーブル１
１と水平方向精密テーブル１４を、常温での所定の距離
ではなくて低温にしたことによる縮みを考慮した距離だ
け動かすことにより、第１のペレット搬送体３の貫通孔
３ａの位置とトレーサー核搬送体１２の先端の位置を極
めて精度良く位置決めすることができる。

【００３７】極低温部２の通路１の第１の位置Ａと第３
の位置Ｃとに水素同位体を供給する第１の水素同位体供
給配管６と第２の水素同位体供給配管８とは、図１に示
すように外装体１７の外側から水素同位体供給導管２
７，２７′を経て供給するように接続され、水素同位体
は外装体１７の外側の水素同位体供給導管２７，２７′
の途中に設けた弁（図示せず）により調節されて第１の
水素同位体供給配管６と第２の水素同位体供給配管８と
を通って通路１の第１の位置Ａと第３の位置Ｃとに供給
されるようになっている。

【００３８】次に、前述した装置によるプラズマ診断用
複層構造ペレットの製造及びプラズマ内への入射方法に
ついて、図２〜５を用いて説明する。

【００３９】まず、第１のペレット３の貫通孔３ａが、
通路１の第１の位置Ａに設けられた第１の水素同位体供
給口２ｂに一致した状態で、極低温部２に接続した第１
の水素同位体供給配管６より、適量の水素同位体ガス、
例えば重水素ガスを供給し、図２に示すように第１のペ
レット搬送体３の貫通孔３ａ内に、複層構造ペレット３
０のほぼ半分の大きさの固体重水素２８を生成する。

【００４０】この時、極低温部２の冷媒流路２ａに液体
ヘリウムもしくは冷たいヘリウムガスを流して極低温部
２を冷却状態とする一方、トレーサー核搬送通路２ｃの
高さの所に巻いてあるヒーター２１ａに通電することに
より、第１のペレット搬送体３の貫通孔３ａのある第１
の位置Ａの温度を約１７Ｋに、トレーサー核搬送通路２
ｃのある第２の位置Ｂの温度を重水素の三重点の温度よ
りわずかに高い温度となるように、温度センサー２２
ａ，２２ｂで温度をモニターして温度調節する。

【００４１】第１の位置Ａで固体重水素２８を生成した
後、ヒーター２１ａへの通電を中止し、トレーサー核搬
送通路２ｃのある第２の位置Ｂの温度を重水素の三重点
温度より下げてから、第１のペレット搬送体３をその貫
通孔３ａの中心がトレーサー核搬送通路２ｃの中心と一
致する第２の位置Ｂまで移動する。この時、第１の水素
同位体供給口２ｂに生成した余分な固体重水素はカット
される。

【００４２】次に、第３の位置Ｃにある第２の水素同位
体供給口２ｄの高さの所に巻いてあるヒーター２１ｂに
通電し、第１のペレット搬送体３の貫通孔３ａと同じ高
さの第２の位置Ｂの温度を約１７Ｋとし、第３の位置Ｃ
の温度を重水素の三重点温度よりわずかに高くした後、
図３に示すようにトレーサー核搬送体１２を、この図中
においては右側に移動させ、トレーサー核供給管２４か
らトレーサー核搬送通路２ｃに入っていたトレーサー核
２３をその先端で押しながら搬送し、第１のペレット搬
送体３の貫通孔３ａ内に生成した固体重水素２８の一方
の側にトレーサー核２３を埋入する。

【００４３】第２の位置Ｂにおけるトレーサー核２３の
埋入後は、ヒーター２１ｂへの通電を中止し、第２の水
素同位体供給口２ｄのある第３の位置Ｃの温度を重水素
の三重点より下げてから、第１のペレット搬送体３をそ
の貫通孔３ａの中心が第２の水素同位体供給口２ｄと一
致する第３の位置Ｃまで移動させる。この時、第１のペ
レット搬送体３の一方の側にある第２のペレット搬送体
４の貫通孔４ａも第２の水素同位体供給口２ｄと一致す
る第３の位置Ｃとなっており、第１のペレット搬送体３
の貫通孔３ａと第２のペレット搬送体４の貫通孔４ａと
が一致する。

【００４４】そして複層構造ペレット射出路２ｅの高さ
の所に巻いてあるヒーター２１ｃに通電して、第１のペ
レット搬送体３の貫通孔３ａと同じ高さの第３の位置Ｃ
の温度を約１７Ｋに、複層構造ペレット射出路２ｅと同
じ高さの第４の位置Ｄの温度を重水素の三重点温度より
わずかに高くして、極低温部２に接続する第２の水素同
位体供給配管８より適量の重水素ガスを第２のペレット
搬送体４の貫通孔４ａに供給し、図４に示すように、第
１のペレット搬送体３の貫通孔３ａ内に生成されたトレ
ーサー核入りの固体重水素ペレットの左側に固体重水素
を生成する。

【００４５】この固体重水素の追加形成の後、ヒーター
２１ｃへの通電を中止して、第４の位置Ｄにある複層構
造ペレット射出路２ｅの温度を重水素の三重点の温度よ
り下げてから、図５に示すように、第１のペレット搬送
体３と第２のペレット搬送体４とをその貫通孔３ａ，４
ａを一致させたままで第４の位置Ｄに移動させて複層構
造ペレット射出路２ｅと一致させる。この移動過程で第
２の水素同位体供給口２ｄに生成した余分な固体重水素
はカットされ、トレーサー核２３を均一な固体重水素層
２９で覆った複層構造ペレット３０が形成される。

【００４６】次に、極低温部２についている全部のヒー
ターの通電を中止し、複層構造ペレット射出路２ｅの高
さの極低温部２の温度を充分に下げ、この複層構造ペレ
ット射出路２ｅに接続された射出用ヘリウムガス供給配
管２５から適当な圧力のヘリウムガスを供給して、この
第４の位置Ｄに搬送された複層構造ペレット３０を銃身
２６を通して観測管１８に射出し、プラズマに入射す
る。

【００４７】このように本実施例に係る複層構造ペレッ
ト入射装置では、複層構造ペレット３０のほぼ半分の大
きさの固体重水素２８を形成し、次に、この固体重水素
２８の一方の側にトレーサー核２３を埋め込み、次に、
トレーサー核入り固体重水素２８の一方に、残る半分の
大きさの固体重水素を設けることによって、外層部が固
体重水素装２９よりなり微小なトレーサー核２３を内層
部として持ち、該トレーサー核２３を中心部に極めて精
度良く配置した複層構造ペレット３０を製造でき、これ
をプラズマに入射させることが可能となる。

【００４８】また、本実施例に係る複層構造ペレット入
射装置は、トレーサー核供給手段７を、通路１の第２の
位置Ｂに連通して設けられたトレーサー核搬送通路２ｃ
と、トレーサー核搬送通路２ｃに摺動可能に挿入された
トレーサー核搬送体１２と、トレーサー核搬送通路２ｃ
に連通して設けられ、トレーサー核２３が収納されたト
レーサー核供給管２４と、トレーサー核搬送体１２を連
結棒１３を介してトレーサー核搬送通路２ｃに沿って移
動させる水平方向精密テーブル１４とを備えた構成と
し、通路１の第２の位置Ｂに移動した第１のペレット搬
送体３の貫通孔３ａ内の固体重水素２８に、その側方か
ら微小なトレーサー核２３を１個づつ正確に埋め込むこ
とによって、トレーサー核２３を積層構造ペレット３０
の中心に極めて正確に配置することができる。

【００４９】さらに、貫通孔３ａが極低温部２の通路１
の第１の位置Ａから第４の位置Ｄまで移動可能に設けら
れた第１のペレット搬送体３と、この第１のペレット搬
送体３の一方の側に接触状態で配置され、貫通孔４ａが
通路１の第３の位置Ｃから第４の位置Ｄまで移動可能に
設けられた第２のペレット搬送体４とを備え、かつ第１
のペレット搬送体３の貫通孔３ａが通路１の第３の位置
Ｃに移動した時に、第２のペレット搬送体４の貫通孔４
ａと一致し、第１のペレット搬送体３の貫通孔３ａが第
３の位置Ｃから第４の位置Ｄに移動する時に、第１のペ
レット搬送体３の貫通孔３ａと第２のペレット搬送体４
の貫通孔４ａとが一致した状態のままで移動するように
構成したことにより、極低温部２の通路１の第３の位置
Ｃで形成された複層構造ペレット３０の形状を壊すこと
なく第４の位置Ｄに搬送し、それをプラズマに入射させ
ることができる。

【００５０】また、第１のペレット搬送体３と第２のペ
レット搬送体４を移動させる搬送手段が垂直方向精密テ
ーブル１１であるとともに、トレーサー核搬送体１２を
移動させるトレーサー核搬送手段が水平方向精密テーブ
ル１４であり、かつ、これら垂直方向精密テーブル１１
と水平方向精密テーブル１４とが室温下に置かれ、それ
ぞれ連結棒１０，１３を介してペレット搬送体３，４と
トレーサー核搬送体１２とに接続した構成とし、極低温
部２を冷却した状態で第１のペレット搬送体３が移動す
る極低温部２の通路１の底に第１のペレット搬送体３の
先端が当接するところを垂直方向精密テーブル１１の原
点とし、またトレーサー核搬送体１２の先端が極低温部
２の通路壁と当接するところを水平方向精密テーブル１
４の原点とすれば、常温側にある垂直方向精密テーブル
１１と水平方向精密テーブル１４とを、常温での所定の
距離ではなくて低温にしたことによる縮みを考慮した距
離だけ動かすことにより、ペレット搬送体３の貫通孔３
ａの位置とトレーサー核搬送体１２の先端の位置を極め
て精度良く位置決めすることができる。また上記両方の
精密テーブル11,14による位置決めを任意の位置に正確
に行うことにより、上記トレーサー核搬送体により内層
部構成材料を外層部構成材料中の任意の位置に配置する
ことが可能である。

【００５１】また、極低温部２に温度調節手段を設け、
極低温部２の通路１の第１の位置Ａから第４の位置Ｄの
各位置の温度を調節することによって、極低温部２の第
１の位置Ａと第３の位置Ｃでのそれぞれの固体水素同位
体の生成処理の際に、それ以外の位置で余分な固体水素
同位体が生成されるのを防ぐことができ、ペレット搬送
体３，４やトレーサー核搬送体１２の移動が妨げられる
ことがない。

【００５２】なお、先の例において示した極低温部２の
温調温度は、生成される積層構造ペレット３０の外層体
２９（先の例では重水素）の三重点温度に合わせて調整
することにより、他のペレット、例えば固体水素ペレッ
トあるいは固体三重水素ペレットにトレーサー核を中心
に設置した複層構造ペレットを作製できることは言うま
でもない。

【００５３】こうして製造された複層構造ペレット３０
は、例えばプラズマ粒子輸送計測等に使用される。すな
わち、前記複層構造ペレット３０を図６に示すような核
融合炉５１等の高温プラズマ５２中へ入射すると、プラ
ズマ周辺部では複層構造ペレット３０の外層部である固
体重水素層２９のみが蒸発し、領域５３のように広が
る。

【００５４】そしてこの固体重水素が全て蒸発した後、
複層構造ペレット３０の内層部に置かれた特定の粒子で
あるトレーサー核２３のみがプラズマ中央部付近で局所
的に蒸発し、蒸発雲６１となる。

【００５５】その後、蒸発雲６１は電離され、トーラス
（一部を示す）５５において初期的には磁力線にほぼ沿
って（大体トロイダル方向）実線矢印５６の方向に、こ
の特定粒子が流れる。

【００５６】この特定粒子束６２を複数本の計測中性粒
子ビーム６３と荷電交換させその結果放出される再結合
光６４をマルチチャンネルで観測することや、制動放射
光や軟Ｘ線光の光線６５をマルチチャンネルで観測する
ことなどにより磁力線に平行方向の粒子輸送が計測でき
る。そして、時間が経過するに連れ、特定粒子は円環状
の磁気面（または磁気面群）６６を満たし、磁力線に垂
直方向（図６に示す実線矢印６７）に流れ始める、すな
わち拡散する。この様子を上記と同様の方法で観測すれ
ば今度は磁力線に垂直方向のプラズマ粒子輸送の解明が
行える。

【００５７】また、トレーサー核２３の種類を適当に選
定することにより、例えば約１ｃｍ立方程度内に極めて
局所的にプラズマを構成している粒子とは異なる特定の
粒子を供給することが可能となり、上述したようにプラ
ズマを閉じ込める磁力線に平行方向及び垂直方向のその
特定粒子の流れを観測して、より有効にプラズマ粒子輸
送の解明を行うことができる。

【００５８】また、本実施例にかかる装置で製造した複
層構造ペレット３０をプラズマ中に入射することによ
り、プラズマ中に極めて局所的に、プラズマを構成して
いる粒子とは異なる特定の粒子を供給することができ、
これにより、まずプラズマ中に供給した特定粒子の粒子
数の絶対値が極めて明確に決定される利点がある。ま
た、供給された特定粒子は磁力線に平行方向に流れ、こ
れを観測することにより、磁力線に平行方向の粒子輸送
の解明が行える。

【００５９】さらに、特定粒子が局所的なある磁気面
（或いは磁気面群）を磁力線に垂直方向に流れ始める様
子を観測することにより、今度は磁力線に垂直方向の粒
子輸送の解明が行える。しかも、複層構造ペレットの速
度を変えるなどして、その特定粒子をプラズマ中に供給
する位置をほぼ任意に変化できる点でもフレキシビリテ
ィーに富むという効果がある。

【００６０】（第２実施例）次に、本発明の第２実施例
として、本発明を内層部が固体重水素、外層部が固体水
素で構成された複層構造ペレットを製造する製造装置に
適用した場合の実施例を図７〜図１２を参照して説明す
る。この実施例における内層部構成材料の固体重水素は
燃料であり、また複層構造ペレットはプラズマ中へ燃料
を供給するための手段として入射されるものである。

【００６１】この実施例と先の第１実施例との相違点
は、複層構造ペレットの外層部が固体重水素でなくて、
固体水素であり、内層部がトレーサー核ではなく、固体
重水素とした点である。また、複層構造ペレット入射装
置自体の相違点は、上記実施例の極低温部２の通路１の
第２の位置Ｂのトレーサー核供給手段７が、固体重水素
の空洞部形成（穴開け）手段７′となり、またそれに伴
い、上記実施例の搬送体通路２ｃ、トレーサー核搬送体
１２、トレーサー核供給管２４が、それぞれ空洞部形成
（穴開け）用ロッド通路２ｃ′、空洞部形成（穴明け）
用ロッド１２′、内層部構成材料（重水素）供給配管２
４′となった点である。この重水素供給配管（系路）２
４′は、図７において符号２７ａで示す配管に接続され
ている。

【００６２】また、この実施例における製造プロセスの
相違点は、上記第１実施例での固体重水素生成工程が固
体水素生成工程となり、また上記第１実施例のトレーサ
ー核供給工程が穴開け工程と固体重水素生成工程になっ
た点である。

【００６３】従って第１のペレット搬送体の貫通孔３ａ
に固体水素を生成する処理は上記第１実施例と同様に行
う。このとき第１ペレット搬送体３の貫通孔３ａのある
第１の位置Ａの温度を約１２Ｋに、穴開け用ロッド通路
２ｃ′のある第２の位置Ｂの温度を水素の三重点温度よ
りわずかに高い温度になるように、温度センサー２２
ａ，２２ｂで温度をモニターしながらヒーター２１ａへ
流す電流を調節することにより温調する。

【００６４】第１の位置Ａで固体水素２８を生成した
後、ヒーター２１ａへの通電を中止し、穴開け用ロッド
通路２ｃ′のある第２の位置Ｂの温度を水素の三重点温
度より下げてから、第１のペレット搬送体３をその貫通
孔３ａの中心が穴開け用ロッド通路２ｃ′と一致する第
２の位置Ｂまで移動する。

【００６５】次に、第３の位置Ｃの高さの所に巻いてあ
るヒーター２１ｂに通電し、第２の位置Ｂの温度を１２
Ｋとし、第３の位置Ｃの温度を水素の三重点温度よりわ
ずかに高くした後、図９に示すように穴開け用ロッド即
ち空間部形成手段１２′を、この図中においては右側に
移動させ、第１のペレット搬送体３の貫通孔３ａに生成
した固体水素２８の表面に一方の側より固体重水素用の
空洞部を形成する。空洞部形成後は穴開けロッド１２′
を図１０に示すように左側に移動し、ロッド１２′の先
端が重水素供給配管２４′の供給口より左側にくるよう
にセットした後、配管２７ａと重水素供給配管２４′を
通して重水素ガスを供給し、先に固体水素２８に開けた
空洞部に固体重水素を作製する。

【００６６】第２の位置Ｂにおける固体重水素作製後
は、ヒーター２１ｂへの通電を中止し、第２の水素同位
体供給口２ｄのある第３の位置Ｃの温度を水素の三重点
温度より下げてから、第１のペレット搬送体３をその貫
通口３ａの中心が第２の水素同位体供給口２ｄと一致す
る第３の位置Ｃまで移動させる。この時穴開け用ロッド
通路２ｃ′に生成した余分な固体重水素はカットされ
る。

【００６７】そして、複層構造ペレット射出路２ｅの高
さの所に巻いてあるヒーター２１ｃに通電して、第３の
位置Ｃの温度を１２Ｋに、第４の位置Ｄの温度を水素の
三重点の温度よりわずかに高くして、極低温部２に接続
する第２の水素同位体供給配管より適量の水素ガスを第
２のペレット搬送体４の貫通孔４ａに供給し、図１１に
示すように第１のペレット搬送体３の貫通孔３ａ内に生
成した固体重水素層と固体水素層をもつペレットの左側
に固体水素を生成する。

【００６８】この固体水素の追加形成の後、ヒーター２
１ｃへの通電を中止して、第４の位置Ｄにある複層構造
ペレット２ｅの温度を水素の三重点温度より下げてか
ら、図１２に示すように、第１のペレット搬送体３と第
２のペレット搬送体４とをそれらの貫通孔３ａ，４ａを
一致させたままで第４の位置Ｄに移動させて複層構造ペ
レット射出路２ｅと一致させる。

【００６９】次に、極低温部２に付いている全てのヒー
ターの通電を中止し、複層構造ペレット射出路２ｅの高
さの極低温部の温度を下げ、射出用ヘリウムガス供給配
管２５から適当な圧力のヘリウムガスを供給して、この
第４の位置Ｄに搬送された複層構造ペレット３０を銃身
２６を通して観測管１８に射出してプラズマに入射す
る。

【００７０】この複層構造ペレット３０を製造しプラズ
マ中に入射することが可能な本実施例に係る複層構造ペ
レット入射装置は、プラズマ粒子輸送計測のみならずプ
ラズマ物理実験や、イオンサイクロトロン高周波領域加
熱法における加熱に必要な特定少数イオンの供給等、燃
料補給以外にプラズマ制御等にも応用が可能である。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、複層
構造ペレットのほぼ半分の大きさの固体水素同位体を形
成し、次に、この固体水素同位体の一方の側に内層部構
成材料を埋め込み、次に、内層部構成材料を埋め込んだ
固体水素同位体の一方に、残る略半分の大きさの固体水
素同位体を設けることによって、微小なトレーサー核等
の内層部構成材料を固体水素同位体からなる外層体の任
意の位置に極めて精度良く配置した複層構造ペレットを
製造でき、これをプラズマに入射させることが可能とな
る。したがって本発明によれば、トレーサー核等の内層
部構成材料を固体水素同位体からなる外層体の任意の位
置に極めて精度良く配置した複層構造ペレットを製造
し、且つそれをプラズマに入射可能な装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る複層構造ペレット製
造入射装置の構成図である。

【図２】図１に示す複層構造ペレット製造入射装置で行
われる第１のペレット搬送体の貫通孔内の固体水素同位
体の作製工程を説明する図である。

【図３】図１に示す複層構造ペレット製造入射装置で行
われる固体水素同位体へのトレーサー核埋込工程を説明
する図である。

【図４】図１に示す複層構造ペレット製造入射装置で行
われるトレーサー核入り固体水素同位体の片側に残りの
固体水素同位体を作製する工程を説明する図である。

【図５】図１に示す複層構造ペレット製造入射装置で行
われる複層構造ペレット射出の時の状態を説明する図で
ある。

【図６】図１に示す複層構造ペレット製造入射装置を用
いてプラズマ粒子輸送計測を行う場合の作用を説明する
図である。

【図７】本発明の第２実施例に係る複層構造ペレット製
造入射装置の構成図である。

【図８】図７に示す複層構造ペレット製造入射装置で行
われる第１のペレット搬送体の貫通孔内の固体水素同位
体の作製工程を説明する図である。

【図９】図７に示す複層構造ペレット製造入射装置で行
われる固体水素同位体の空洞部形成工程を説明する図で
ある。

【図１０】図７に示す複層構造ペレット製造入射装置で
行われる固体水素同位体の空洞部に固体重水素（内層部
構成材料）を作製する工程を説明する図である。

【図１１】図７に示す複層構造ペレット製造入射装置で
行われる固体重水素入り固体水素同位体の片側に残りの
固体水素同位体を作製する工程を説明する図である。

【図１２】図７に示す複層構造ペレット製造入射装置で
行われる複層構造ペレット射出の時の状態を説明する図
である。

【符号の説明】

１……通路、２……極低温部、３……第１のペレット搬
送体、３ａ……貫通孔、４……第２のペレット搬送体、
４ａ……貫通孔、５……冷媒導管（冷却手段）、６……
第１の水素同位体供給配管、７……トレーサー核供給手
段、７′……空洞部形成手段、８……第２の水素同位体
供給配管、９……複層構造ペレット射出手段、１０，１
３……連結棒、１１……垂直方向精密テーブル、１２…
…トレーサー核搬送体、１２′……空洞部形成用ロッ
ド、１４……水平方向精密テーブル、２１……ヒータ
ー、２３……トレーサー核、２４……トレーサー核供給
管、２４′……重水素供給配管（系路）、２８……固体
重水素、２９……固体重水素層、３０……複層構造ペレ
ット、Ａ……第１の位置、Ｂ……第２の位置、Ｃ……第
３の位置、Ｄ……第４の位置。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体水素同位体よりなる外層部内の任意
   の位置に、該外層部構成材料と異なる元素よりなる内層
   部構成材料が配置された複層構造ペレットを製造する方
   法であって、前記複層構造ペレットが、まず複層構造ペ
   レットの完成時形状の任意の部分の大きさの外層部であ
   る固体水素同位体を作製し、次いでこの固体水素同位体
   の一方の側に内層部構成材料を埋め込み、次いで内層部
   構成材料を埋め込んだ固体水素同位体の一方の側に、残
   る部分の大きさの固体水素同位体を設けることにより形
   成されることを特徴とする複層構造ペレット製造方法。
2. 【請求項２】 前記内層部構成材料の埋め込みが、前記
   外層部である固体水素同位体の任意部分の一方の端面に
   空洞部を形成し、該空洞部に前記内層部構成材料を供給
   した後、これを冷却固化することを特徴とする請求項１
   記載の複層構造ペレット製造方法。
3. 【請求項３】 固体水素同位体よりなる外層部の中心
   に、該外層部構成材料と異なる元素よりなる内層部構成
   材料が配置された複層構造ペレットをプラズマに入射す
   る方法であって、一方向に移動するペレット搬送体に設
   けられた空間部が第１の位置にある時に、該空間部内に
   複層構造ペレットの最初の任意の部分の大きさの固体水
   素同位体を作製し、次いで空間部が第２の位置に移動し
   た時に、該空間部内の固体水素同位体の一方の側に内層
   部構成材料を埋め込み、次いで空間部が第３の位置に移
   動した時に、内層部構成材料を埋め込んだ固体水素同位
   体の一方の側に、前記複層構造ペレットの残りの部分の
   大きさの固体水素同位体を設けて複層構造ペレットと
   し、次いで空間部が第４の位置に移動した時に、該空間
   部がプラズマに向けて開口した銃身と連通し、該空間部
   内の複層構造ペレットがこの銃身を経てプラズマに入射
   されることを特徴とする複層構造ペレット入射方法。
4. 【請求項４】 ペレット搬送体の空間部が、前記第３の
   位置に移動した時、このペレット搬送体の一方の側に接
   触状態で配置された第２のペレット搬送体の空間部と一
   致し、この第２のペレット搬送体の空間部に固体水素同
   位体を作製することによって、ペレット搬送体の空間部
   にある内層部構成材料を埋め込んだ固体水素同位体の一
   方の側に、残りの部分の大きさの固体水素同位体を設け
   て複層構造ペレットとし、次いでペレット搬送体の空間
   部と第２のペレット搬送体の空間部とを一致させた状態
   で、これら空間部を第４の位置に移動させて該複層構造
   ペレットを銃身内に送り込むことを特徴とする請求項３
   記載の複層構造ペレット入射方法。
5. 【請求項５】 ペレット搬送体の空間部が通路の第１の
   位置にあり、該空間部内に前記外層部の固体水素同位体
   を作製する時に、この第１の位置近傍の温度を該水素同
   位体の三重点温度より低くするとともに、その他の位置
   の温度を該三重点温度より高くし、かつペレット搬送体
   の空間部が第３の位置にあり、内層部構成材料を埋め込
   んだ前記固体水素同位体の一方の側に、残りの部分の大
   きさの固体水素同位体を設ける時に、この第３の位置近
   傍の温度を該水素同位体の三重点温度より低くするとと
   もに、その他の位置の温度を該三重点温度より高くする
   ことを特徴とする請求項３又は４記載の複層構造ペレッ
   ト入射方法。
6. 【請求項６】 内層部構成材料が、プラズマ原料と異な
   る元素よりなるトレーサー核であることを特徴とする請
   求項１から５のうちのいずれか１項記載の方法。
7. 【請求項７】 内層部構成材料が重水素であることを特
   徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項記載の方
   法。
8. 【請求項８】 内層部構成材料が三重水素であることを
   特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項記載の
   方法。
9. 【請求項９】 内部に通路を有する極低温部と、貫通孔
   を有し、前記通路に摺動可能に挿入されたペレット搬送
   体と、前記極低温部を外層部構成材料の水素同位体の三
   重点温度より低い温度に冷却する冷却手段と、前記通路
   に連通して設けられた２つの水素同位体供給手段と、こ
   れら２つの水素同位体供給手段の間の通路に連通して設
   けられた内層部構成材料供給手段と、前記ペレット搬送
   体を前記通路に沿って移動させる搬送手段とを備えたこ
   とを特徴とする複層構造ペレット製造装置。
10. 【請求項１０】 内部に通路を有する極低温部と、貫通
    孔を有し、前記通路に摺動可能に挿入されたペレット搬
    送体と、前記極低温部を外層部構成材料の水素同位体の
    三重点温度より低い温度に冷却する冷却手段と、前記通
    路の第１の位置に連通して設けられ、前記ペレット搬送
    体の貫通孔が該第１の位置にある時に前記水素同位体を
    供給して該貫通孔内に固体水素同位体を形成する第１の
    水素同位体供給手段と、前記通路の第２の位置に連通し
    て設けられ、前記ペレット搬送体の貫通孔が前記第１の
    位置を経て該第２の位置に移動した時に貫通孔内の外層
    部構成材料の固体水素同位体の一方の側に、前記外層部
    外層部構成材料と異なる元素よりなる内層部構成材料を
    埋め込む内層部構成材料供給手段と、前記通路の第３の
    位置に連通して設けられ、前記ペレット搬送体の貫通孔
    が前記第２の位置を経て該第３の位置に移動した時に、
    内層部構成材料を埋め込んだ前記固体水素同位体の一方
    の側に水素同位体を供給して内層部構成材料を固体水素
    同位体で覆う第２の水素同位体供給手段と、前記通路の
    第４の位置に連通して設けられ、前記ペレット搬送体の
    貫通孔が該第４の位置に移動した時に、貫通孔内の複層
    構造ペレットを、プラズマに向けられた銃身を通して射
    出する複層構造ペレット射出手段と、前記ペレット搬送
    体を前記極低温部の通路に沿って移動させる搬送手段と
    を備えたことを特徴とする複層構造ペレット入射装置。
11. 【請求項１１】 前記外層部構成材料の固体水素同位体
    の一方の側に前記外層部構成材料と異なる元素よりなる
    内層部構成材料を埋め込む内層部構成材料供給手段が、
    前記外層部固体水素同位体の一方の端面に所望の空洞部
    を形成する空洞部形成手段と、前記内層部構成材料供給
    系路とよりなることを特徴とする請求項１０記載の複層
    構造ペレット入射装置。
12. 【請求項１２】 前記内層部構成材料供給手段が、前記
    通路の第２の位置に連通して設けられた内層部構成材料
    搬送通路と、該内層部構成材料搬送通路に摺動可能に挿
    入された内層部構成材料搬送体と、該内層部構成材料搬
    送通路に連通して設けられ、内層部構成材料が収納され
    た内層部構成材料供給管と、前記内層部構成材料搬送体
    を内層部構成材料搬送通路に沿って移動させる内層部構
    成材料搬送手段とを備えていることを特徴とする請求項
    １０記載の複層構造ペレット入射装置。
13. 【請求項１３】 ペレット搬送体が、貫通孔が極低温部
    の通路の第１の位置から第４の位置まで移動可能に設け
    られた第１のペレット搬送体と、該第１のペレット搬送
    体の一方の側に接触状態で配置され、貫通孔が前記通路
    の第３の位置から第４の位置まで移動可能に設けられた
    第２のペレット搬送体とを備えたことを特徴とする請求
    項１０から１２のうちのいずれか１項記載の複層構造ペ
    レット入射装置。
14. 【請求項１４】 ペレット搬送体を移動させる搬送手段
    が精密テーブルであるとともに、内層部構成材料搬送体
    を移動させる内層部構成材料搬送手段が上記ペレット搬
    送体移動用精密テーブルに対して直角方向に動くように
    設定された精密テーブルであり、かつ、これら二つの精
    密テーブルが室温下に置かれ、それぞれ連結棒を介して
    ペレット搬送体と内層部構成材料搬送体とに接続されて
    いることを特徴とする請求項１１又は１３記載の複層構
    造ペレット入射装置。
15. 【請求項１５】 極低温部に温度調節手段が設けられた
    ことを特徴とする請求項１０から１４のうちのいずれか
    １項に記載の複層構造ペレット入射装置。
16. 【請求項１６】 内部構成材料が、粒状、棒状又は線状
    であることを特徴とする請求項１０から１５のうちいず
    れか１項記載の装置。