(57)【要約】      （修正有）【課題】２００４年に、線形加速器を使用したイオンビームの正面衝突型核融合炉が提案されているが、パルス運転並びにクーロン斥力についての検討が不充分であった。さらに２０１０年、その改良型が提案されているが、記述が不鮮明であり、「Ｔ＋Ｄ核融合反応」を使用している。今回の特願は「Ｄ＋Ｄ核融合反応」に切り替えて、燃料ガスとして三重水素を使用せず、クリーンな動力用衝突型核融合炉（パルス融合炉）により核融合反応を発生させる方法を提供する。【解決手段】使用するガスは二重水素ガスに限定する。パルス電界型加速器（セット）から発射されたパルス中性粒子ビームを球形核融合炉の中心点で交差・衝突させるシンクロ化システムを使用する。設定する動力用の出力により、球形核融合炉の直径並びにパルス電界加速器（セット）数を決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球形核融合炉の表面に均等に配置した数千台のパルス電界加速器セットからシンクロ化して発射した重水素中性粒子のパルスビームを、球形圧力容器の中心点で、一瞬一点集中にて交差正面衝突させることにより、核融合反応を発生させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、パルス衝突型核融合炉に関する。
【背景技術】
【０００２】従来の核融合炉には、磁力でプラズマを閉じ込めるトカマク方式。
燃料ペレットをレーザー照射する慣性（爆縮）等の実験炉がある。
しかし現在のところ動力用としての実験結果は報告されていない。
【先行技術文献】
【０００３】「ｔｈｅｒｍｏｎｕｃｌｅａｒ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ  Ｒａｔｅｓ」
Ｂｙ  Ｗ．Ｂ．ＴＨＯＭＰＳＯＮ
ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ  ＯＦ  ＴＨＥ  ＰＨＹＳＩＣＡＬ，ＳＯＣＩＥＴＹ
Ｓｅｃｔｉｏｎ  Ｂ  Ｖｏｌ，７０，ＰＡＲＴ１  １Ｊａｎｕａｒｙ  １９５７  Ｎｏ．４４５Ｂ
【０００４】「衝突型核融合の話」〜１瞬に１点集中粒子群〜    藤原  實
２０１２年８月１７日創栄出版（株）（自費出版）
【発明の概要】
【発明が解決しようとするとする課題】
【０００５】本発明はプラズマ実験炉からのスタートではない。逆に目的とする発電プラント用球形ボイラーを前提条件として、これに適合可能な核融合現象を見出して適用するものである。
【０００６】２００４年、動力用核融合炉として線形加速器を使用する方式（特願２００４−１０６９９３）が提案されているが、「加速パルスを同期させて、同一ポイント、同一タイミングで正面衝突させる」
シンクロ化がむずかしいという難点があった。
【０００７】２０１０年、正面衝突型核融合炉として（特願２０１０−２８５１０３）が提案されている。この提案は２００４年の特願のシンクロ化の問題、並びに一点集中の妨げとなるクーロン斥力の問題をクリアしている。しかし例えば実施例がないなど、記述が不明瞭である。またこの提案はＴ＋Ｄ核反応を利用している。そのため、天然には極少量しか存在しないＴガスの供給を原子力炉の運転に頼らざるを得ない。純粋にクリーンなエネルギー源を目指すならば、要求される粒子密度がＴ＋Ｄ反応よりも２桁高いＤ＋Ｄ反応に挑戦しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】本発明は動力用Ｄ＋Ｄ核融合炉をパルス電界型加速器（仮称）とシンクロ化システムにより実現しようとするものである。特願２０１０−２８５１０３の記述の不明瞭な点を明確にした改良型といえる。
【発明の効果】
【０００９】  本発明は、動力用核融合炉を入手する第一歩となる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  以下、本発明の実施の形態を図１、図２、図３、図４、に基いて説明する。
【００１１】歴史的な加速器としてコックロフト型、ヴァンデ・グラーフ型という直流加速器があり、現在も数多く使用されている。本発明では直流の代わりにパルス電圧を使用する。図１において、Ｇ−１から重水素ガスを注入し、イオン源でイオン化して、パルス電界型加速器により、１００ＫｅＶまで加速する。加速されたイオン群はイオン中和管で電荷を失い、４０００本の中性粒子群（ＮＢ）は球形圧力容器の中心点で、互いに正面衝突するようにシンクロ化をはかる。
正面衝突数が、閾値（実用化レベル）を超えれば、動力用核融合反応が発生する。図３（反応確率特性曲線）、図４（粒子密度の比較）を参照のこと。
【００１２】パルス制御については、図２  動作順序を参照のこと。
【００１３】交流電源（Ｓ−ＡＣ）を整流し、リアクター（ＲＴ）を通して、コンデンサーにチャージして置く。
パルスコントロール盤（Ｃ−０・Ｃ−２）は準備完了を確認後、サイリスタ（ＴｈＹ−１）に信号を送る。
【００１４】サイリスタはＯＮとなり、パルストランスに一次電流を流す。パルストランスの出力は一次電流のパルス放電電流により、所定のパルス電圧となる。このパルス電圧は逆流防止のダイオードを経て、パルス電界加速器に荷電される。
【００１５】このパルス衝突型核融合炉は燃料として、重水素（Ｄガス）のみ使用するので、磁気封じ込め型熱核融合炉（例：ＩＴＥＲ）のように三重水素（Ｔガス）を必要としない。
【産業上の利用可能性】
【００１６】本発明の実施はクリーンな動力用核融合炉の開発のパイオニアとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】パルス電界型粒子加速器
【図２】動作順序（パルス制御）
【図３】反応確率特性曲線（核融合反応のレベルアップ）
【図４】粒子密度の比較（ローソン条件：、Ｔ＋Ｄ：Ｄ＋Ｄ）
【発明を実施するための形態】
【００１８】以下、本発明の実施の形態を図１〜図４に基いて説明する。
【符号の説明】
【００１９】パルス電界型粒子加速器（図１）
Ｇ−１        二重水素ガス
ＩＳ          イオン源
ＩＳ−２      イオンゲート
ＡＣ          パルス電界加速器
ＩＳ−３      イオン集束部
Ｇ−２        薄い二重水素ガス
ＩＳ−Ｎ      イオン中性化筒
ＮＢ          中性粒子ビーム
ＡＳ          １ｃｍのパルス人工太陽
Ｓ−ＡＣ      交流電源（共用）
ＴｈＹ−２    サイリスタ整流器（共用）
ＲＴ          リアクター（共用）
ＤＣ          コンデンサー（共用）
ＴｈＹ−１    １次電流用サイリスタ（共用）
ＰＴ          パルストランス（共用）
Ｄ−１        逆流防止ダイオード（個別）
Ｃ−０        総括パルスコントロールパネル
（全体で共用）
Ｃ−２        パルスコントロールパネル（共用）【００２０】動作順序のブロック線図（図２）
ＴｈＹ−１  ＴｈＹ−２  サイリスタの動作順序を示す
用意；
コンデンサーのチャージ完了とイオン源におけるイオン化が完了したタイミングと交流電源の零電圧に合わせて用意完了とする。
ドン；
１パルスのみ中性粒子群が発射される。
１回の発射終了後はまた用意に戻る。
１パルスを１０マイクロ秒とすれば、１秒間の残り休止時間中にコンデンサーのチャージ、イオン源イオン化、球形圧力容器内の排気等の作業も行う。【００２１】反応確率特性曲線のグラフ（図３）
Ａ曲線：一対の粒子の正面衝突の反応確率を示す。
出典は先行技術文献［００３］の表の数値をグラフ化したものである。
Ｃ曲線：実用化レベルアップ曲線を示す。
Ａ曲線は粒子１対の正面衝突を扱っているが、反応確率が低すぎる。
Ｗ．Ｂ．ＴＨＯＭＳＯＮの文献（前出）のＴａｂｌｅ２によれば、
１対の正面衝突（ａｔ  １００ＫｅＶ）にて、反応確率は５．０１×１０の−１        ７乗である。
これを実用化レベル（反応確率＝１、０）まで
レベルアップするには
１０の１７乗対の粒子の正面衝突が必要である。【００２２】粒子密度比較のグラフ（図４）
従来のプラズマの磁気封じ込め型核融合炉では、ローソン条件
（ローソンパラメータ  ｎｔ    ）
が判断基準になっている。具体的数値として、
保持時間を１秒とすれば、粒子密度は１０の１４乗が必要。
保持時間を１マイクロ秒とすれば、粒子密度は
１０の２０乗が必要。
これに対して正面衝突型核融合炉では、中性粒子のパルス
運転である。
パルス幅を１０マイクロ秒と仮定すれば、
粒子密度は１０の１７乗となる。
粒子加速器の台数を４０００台とすれば、１台（ビーム）、
１ショットあたりのピーク（尖頭時）電流値を概算すると、
６［Ａ］となった。この程度であれば、実現の可能性が高い。
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明する。【００２３】実施例−１
図−１において
Ｇ−１：使用する燃料ガス  ：  重水素
ＡＣ  ：パルス電界加速器の出力  １００ＫｅＶ
数量  ：  ４０００台
ＮＢ  ：重水素粒子群のビーム数：数量：４０００本
重水素中性粒子の密度：１０の１４乗
重水素中性粒子の運動エネルギー  ：１００ＫｅＶ
ＡＳ  ：生成される人工太陽（核融合反応ボール）
計画密度  ：１０の１７乗
計画出力  ：  １００万ＫＷｈ  級【００２４】その他のパラメータ
＊−１  球形炉の直径  ：４０ｍ
この球形炉の内部（ブランケット）に加圧水を循環させ、核融合反応によって発生する高速中性子の運動エネルギーと放射エネルギーを吸収させる。この高エネルギーレベル加圧水を加圧水型原子炉と同様に発電プラントに循環させる。
＊−２  球形炉内の真空度：なるべく高真空が望ましいが、油拡散真空ポンプを使用する      として、経済性を考慮して、
１０のー５乗ｍｍＨｇ程度とする。
＊−３  相対する加速器群が重水素粒子群の相撃ちにならないように、球形炉の真の中心        点ではなく、ここより、１０ｍｍほど下げることを推薦する。
＊−４  出力調整はパルス％で行う。毎秒１００パルスとして７０％出力ならば、前部に        ７０パルス稼働、後の３０パルス分は休止とする。【００２５】実施例−２
（パルス核融合）実験炉
いきなり動力用（商業用）発電プラントの動力炉を製作するのは、非常にハイリスクである。そこで各主要部品の耐久テストを兼ねて、実験炉が必要である。
その概要を示す。
＊−１  球形炉の直径：８．８ｍ
球形炉（ブランケット）の内面に、核融合反応によって発生する高速中性子用の測定器のセンサーを設置する。ただし、太陽光発電用の光−電気変換器は動力炉としての過酷な環境における実用に適さない。
また熱効率も復水器系を考慮した場合の熱効率と大差はない。
＊−４  この実験炉では加速器（セット）数が桁違いに少ないので、核融合の発生確率が        実用炉に比べて桁違いに小さい。ここであきらめて、退却しないことを強く希望        する。【００２６】実験成績証明書提出の件
特願（２０１０−２８５１０３）に拒絶理由通知書が送られて来た。実験成績証明書の提出が条件とされている。ひとくちに実験成績証明書といっても千差万別である。例えば化粧品の日焼け止めクリームの性能を実証する実験などは比較的簡単だろうが、大きなプロジェクトではかなりむずかしい。米国のマンハンタン計画における原子爆弾の開発は戦時中であり、国家プロジェクトとして短期間に完成した。
しかし動力用パルス核融合炉では、耐久性のある安全な動力用（商用）融合炉を建設する必要がある。
関係各位のご尽力により完成するとして、その必要とする所要年数が約１０年、総費用（研究開発費＋製作費＋建設費）が、３００億以内に収まれば、上出来であろう。この融合炉が完成の暁には、ご希望の実験成績証明書の提出が可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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