(57)【要約】  クーロン障壁を貫通する装置及び方法が開示されている。電極は、中空のシェル内に位置決めされ、シェルは、重水素などの融合反応性材料を収容する内側空間を封入している。燃料を有する内側空間は、電極を中心として同軸上にセンタリングされており、且つ、高誘電強度材料から製造された閉じ込め層が、球状シェルの内部表面上において、内側空間の外側エッジに配置されている。高電圧電源が、電極を帯電させ、これにより、重水素原子核クラウドなどのぎっしりと充填された融合燃料原子核が閉じ込め層の内側面上に形成され、これにより、クーロン障壁の貫通が促進される。又、本発明の装置を使用することにより、高電圧パルスを電極に印加して原子核のクラウドに向って原子核を放射することにより、クーロン障壁の貫通を可能にする状態を生成することができる。【選択図】図１
2015519553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クーロン障壁を貫通する装置において、
ａ）電極と、
ｂ）前記電極の周りの内側空間を封入する中空シェルと、
ｃ）高誘電強度材料から製造された閉じ込め層であって、前記シェルの内側表面上の内側空間内に配置された閉じ込め層と、
ｄ）前記内側空間内に収容された融合反応性燃料と、
ｅ）直流正極性高電圧電源と、
ｆ）前記電源を前記電極に接続すると共に前記中空シェルを接地に接続する電気相互接続と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、前記電極及び前記中空シェルは、球状であり、前記電極は、前記中空シェル内においてセンタリングされていることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置において、前記球状シェル内において前記球状電極を固定状態において吊り下げる電気絶縁された支持部を更に有し、前記球状シェルは、多層化されており、且つ、内側球状プレーンと、中間球状プレーンと、最外側球状プレーンと、を含み、前記内側空間は、前記球状電極と前記内側球状プレーンの間に形成され、前記閉じ込め層は、前記内側球状プレーンの内部表面上に配置され、内側層が、前記内側球状プレーンと前記中間球状プレーンの間に形成され、且つ、外側層が、前記中間球状プレーンと前記最外側球状プレーンの間に形成されることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置において、前記内側層内に収容された非導電性媒体と、前記外側層内に収容された絶縁媒体と、を更に有することを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置において、前記閉じ込め層は、その表面上に複数の小さな孔隙又は孔を有することを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置において、前記閉じ込め層は、好ましくは、ミリメートル〜マイクロメートルのスケール範囲の孔隙又は孔サイズを有する非導電性材料から製造されることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置において、前記電極は、大表面積、高電気容量を提供する材料から製造されており、且つ、前記融合反応性燃料は、重水であることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、前記電極は、炭素エーロゲル材料から製造されることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項１に記載の装置において、前記電極は、低容量材料から構成されることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置において、前記融合反応性燃料は、融合燃料として適した任意のガスであることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の装置において、前記融合反応性燃料は、重水であることを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の装置において、前記融合反応性燃料は、約０．０００１〜約０．１Ｔｏｒｒの既定の圧力を有することを特徴とする装置。
【請求項１３】
クーロン障壁を貫通するという目的のために原子核を閉じ込める方法において、
ａ）高誘電強度材料から製造された閉じ込め層を提供するステップであって、前記閉じ込め層は、中空シェル内の内側空間の内側を覆っている。ステップと、
ｂ）前記内側空間を融合反応性燃料によって充填するステップと、
ｃ）前記シェル内において配置された電極を直流正極性高電圧電源によって帯電させるステップであって、前記シェルは、前記内側空間を封入すると共に、前記電極を中心としてセンタリングされており、前記電極の帯電により、前記閉じ込め層上における帯電した原子核の閉じ込め及び充填が生じる、ステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、前記中空シェルは、多層化されていると共に球状であり、前記シェルは、内側球状プレーンと、中間球状プレーンと、最外側球状プレーンと、を含み、且つ、前記内側空間は、前記球状電極と前記内側球状プレーンの間に形成され、内側層が、前記内側球状プレーンと前記中間球状プレーンの間に形成され、且つ、外側層が、前記中間球状プレーンと前記最外側球状プレーンの間に形成されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の方法において、前記初期帯電ステップに続いて、高電圧による前記電極の反復されたパルス帯電のステップを更に有し、これにより、前記閉じ込め層に向って電子を放射することを特徴とする方法。
【請求項１６】
クーロン障壁を貫通する手段としての原子核の容量性閉じ込めのための装置において、
ａ）球状電極と、
ｂ）前記球状電極を中心として同軸状にセンタリングされた内側空間を封入する多層化された中空球状シェルであって、前記球状シェルは、内側球状プレーンと、中間球状プレーンと、最外側球状プレーンと、を含み、且つ、前記内側空間は、前記球状電極と前記内側球状プレーンの間に形成され、内側層が、前記内側球状プレーンと前記中間球状プレーンの間に形成され、且つ、外側層が、前記中間球状プレーンと前記最外側球状プレーンの間に形成される、中空球状シェルと、
ｃ）前記球状シェル内において固定状態において且つ同心状に前記球状電極を吊り下げる電気絶縁された支持部と、
ｄ）大表面積材料から製造された閉じ込め層であって、前記内側球状プレーンの内部表面上において内側空間内に配置された閉じ込め層と、
ｅ）前記内側空間内に収容された融合反応性燃料と、
ｆ）前記内側層内に収容された非導電性媒体と、
ｇ）前記外側層内に収容された絶縁媒体と、
ｈ）直流正極性高電圧電源と、
ｉ）前記球状電極と接地の間において前記電源を接続する電気相互接続と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の装置において、前記閉じ込め層は、その表面上に複数の小さな孔隙又は孔を有する非導電性材料から製造され、前記孔隙／孔のサイズは、ミリメートル〜マイクロメートルのオーダーであることを特徴とする装置。
【請求項１８】
請求項１６に記載の装置において、前記球状電極は、大表面積、高電気容量を提供する材料から製造され、且つ、前記融合反応性燃料は、重水であることを特徴とする装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の装置において、前記球状電極は、炭素エーロゲル材料から製造されることを特徴とする装置。
【請求項２０】
請求項１６に記載の装置において、前記電極及び前記シェル及び前記内側プレーン及び前記層は、球状である代わりに、露出したアノードが前記ガス又は液体燃料との接触状態となることを許容する閉じ込められた空間を形成する任意の形状であり、これには、円筒型形状が含まれることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、エネルギーの生成に関し、且つ、更に詳しくは、核融合を実現する手段としてのクーロン障壁の貫通のためのイオンの容量性閉じ込めによるエネルギーの生成に関する。
【背景技術】
【０００２】
科学者は、制御された融合によって無限エネルギー源を生成する方法について長年の間夢見てきており、ここで、有名な式Ｅ＝ＭＣ２を介して、質量がエネルギーに変換される。核融合においては、一般に、小さくて軽い原子核を合成して重い原子核を形成しており、この場合に、反応生成物の質量は、反応物質の質量を下回り、この質量の差が大量のエネルギーに変換される。このような重水素ガス及び三重水素ガスなどの反応物質の温度が数百万ケルビン度に上昇した際に、ガス原子からその電子を除去することが可能であり、且つ、その衝突によって核融合が結果的に生じるような運動エネルギーをガス原子が獲得するということが前提となっている。この前提は、磁気閉じ込め及び慣性（レーザー）閉じ込めなどの方式において試験されている。これらの方式においては、反応物質をプラズマ状態に加熱し、且つ、温度を維持すると共にチャンバに対する損傷を防止するべく磁気閉じ込めなどの様々な手段により、反応物質が反応チャンバ壁に接触することを防止している。
【０００３】
核融合に対する別の方式は、個々の原子核を高速に加速すると共に衝突させることに基づいている。これらには、ファーンズワース−ヒルシュフューザなどの様々な所謂フューザが含まれ、この場合には、２つの同心球状電気グリッドの間に生成される高強度電界を使用し、反応物質をイオン化及び加速している。この種の別の方式は、中性子生成器の使用を伴っており、この場合には、アノードとカソードの間に電界が確立され、カソードは、ターゲットとして使用されている金属水和物の部分である。反応物質ガスが、アノードの近傍においてイオン化され、且つ、重水素又は三重水素の豊富な金属水和物ターゲットに向って放射され、この結果、反応物質の融合がもたらされる。これらの方式は、いずれも、中性子などの融合生成物の生成によって証明されていることから、融合反応が結果的に得られることが判明しているが、これらは、いずれも、歩留まりが低い。
【０００４】
球状且つ円筒形の設計などの多くの非常に革新的な中性子生成器設計が実用化されている。好例が、Ｌｅｕｎｇに発行された米国特許第７，１３９，３４９号明細書であり、この場合には、アノードは、中空球体の形状であり、これにより、イオンをアノードの中心に位置したターゲットに対して放射している。又、Ｊｕｒｃｚｙｋ他に発行された米国特許第６，９２２，４５５号明細書に記述されているものなどのように、アノードとカソードの間のガスをターゲットとして使用する設計も存在している。このような装置は、いずれも、加熱された際に、トラップされた水素同位体を失うことから、ターゲットの動作温度が限られており、且つ、中性原子からの電子放電の問題を有する。金属水素化物ターゲット用の代表的な最大動作温度は、通常、摂氏２００℃未満であるとされている。
【０００５】
融合反応は、中性子生成器と呼ばれる装置内において発生するが、その低い歩留まりに起因し、中性子生成器は、一般に、エネルギーを生成する装置としては見なされていない。ＤｅＬｕｚｅに対する米国特許第８，０９０，０７１号明細書に記述されているものなどの相対的に高い歩留まりの装置は、極性が交互に変化する電界を使用して電子及び重水素原子核を往復状態において加速させる帯電中央ターゲット電極を有する球状融合反応炉を開示している。ＤｅＬｕｚｅは、その相互の衝突によって融合が結果的に得られるような速度をイオンが獲得することを教示している。
【０００６】
融合反応を生成する既知の方法及び装置は、その意図された目的のためには有用であろうが、現時点においては、クーロン障壁の貫通に使用されるイオンの容量性高密度閉じ込めのための装置又は方法は存在していない。従って、相対的に高い歩留まりを有する融合反応を実現する手段として、高電流密度を有するその他の帯電原子核によって放射されるように、高い温度安定性を有するが電子を有していない容量性閉じ込めされたイオンに狙いを定めることが有益であろう。又、高濃度において且つ互いに非常に近接した状態において帯電原子核を閉じ込めるための容量性操作メカニズムを提供し、これにより、容量性閉じ込めの効果により、或いは、帯電原子核に向って加速されうる類似の粒子の衝突により、原子核粒子の間におけるクーロン障壁の反発力を克服することができる環境を提供することも有益であろう。又、量子力学において既知の量子トンネリング現象を利用し、反応レートの制御及び計測に作用することも有益であろう。
【発明の概要】
【０００７】
従って、本発明は、一般に、クーロン障壁の克服及び原子核融合の発生の実現に使用される正に帯電した原子核（即ち、重水素原子核）の閉じ込め及び濃縮のための装置及びプロセスに関する。本発明は、本明細書において閉じ込め層と呼ばれている表面上の小さなサイズの孔隙又は孔の内部における非常に大きな容量／単位面積の生成により、水素同位体原子核の融合を実現することができるという理論の下に機能する。一実施形態においては、閉じ込められた帯電原子核を、クーロン障壁を貫通する別の手段として、その他の帯電原子核によって放射されるターゲットとして使用することができる。同一の発明者であるＡｚａｒｏｇｈｌｙ  Ｙａｚｄａｎｂｏｄによる米国特許出願公開第２０１２／００９７５４１号明細書は、電気二重層コンデンサ、閉じ込められた容器内における高電気容量電極の挙動、電界の容量性生成の手段としての高電気容量電極の使用法、及びこの場合の電極における電極反応を回避する手段としての極性反転について具体的に教示しており、この特許文献の内容は、引用によってそのすべてが本明細書に包含される。本発明の基礎としての電気二重層コンデンサの形成及び電圧分布並びに誘電体上における閉じ込められたイオンの形成を確立する実験による証拠及び試験の結果が強調されている。
【０００８】
本発明の第１の態様は、クーロン障壁を貫通する装置を提供し、この装置は、（ａ）電極と、（ｂ）電極の周りの内側空間を封入する中空シェルと、（ｃ）高誘電強度材料から製造された閉じ込め層であって、シェルの内部表面上の内側空間内に配置された閉じ込め層と、（ｄ）内側空間内において収容された融合反応性燃料と、（ｅ）直流正極性高電圧電源と、（ｆ）電源を電極に、且つ、シェルを接地に、接続する電気相互接続と、を有する。通常、電極及び中空シェルは、球状であり、電極は、シェル内においてセンタリングされており、且つ、閉じ込め層は、通常、その表面上に複数の小さな孔隙又は孔を有する。
【０００９】
本発明の第２の態様は、クーロン障壁の貫通を目的として原子核を閉じ込める方法を提供し、この方法は、（ａ）高誘電強度材料から製造された閉じ込め層を提供するステップであって、閉じ込め層は、多層化された中空シェル内の内側空間の内側を覆っている、ステップと、（ｂ）融合反応性燃料によって内側空間を充填するステップと、（ｃ）シェル内に配置された電極を帯電させるステップと、を有し、シェルは、内側空間を封入すると共に電極の周りにおいて位置決めされ、且つ、電極は、直流正極性高電圧電源によって帯電され、電極の帯電により、閉じ込め層の内側面上に正に帯電した原子核クラウドが形成される。通常、電極及び中空シェルは、球状であり、電極は、シェル内においてセンタリングされている。
【００１０】
本発明の第３の態様は、クーロン障壁を貫通する手段としての原子核の容量性閉じ込めのための装置を提供し、この装置は、（ａ）球状電極と、（ｂ）球状電極の周りにおいて同軸状にセンタリングされた内側空間を封入する多層化された中空球状シェルであって、球状シェルは、内側球状プレーン、中間球状プレーン、及び最外側球状プレーンを含み、且つ、内側空間が、球状電極と内側球状プレーンの間に形成され、内側層が、内側球状プレーンと中間球状プレーンの間に形成され、且つ、外側層が、中間球状プレーンと最外側球状プレーンの間に形成される、中空球状シェルと、（ｃ）球状シェル内において、固定状態において、且つ、同心状に、球状電極を吊り下げる電気絶縁された支持部と、（ｄ）その表面上に多くの小直径孔を有する高誘電強度材料から製造された閉じ込め層であって、内側球状プレーンの内部表面上において内側空間内に配置された閉じ込め層と、（ｅ）内側空間内において収容された融合反応性燃料と、（ｆ）内側層内において収容された非導電性媒体と、（ｇ）外側層内において収容された絶縁媒体と、（ｈ）直流正極性可変高電圧電源と、（ｉ）電源を球状電極に、且つ、外側シェルを接地に、接続する電気相互接続と、を有する。
【００１１】
本発明の特性及び利点については、以下の図面、詳細な説明、及び請求項から更に十分に理解することができよう。
【００１２】
添付図面は、本発明の実施形態を示しており、且つ、上述の本発明の概略説明並びに以下に付与されている詳細説明と共に、本発明の原理を説明するべく機能する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の斜視図を示す。
【図２】図２は、電極１２の帯電の際の図１に示されている実施形態におけるおよび実施形態なしの電荷分布を示す。
【図３】図３は、本発明による閉じ込め層の小直径孔内における正に帯電した原子核の提案構成を示す。
【図４】図４は、本発明に従って、容量性閉じ込めされた、且つ、融合のプロセスにおける、２つの原子核を示す。
【図５】図５は、本発明に従って原子核を生成すると共に閉じ込め層に向って加速させるべく、時間に伴って制御される高電圧のパルスを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、クーロン障壁の克服に使用される正に帯電した原子核（例えば、重水素原子核）の閉じ込めのための装置及び方法を提供する。又、このように閉じ込められた原子核のクラウドは、生成されると共にこのクラウドに向かって加速されるその他の原子核によって放射される対象のターゲットになることにより、クーロン障壁を克服することができる。クーロン障壁とは、核融合を経験するべく十分に近接するために２つの原子核が克服しなければならない静電気相互作用の結果としてもたらされるエネルギー障壁である。クーロン障壁は、静電位エネルギーによって生成される。更に重いものを形成するための軽い元素の融合においては、単一の更に重い原子核に融合させるべく、正に帯電した原子核を互いに十分に近づけなければならない。原子核の間の力は、それらを分離している距離が非常に小さくなる時点まで、反発性であり、次いで、迅速に、非常に吸引性のものとなる。従って、クーロン障壁に打ち勝つと共に原子核を強力な吸引力が作用する互いに近接した状態とするには、粒子のエネルギーによってクーロン障壁の反発エネルギーを克服しなければならない。
【００１５】
一般に、本発明は、絶縁表面上の小直径（即ち、ミリメートル〜マイクロメートルサイズ）の孔及び／又は孔隙内における非常に大きな容量／単位面積の結果として得られる非常に高い電荷密度の生成によって実現される正に帯電した原子核の融合を開示している。この絶縁表面は、本明細書においては、閉じ込め層又は融合反応層と呼ばれている。電界は、外部において接地された導電性容器の内部に配置された導電性電極の高電位による帯電によって生成される。容器は、通常、この絶縁された（閉じ込め）層により、その内側が覆われており、絶縁された層は、その表面上に且つ近傍に小直径の孔又は孔隙を有する。これらの孔内における正に帯電した原子核の閉じ込めは、原子核の間のクーロン障壁が克服されるのに伴って融合反応が発生するのに必要とされる程度に、孔内における電荷密度の増大を結果的にもたらす。更には、閉じ込められた原子核は、近傍の電極から生成及び加速されうる類似の原子核のターゲットとなることも可能である。電極と内部の内張りの間の空間は、必要とされる程度に、重水素原子核ガス又は重水などの融合燃料によって充填することができる。
【００１６】
上述のように、２つの原子核が融合するには、反発性のクーロン障壁を克服しなければならず、この反発性のクーロン障壁は、２つの原子核が、クーロン力を克服すると共に原子核を融合させるべく、近距離「核力」が十分強力になる互いに十分近接した状態となった際に、発生する。この閉じ込められていない２つの正の電荷の間におけるエネルギー障壁は、以下のように、静電気電位エネルギーによって規定することができる。
2015519553.tif 000003
ここで、ｋは、クーロン定数＝８．９８７６×１０９Ｎｍ２Ｃ−２であり、ε０は、自由空間の誘電率であり、ｑ１、ｑ２は、相互作用する粒子の電荷であり、ｒは、相互作用半径である。Ｕの正の値は、反発力に起因するものであり、従って、相互作用する粒子は、近接するほど、高いエネルギーレベルを有する。負の電位エネルギーは、（吸引力に起因した）結合状態を示している。
【００１７】
クーロン障壁は、衝突する原子核の原子番号（即ち、陽子の数）に伴って増大する。
2015519553.tif 000004
ここで、ｅは、素電荷（１．６０２１７６５３×１０−１９Ｃ）であり、Ｚ１及びＺ２は、対応する原子番号である。
【００１８】
原子核の間の力は、当初、それらを分離している距離が非常に小さくなる時点まで、クーロン障壁に起因して反発性であり、且つ、次いで、強力な核力が取って代わった際に、迅速に、非常に吸引性のものとなる。従って、クーロン障壁に打ち勝つには、原子核は、反発力を克服するべく、その間における吸引性の相互作用のために十分に近接することにより、原子核が１つに結合又は融合できるようにしなければならない。太陽における巨大な重力に起因して発生するものなどのように、潜在的に原子核の融合をもたらしうる多数のプロセスが存在してはいるが、これは、中性子生成器などの装置内において観察されるように、接近する原子核の運動エネルギーが、クーロン障壁の静電気による反発を克服する際にも、実現することができる。実際には、この状況は、量子力学と関連付けられた効果によって支援されている。ハイゼンベルグの不確定性原理に起因し、粒子がクーロン障壁を克服するための十分なエネルギーを有していない場合にも、粒子のうちのいくつかが障壁をなんとか通過する非常に小さな確率が存在している。これは、障壁トンネリングと呼ばれるものであり、且つ、これは、このような多くの反応が星々において発生する手段ともなっている。それにも拘らず、このプロセスは、非常に小さな確率でしか発生しないことから、クーロン障壁は、核反応に対する強力な障害を意味している。
【００１９】
本明細書において使用されている「量子力学的トンネリング」、「量子トンネリング」、「障壁貫通」、又は「障壁トンネリング」という用語は、それぞれ、粒子（例えば、原子核）が、従来は打ち勝つことができなかった障壁を貫通又は通過する量子力学的現象を意味している。例えば、古典物理学においては、電子は、電子のエネルギーが電界のエネルギーレベルを下回っている限り、電界によって押し返される粒子として見なされている。但し、量子物理学においては、この電子が、電界を通過する有限の確率を有することが判明している。例えば、この現象は、高速動作ダイオードを必要としている多くの電子装置において利用される共鳴トンネルダイオードにおいて使用されている。量子トンネリングは、量子力学及び事物の波動と粒子の二重性の規定特徴のうちの１つである。
【００２０】
又、本発明の科学的な原理について説明するには、コンデンサに関する科学のいくつかの原理について改めて説明しておく必要があろう。従来の電気コンデンサは、誘電体によって分離された２つの導電性プレート又は電極から構成された電気エネルギー保存装置である。本明細書において規定されている「誘電体」という用語は、印加された電界によって分極されうる電気絶縁体を意味している。誘電体が電界内に配置された際には、電荷が、導体中と同様に、材料を通じて流れるということはなく、その平均平衡位置からのほんのわずかなシフトにより、誘電性分極が生成されることになる。誘電体が、弱く結合された分子から構成されている場合には、それらの分子は、分極状態となるのみならず、その対称軸が電界に対してアライメントされるように、再配向される。
【００２１】
コンデンサは、一般に、様々な電気的用途において使用されている。例えば、コンデンサは、ラジオ受信機及びテレビ受像機の周波数をチューニングするために、自動車の点火システムにおけるスパークを除去するために、エネルギー保存装置として、電子フラッシュユニットにおいて、且つ、電源におけるフィルタとして、使用されている。一般的なコンデンサは、第１電極からの電子の除去に基づいて機能しており、この結果、もう１つの電極上における電子の配置の逆転現象をもたらす。この電荷の分離は、電極の間の電位差と、コンデンサによる電気エネルギーの保存と、をもたらす。
【００２２】
コンデンサの容量の値は、電極の表面積、電極を分離している距離、及び電極を分離している誘電体の誘電率に依存している。コンデンサは、様々な幾何学的構造を有することができる。例えば、平行プレートコンデンサは、その電極が、コンデンサの容量の値を制御するように選択された厚さと誘電率の両方を有する誘電体によって分離されている平行プレートであるコンデンサである。円筒形コンデンサは、その電極のうちの１つが、第１円筒形中空チューブであり、且つ、その電極のうちのもう１つが、第１円筒形中空チューブと同心状である第２円筒形（且つ、通常は、必須ではないが、こちらも中空である）チューブであるコンデンサである。球状コンデンサは、中実又は中空の球体の形態の別の電極を取り囲む中空球体の形態の１つの電極を有する。中空球体と内側球体の間の容積は、球状コンデンサの容量を制御するように選択された厚さ及び誘電率を有する誘電体を収容している。
【００２３】
ファラッドを単位とするコンデンサの容量（Ｃ）は、電極の間のボルト（ジュール／クーロン）を単位とする電位差（Ｖ）に対するそれぞれの電極上に配置された又はこれから除去されたクーロンを単位とする電荷の量（Ｑ）の比率として規定されており、即ち、次式のとおりである。
Ｃ＝Ｑ／Ｖ        （式３）
又、ここでは、正の電荷が負の電荷の近傍に移動した際には、その電位が、大きな値から小さな値に低減されることに留意されたい。又、負の電荷が正の電荷の近傍に移動した際にも、その電位は、小さな値から大きな値に増大する。これは、正及び負の電荷が互いに近接した状態に移動するのに伴って、その間の電位差が低減されることを意味している。これは、式３に表されている容量の基礎をなす定義であり、これは、一定の電荷の値Ｑの場合に、容量のなんらかの増大が、コンデンサプレートの間の電位差（Ｖ）の低減を結果的にもたらすことになることをも示している。
【００２４】
この現象は、コンデンサが、そのプレートの間の特定の電位差に帯電し、これにより、それぞれのプレート上における所与の量の電荷の配置が結果的に得られる際に、容易に観察される。この段階で、電位供給源が接続切断され、且つ、プレートが互いに更に近接した状態に移動した場合には、プレートが互いに近接するように移動するのに伴って、２つのプレートの間の電位差の減少が容易に計測される。従って、式３について上述したように、プレートの間の距離を低減することにより、２つのプレート上の対向している電荷が互いに近接するように移動した際に、容量（Ｃ）が増大するのに伴って、固定された電荷の値（Ｑ）におけるプレート間の電位差（Ｖ）が低減されることになる。
【００２５】
電気容量は、コンデンサの形状、電極プレートの材料、及び２つの電極プレートの間の誘電材料の誘電率の関数である。容量は、プレートサイズの増大、プレート間の距離の縮小、誘電材料の誘電率の増大、及び使用する誘電材料の表面積の増大に伴って、増大する。従って、コンデンサが、その２つのプレートの間に印加された一定の電位差によって帯電した際に、且つ、次いで、誘電体が、これらのプレートの間に配置された場合に、或いは、２つのプレートが互いに更に近接した状態に移動した場合に、容量と、それぞれのプレート上の電荷の量と、が増大する。これは、（エネルギー／単位電荷を単位とする）一定の電位においては、容量が増大した際に、電荷密度が増大することを意味している。これが、コンデンサが歴史的に電荷凝縮器と呼ばれていた理由である。
【００２６】
誘電破壊は、プレート上に保存されている電荷が放出されることに伴って、電気のスパークが（誘電体を通じて）ある電極から別の電極へ通過するという結果をもたらす。誘電破壊の発生の前に、誘電体が固体である場合には、コンデンサプレートの間に生成された電界の作用により、電気的に中性である誘電体内において、正及び負の電荷の中心の変位が生じる。本発明においては、使用可能な１つの誘電体は、重水素である。重陽子と呼ばれる重水素の原子核は、１つの陽子と、１つの中性子と、を収容しているのに対して、格段に一般的な水素同位体であるプロチウムは、原子核内に中性子を有してはいない。プロチウムは、地球の海洋中において自然に発生するすべての水素の９９．９８％超を占めている。重水素が、プロチウムとの関係において高度に濃縮された水は、重水と呼ばれている。
【００２７】
誘電体が電解質溶液である場合には、電解質誘電体中の反対極性に帯電したイオンは、正に帯電したイオンが負に帯電した電極に向って運動すると共にその上部において又はそれに隣接した状態において濃縮するように、自由運動し、且つ、この逆も又同様である。コンデンサプレート（電極）上における又はこれに隣接した状態におけるイオンの吸引は、二重層と呼ばれるイオンの空間的分布を形成する。
【００２８】
従って、電解質によって充填されたコンデンサは、通常、電気二重層コンデンサ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｌａｙｅｒ  Ｃａｐａｃｉｔｏｒ：ＥＤＬＣ）と呼ばれている。ＥＤＬＣの大容量は、これらの内部コンデンサの帯電したコンデンサプレートの間の極めて小さな分離の結果である。これらのコンデンサの帯電サイクルにおいては、電解質溶液（例えば、生理食塩水）中における等しい量の正及び負に帯電したイオンがコンデンサプレートに吸着され、これにより、電気二重層を形成する。ＥＤＬＣは、これらのイオンの二重層の形成の結果として、通常のコンデンサと比べて、増大した電気容量を有する。事実上、帯電しているＥＤＬＳは、直列に配置された２つの内部コンデンサを含む。ＥＤＬＣの科学に基づいて、これらの２つの内部コンデンサの１つのコンデンサプレートは、通常、帯電した高導電性の大表面積電極である。この電極は、炭素エーロゲル又は炭素エーロゲル複合材料などの材料から製造することができる。もう１つの「プレート」は、二重層構成内の帯電した電極上において又はこれに隣接して位置決めされた大表面積電極上の電荷とは反対極性のイオンの濃縮である。
【００２９】
炭素エーロゲルは、小さな間質性の孔隙（＜５０ｎｍ）を有する相互接続されたナノメートルサイズの粒子（３〜３０ｎｍ）から構成されたユニークな多孔性材料である。このモノリシックな（連続的な）構造は、非常に大きな表面積（４００〜１１００ｍ２／ｇ）と、高い導電性（２５〜１００Ｓ／ｃｍ）と、をもたらす。エーロゲルの化学組成、微細構造、及び物理特性をナノメートルスケールにおいて制御することにより、ユニークな光学的、熱的、音響的、機械的、且つ、電気的な特性を生成することができる。炭素エーロゲルは、その多くの用途の１つとして、電気化学的装置内の電極材料としての使用法を見出している。
【００３０】
エーロゲルの孔隙構造は、言葉で表現することが困難である。Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｕｎｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｕｒｅ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙは、直径が２ｎｍ未満である孔隙を「マイクロ孔隙」と呼び、２〜５ｎｍの直径を有するものを「メソ孔隙」と呼び、且つ、直径が５０ｎｍ超のものを「マクロ孔隙」と呼ぶ多孔性材料の分類を推奨している。シリカエーロゲルは、３つのすべてのサイズの孔隙を有する。但し、孔隙の大部分は、メソ孔隙の分類に含まれ、マイクロ孔隙は、相対的に少ない。
【００３１】
最適化された炭素エーロゲルは、その高い導電性、大きな比表面積、及び制御可能な孔隙サイズ分布に起因し、ＥＤＬＣ用の理想的な電極材料である。容量は、電極プレートの間の距離が減少すると共に電極の表面積が増大するのに伴って、増大する。炭素エーロゲルは、小さな孔隙の結果として、巨大な表面積／単位質量又は容積を有していることから、研究者は、１０４Ｆ／ｇ及び７７Ｆ／ｃｍ３という大きな容量を実現している。ＥＤＬＣ電極用のその他の適切な材料は、活性炭素（集成無定形炭素（Ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｅｄ  Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｃａｒｂｏｎ：ＣＡＣ）とも呼ばれる）、活性木炭、グラフェン、炭素ナノチューブ、及びポリアセンなどのポリマーを含む。
【００３２】
本発明の一態様によれば、コンデンサプレートの間の誘電体は、電解質溶液の代わりに、水素又は重水素ガスなどの元素ガスであってもよい。このようなガス誘電体を使用する際には、コンデンサプレートの帯電により、電界の方向におけるこれらの原子の弱いアライメントが存在するように、個々の水素原子の部分的な分極が生成される。但し、これらのガス粒子のランダムな熱運動に起因し、このアライメントは、完全なものではない。コンデンサプレートの間の電位差を増大させることによって生成される電界強度の増大により、分極と、結果的なアライメントと、が増大する。水素ガスの誘電強度に到達したら、水素原子内の電子と陽子の間の結合が破壊され、且つ、スパークが観察される。このスパークは、水素原子のうちの一部から、正に帯電したプレートに向かう負に帯電した電子の運動と、コンデンサの負に帯電したプレートに向かう正に帯電した水素原子核（陽子）の運動と、である。負の電極と接触した際に、陽子は、電子を獲得すると共に水素原子を再度構成し、且つ、電子は、正に帯電したプレートによって吸収される。このプロセスは、コンデンサプレートの間のイオン化されたガス粒子による電気の流れを許容する抵抗性電気回路を結果的にもたらす。プレートの間の電界がもはやガスをイオン化することができないように、コンデンサプレートの間の電位差が低減された場合に、電気の流れが停止する。
【００３３】
コンデンサ内に保存されているエネルギーの量は、電荷の量と、プレートの間の電位差と、に正比例している。コンデンサ内に保存されているエネルギーをジュールを単位とする（Ｕ）として表記した場合には、次式のとおりである。
Ｕ＝（０．５）（Ｑ）（Ｖ）            （式４）
【００３４】
これらのパラメータ及び単位は、先程定義されたとおりである。更には、コンデンサ「Ｃ１」及び「Ｃ２」を有する２つのコンデンサが直列で配置された際に、２つの接続されたコンデンサの等価な容量、即ち、「Ｃｅｑ」は、次式によって規定されることに留意されたい。
１／Ｃｅｑ＝１／Ｃ１＋１／Ｃ２      （式５）
【００３５】
この式は、２つのコンデンサが直列に配置された際には、等価容量は、事実上、相対的に小さな容量を有するコンデンサによって決定されることを示している。更には、直列の２つのコンデンサ上に配置されている電荷の量（本明細書においては、「ｑ」として表記されている）は等しいことから、式３に基づいて、「Ｖ１」及び「Ｖ２」として表記されるこれらの個々のコンデンサのプレートの間の電位差は、次式のように規定される。
Ｖ１＝ｑ／Ｃ１            （式６）
Ｖ２＝ｑ／Ｃ２            （式７）
従って、次式のとおりである。
Ｖ１／Ｖ２＝Ｃ２／Ｃ１            （式８）
【００３６】
直列で接続された２つのコンデンサに跨る合計電位差は、本明細書においては、Ｖと表記され、且つ、次式のとおりである。
Ｖ＝Ｖ１＋Ｖ２            （式９）
【００３７】
上述の式と、特に、式８は、非常に大きな容量を有するコンデンサが、非常に小さな容量を有する別のコンデンサと直列に接続された際には、２つのコンデンサに跨って印加された電位差の大部分は、相対的に小さな容量を有するコンデンサに跨って発生することになることを明瞭に示している。
【００３８】
更には、第２プレートが無限大において配置されたと仮定することにより、単一の導電体をコンデンサと見なすこともできることに留意されたい。一例として、自由空間中における単一の球状導体は、次式の容量を有する。
2015519553.tif 000005
ここで、ε０は、自由空間の誘電率であって、８．８５４Ｅ−１２ファラッド／メートルに等しく、且つ、「ｒ」は、メートルを単位とする球体の半径である。ここで、単一の隔離された球状導体が、ｋの誘電定数を有する誘電体中に完全に浸漬された場合には、式１０中の誘電率の項ε０は、容量の比例した増大を示すＫε０によって置換されることに留意されたい。
【００３９】
又、一般に、導体上における電荷密度は、尖った地点の近傍において相対的に高いことにも留意されたい。この地点は、式３及び式１０と、４Πｒ２に等しい球体の表面積と、を使用した隔離された球状導体の表面電荷密度の計算から推定することが可能であり、これにより、次式が得られる。
2015519553.tif 000006
ここで、σは、クーロン／単位面積を単位とする電荷密度である。この場合にも、単一の隔離された球状導体が、ｋの誘電定数を有する誘電体中に完全に浸漬された際には、式１１中の誘電率の項ε０は、表面電荷密度の比例した増大を示すｋε０によって置換される。
【００４０】
式１１は、一定の電位Ｖにおいては、半径が小さいほど、電荷密度が大きくなることを示している。又、式１１に基づけば、特定量の電荷が、尖った隆起地点をも有する導電性シート上に配置された場合には、プレート上のすべての地点の電位は、安定状態条件に到達した後に、（安定状態に到達した後に、電荷の運動が存在しないという事実が仮定された場合には）同一になるが、尖った地点における電荷密度は、プレートの残りの部分よりも格段に高くなることを推定することもできる。ここでは、尖った地点における又は（相対的に大きな球体との比較において）相対的に小さな球体上における電荷密度の増大は、尖った地点における又は小さな球体上における単位面積当たりの容量の増大の結果であることに留意することが非常に重要である。この現象を有利に使用することにより、同一の電位（即ち、同一の電圧）において、互いに相対的に近接した間隔で電荷を充填することができる。従って、帯電した原子核は、尖った地点において及び／又は小さな球体上において配置された場合に、同一のエネルギーレベル／単位電荷において、互いに相対的に近接した状態で充填することができることを理解されたい。又、これを考慮すれば、電荷の容量性保存を使用して個々の電荷の間におけるクーロン反発力を低下させ、これにより、相対的に大きな容量／単位面積の結果として、クーロン障壁を事実上低下させてもよいことを理解することもできる。
【００４１】
本明細書において検討されている別の物理的な現象が、先程定義された「障壁トンネリング」である。本明細書において定義されているイオン及び原子核の容量性閉じ込めとの組合せにおいて、障壁トンネリング及び事物の波動と粒子の二重性により、必要とされるエネルギーレベルが障壁の高さを下回っているにもかかわらず、多数のうちのいくつかの原子核が別の原子核のクーロン障壁を貫通する。このような状況においては、障壁トンネリングの確率（即ち、任意の所与の正に帯電した原子核が別の正に帯電した原子核のクーロン障壁を貫通する可能性）は、粒子の質量、障壁の幅、及び障壁の高さと粒子エネルギーの間のエネルギー差の関数である。別の陽子に向って静電気によって強制的に移動する陽子の場合には、すべてのその他のパラメータが一定である状態において、陽子のエネルギーとクーロン障壁の克服のために必要とされるエネルギーの間の差が、障壁トンネリングの確率を決定する。従って、所与の時間スパンにおいて障壁を通過する陽子の数は、それぞれの陽子とクーロン障壁の間のエネルギー差によって決定されることになろう。本発明においては、クーロン障壁の貫通の確率が、小さな面積内における正に帯電した原子核の容量性閉じ込め及び非常に近接した充填によって増大し、これにより、クーロン障壁の低下及び最終的な貫通が得られるということを提案している。
【００４２】
図１は、重水素原子核などの原子核の容量性閉じ込めのための本発明による装置を示している。図示のように、装置１０は、中空の球状シェル１４内においてセンタリングされた球状電極１２を含む。シェル１４は、球状電極１２を中心として同軸状にセンタリングされた内側空間１６を封入している。電気的に絶縁された支持部１８が、球状シェル１４内において球状電極１２を固定状態において吊り下げている。高誘電強度材料から製造された閉じ込め層２０が、球状シェル１４の最内側表面上において内側空間１６内に配置されている。重水又は重水素ガスなどの融合反応性燃料が、通常、閉じ込め層２０と電極１２の間の内側空間１６内に収容されている。
【００４３】
図示のように、球状シェル１４は、通常、多層化されており、且つ、内側球状プレーン２２と、中間球状プレーン２４と、最外側球状プレーン２６と、を含む。内側空間１６が、球状電極１２と内側球状プレーン２２の間に形成されている。閉じ込め層２０は、通常、内側球状プレーン２２の内部表面上に配置されている。通常、（高熱伝導特性をも有する）窒化ホウ素などの非導電性媒体を収容する内側層３０が、内側球状プレーン２２と中間球状プレーン２４の間に挿入されている。通常、絶縁油などの絶縁媒体を収容する外側層３２が、中間球状プレーン２４と最外側球状プレーン２６の間に形成されている。
【００４４】
絶縁された支持部１８は、中央球状電極１２を定位置において保持しており、且つ、溶解されたアルミナ又は生成される熱に耐える能力を有する任意のその他の絶縁材料などの絶縁材料から製造することができる。この支持軸１８は、通常、電極１２を電源に接続する電気ワイヤをその内部に埋め込まれた状態において有する。
【００４５】
閉じ込め層２０は、通常、ミリメートル〜マイクロメートルのオーダーの孔又は孔隙サイズを有する高誘電強度及び高誘電定数を有する（例えば、シリカエーロゲルなどの）非導電性材料から製造されている。球状電極１２を直流正極性高電圧電源（図示されてはいない）に接続する絶縁された支持部１８を貫通する電気ワイヤが存在している。最外側球状プレーン２６は、通常、金属製であり、且つ、外側層３２を封入しており、且つ、図示のように、ワイヤ３６により、接地３４に接続されている。従って、絶縁された支持部１８まで延在している電源、球状電極１２、及び接地３４の間に電気相互接続が存在している。又、金属製の最外側球状プレーン２６は、装置１０と外部環境の間における熱交換媒体としても機能する。従って、本発明の装置１０は、タービンに動力供給することができる蒸気の生成のために水の容器又はタンク内に配置することができるものと想定される。或いは、この代わりに、装置用のハウジングは、タービンに動力供給するための蒸気の生成のために水を受け入れることもできる。
【００４６】
最外側球状プレーン２６は、通常、それぞれ、ポンプの入口及び出口に接続する排出路及び吸入路（図示されてはいない）を装備している。このようなポンプは、外側層３２の絶縁油を循環させるべく使用されることが可能であり、且つ、これらの油のための脱気及び熱交換システムの一部であってもよい。
【００４７】
内側層３０は、複数の機能を有する。第１に、これは、イオンの外部環境への放出を伴うことなしにイオンの蓄積を許容するべく、非導電性であると共に誘電体として機能することを要する。従って、且つ、外側層３２との組合せにおいて、内側層３０の厚さは、使用される材料の誘電強度及びこれに跨って印加される電位差に基づいて判定することを要する。層３０及び３２は、協働し、電気漏洩又はイオン流を制限することを要する。第２に、内側層３０は、閉じ込め層２０用の支持層として機能する。この機能においては、これは、好ましくは、閉じ込め層２０の上部及び内部において発生する融合反応によって生成される熱負荷に耐えるべく、低熱膨張及び高機械強度を有する。又、内側層は、好ましくは、生成された熱を外部環境に伝達するべく、高熱伝導性をも有する。非限定的な例として、（焼結又は溶解された）窒化ホウ素を内側層３０に使用することができる。又、いくつかのケースにおける内側層３０は、融合生成物（例えば、重水素原子核の融合から生成されるヘリウム原子核）が流出すると共に外側層３２に進入することを許容するべく、微細な相互接続された孔隙性を有することができよう。この特徴は、閉じ込め層２０に使用される材料が何千メガボルト／メートルの範囲の極めて大きな誘電強度を有する場合に使用されることになろう。
【００４８】
外側層３２は、主絶縁層であり、且つ、高電圧変圧器において使用されているものに類似した高誘電強度油から製造することができる。外側層３２も、複数の機能を有している。例えば、外側層は、電極１２に印加された電位の絶縁の主要な負荷に耐えている。又、外側層は、内側層３０から生成される熱を装置の主カバーである最外側球状プレーン２６に伝達する。又、外側層３２は、好ましくは、内側層３０から最外側球状プレーン２６に通過する融合生成物の搬送を許容し、そこで、ヘリウム原子核などの生成物は、電子を獲得すると共にヘリウムガスを形成することができる。最後に、外側層３２は、好ましくは、脱気（部分的な真空の印加）などの手段によるヘリウムガスなどの融合生成物の除去を許容する。例えば、外側層油を循環させると共に脱気するべく、循環ポンプ回路を利用することができる。
【００４９】
球状の形状は、本発明の装置用の１つの代表的な形状に過ぎない。球状の形状は、本発明の方法を実現するために必要とされるすべての機能（閉じ込め及び衝突）を最適に許容する。但し、露出したアノードがガス又は液体燃料との接触状態となることを許容する閉じ込められた空間を形成する任意の形状も、閉じ込め機能のために機能することができる。非限定的な例として、電極及びシェル及び内側プレーン及び層は、円筒形であってもよく、ドーナツ形状であってもよく、或いは、本発明の意図された目的に適合する任意のその他の形状であってもよい。本明細書において説明されている原理は、コンデンサの１つのプレートが本発明の教示内容に従って非導電性層によって絶縁されている限り、円筒形の形状や、場合によっては、平行プレートの構成を含む閉じ込め空間を形成すると共に露出したアノードがガス又は液体燃料と接触することを許容する多数の封入された形状に対して適用可能である。
【００５０】
図２に示されている一実施形態においては、内側空間１６は、融合反応性燃料としての重水（Ｄ２０）によって充填することが可能であり、且つ、球状電極１２は、炭素エーロゲル電極などの大表面積高電気容量電極であってもよい。この構成においては、電極１２が、任意の電圧レベルにエネルギー供給され、且つ、非導電性層２０、３０、及び３２の電気絶縁能力が、内側空間１６と外部環境の間における電荷の顕著な交換をも防止するべく十分に高い場合には、内側空間１６内の重水中における電位の蓄積が存在することになる。この内側空間１６内における電位の増大は、電極１２に供給される電荷とは反対極性のイオンの集積に起因することになる。この結果、電極１２が図示のように正に帯電した場合には、正のイオンが、いまや、閉じ込め層２０上に且つその近傍に集まることになる。この現象は、電解質溶液に印加されている電荷の不均衡に起因している。
【００５１】
更に図２を参照すれば、中央球状電極１２が正に帯電した際には、負イオンが、重水から電極１２に吸引される。これらの負に帯電したイオンは、図示のように、電極１２上に且つその近傍に集まることになり、これにより、電気二重層を形成する。電極１２に対するその負イオンの吸引によって生成される内側空間１６内の電解質溶液中における電荷分布の不均衡は、内側空間１６内の電解質溶液の外側エッジ近傍の閉じ込め層２０の表面における液体及びその集積からの正イオン（Ｄ＋イオン）の反発を結果的にもたらすことになる。この結果、直列の２つのコンデンサが形成される。「Ｃ１」の容量を有する内側内部コンデンサ４１と呼ばれるこれらのコンデンサのうちの第１のものが、電極１２とその上部に且つその近傍に集まったイオンの二重層の間に形成され、且つ、「Ｃ２」の容量を有する外側内部コンデンサ４２と呼ばれる第２コンデンサが、閉じ込め層２０の上部に且つその近傍に集まったイオンと金属製の最外側球状プレーン２６の内側表面上の誘発された電荷によって形成される。層２０、３０、及び３２は、これら２つのコンデンサプレートの間の誘電体として機能する。内側内部コンデンサ４１の利用可能な表面積が大きくなると共に電荷の分離が極めて小さくなり、この結果、外側内部コンデンサ４２との比較において、格段に大きな容量が得られることになる。
【００５２】
中央球状電極１２上に移動する電荷の量は、このように形成された２つのコンデンサの等価容量によって決定される。この結果、内側内部コンデンサ４１と外側内部コンデンサ４２が、その間の内側空間１６内の電解質を通じて直列に互いに接続された際に、式３（１／Ｃｅｑ＝１／Ｃ１＋１／Ｃ２）によって定義されるシステムの等価容量「Ｃｅｑ」は、非常に小さくなり、且つ、外側内部コンデンサ４２の小さな値「Ｃ２」に近くなる。更には、式６（Ｖ１／Ｖ２＝Ｃ２／Ｃ１）及び式７（Ｖ＝Ｖ１＋Ｖ２）に基づいて、且つ、コンデンサ４１の容量「Ｃ１」及びコンデンサ４２の容量「Ｃ２」の間の大きな差に基づいて、電極１２に印加される電位の大部分は、外側内部コンデンサ４２に跨って配置されることになり、且つ、そのうちの非常に小さな部分のみが、内側内部コンデンサ４１に跨って配置されることになる。この結果、電極１２と空間１６内の電解質溶液の間に、非常にわずかな電位差しか存在しなくなる。これは、本発明者らが、いまや、層２０上の正のイオンとシェル１４の内部表面２６上の電子の間にコンデンサを有することを意味している。
【００５３】
一数値例として、電極１２が、炭素エーロゲルから構成されており、且つ、重水（Ｄ２Ｏ）によって充填された空間１６内に配置されている場合には、その容量と、従って、内側内部コンデンサ４１の容量は、１０ファラッド程度であるものと仮定することができる。ここで、外側内部コンデンサ４２の容量が５０．０マイクロ−マイクロファラッド（μμＦ）程度である場合に、式３に基づいた等価な流体−電気化学コンデンサの等価容量は、すべての実際的な目的において、５０μμＦに等しくなろう。従って、電極１２に印加された電位が１０ボルトである場合には、式１（Ｃ＝Ｑ／Ｖ）に基づいて、電極１２上に移動することになる電荷は、５００Ｅ−１２クーロンに等しくなる。ここで、式４（Ｖ１＝ｑ／Ｃ１）及び式５（Ｖ２＝ｑ／Ｃ２）を参照すれば、且つ、両方のこれらのコンデンサ上の電荷が等しくなるということに留意すれば、外側内部コンデンサ４２に跨って配置される電位は、実際には、１０ボルトに等しくなり、且つ、内側内部コンデンサ４１に跨って配置される電位は、５０．０Ｅ−１２ボルトに等しくなり、これは、極めて小さく、且つ、実際には無視可能であることが明らかとなる。従って、その間の電位差が約１ボルトに到達する時点まで、中央電極１２と内側空間１６内においてこれを取り囲んでいる重水の間に電極反応が発生しないと正しく仮定される場合には、電極反応を伴うことなしに、最大で２００Ｅ＋０９ボルトの非常に大きな電位を電極１２に印加することができると結論付けることができよう。これは、電極１２に印加された電位が２００Ｅ＋０９ボルトに到達する時点まで、電極１２と空間１６内の電解質の間の電位差は、電極反応を実現するために必要とされる電圧に接近することにならず、且つ、装置の動作を妨げる電極１２の表面上に生成される酸素ガスも存在することにならないことを意味している。電解質中に配置された高容量電極と絶縁された容器内に配置されたものの間の電位差のこのような分布は、先程参照した米国特許出願公開第２０１２／００９７５４１号明細書において報告されているように、実験によって確認されている。これらの試験は、印加された電位のすべてが電解質と接地の間において計測されている間に、高容量電極と取り囲んでいる電解質の間における無視可能な電位を示した。
【００５４】
本発明の別の実施形態においては、内側空間１６は、水素又は重水素ガスなどの元素ガスによって充填することが可能であり、且つ、電極１２は、金属製の低容量電極であってもよい。この実施形態によれば、２つのコンデンサ４１及び４２の間の電位の分布は、上述の電解質のケースにおいて使用されているものと同一の原理から推定することができるように、互いに格段に近接した状態となる。これは、本発明者らが、低容量金属製電極１２の容量（内側内部コンデンサの容量）が、約２センチメートルの直径の場合に、１．０μμＦであり、且つ、外側内部コンデンサの容量が５０μμＦであると仮定した場合に、本発明者らが（接地との関係において）１００ボルトを電極１２に印加すると、電極１２とこれを取り囲んでいるガスの間の電位差は、約９８ボルトとなり、且つ、ガスと接地の間の電位差は、２ボルトをわずかに下回ることになることを意味している。従って、このシナリオにおいては、電極１２が高電位に帯電した場合に、電極１２と内側空間１６内においてこれを取り囲んでいる重水素ガスの間の電位差は、電極１２に印加された電位の格段に高い比率で発生することになる。この結果、電極１２に印加される電位が正である場合には、ガス原子の一部のイオン化を生成するのに必要とされる電位は、格段に低くなる。上述の例の場合には、且つ、電極１２の直径が２センチメートルであると仮定した場合には、約２１，０００ボルト超の正の電位の印加により、電極１２とこれを取り囲んでいるガスの間の電位差は、２０，０００ボルト超に到達し、この結果、水素ガスのイオン化を生成するのに必要とされる電位である２０００ボルト／ｍｍの電界強度が得られることになる。このプロセスは、水素原子の電子の中央電極１２による吸収と、印加された電位が空間１６内のガスの十分なイオン化及びガス誘電体の破壊を生成するべく十分に高い際に、同一の原子の正に帯電した原子核の内側空間１６の外側エッジに対する、且つ、閉じ込め層２０上への、反発を生成することができる。この状態において、且つ、２１０００ボルト超の電位の印加により、外側内部コンデンサ４２の第１プレートを形成する閉じ込め層２０において形成された正イオンの濃縮が存在することになり、第２プレートは、最外側球状プレーン２６の内側表面上の誘発された電荷であり、層２０、３０、及び３２は、２つのコンデンサプレートの間の誘電体として機能している。又、電極１２の表面が白金黒などの触媒によって被覆されている場合には、水素のイオン化が相対的に低い電圧においても発生可能であることに留意されたい。
【００５５】
この構成によれば、水素ガスのイオン化電位を多数の桁だけ超過する電位差が電極１２に印加されるのに伴って、式１０によって近似される容量を有する閉じ込め層２０において形成された外側内部コンデンサ４２は、この電極が、もはや、コンデンサとして機能せず、且つ、この回路内において抵抗性要素となることから、時間の経過に伴って、空間１６内のガスの誘電強度を破るのに必要とされる電位だけのみ、電極１２に印加された電位とは異なる電位に帯電することになる。ここで、内側及び外側層３０及び３２の相当な厚さに起因し、これらが収容している材料の誘電定数の代表的な値を考慮した場合にも、閉じ込め層２０における単一プレートの球状コンデンサの容量は、（完全に絶縁されている場合にも）球状コンデンサ４２の容量のものにかなり近づくことになるということに留意されたい。
【００５６】
上述の両方の実施形態においては、内側空間１６が重水などの電解質によって充填されているのか又は重水素などのガスによって充填されているのかとは無関係に、閉じ込め層２０の孔隙又は孔の通路内に集まる正に帯電した原子核の貫通は、式１１に示されているように、これらの孔隙又は孔を貫通しないイオンよりも高い電荷密度を結果的にもたらすことになる。
【００５７】
図３に示されているように、正に帯電した原子核５０は、閉じ込め層を構成しているカルシウム−銅−チタン酸塩などの材料５２の孔隙及び孔５４内において、ぎっしりと充填された状態となることができる。一例として、いずれかのケースにおいて電極１２に印加された電位が、空間１６内のガスの破壊電圧よりも高い６０，０００ボルト程度であり、且つ、孔５４の直径が０．５ミリメートル程度であり、且つ、閉じ込め層２０の材料５２が１２５０という誘電定数を有する場合には（１２０ＭＶ／ｍを超過すると仮定される誘電強度を有するチタン酸バリウム）、これらの通路５４内の（式１１に基づいた）電荷密度は、原子核５０の間の間隔が、ボーア半径の６．５５倍である３．４７オングストローム程度となるようなものとなる。即ち、このような条件下においては、２つの原子核の間の間隔は、ほとんど、水素原子の電子と原子核の間の通常の距離のわずかに６．５５倍となる。正に帯電した原子核の間の間隔は、電圧レベルの増大に伴って小さくなることから、印加電位が高くなるほど、正に帯電したイオン５０の間の間隔は小さくなることがわかる。このシステムによれば、１つの原子核が別の原子核のクーロン障壁を貫通する確率は、印加電位の増大に伴って、且つ、孔隙の直径が小さくなるのに伴って、高くなり、この結果、核融合及び融合エネルギー放出の確率が増大することになる。
【００５８】
図４は、融合のプロセスにおける本発明の装置及び方法によって生成されたぎっしりと充填された状態の２つの原子核を示している。図示のように、正に帯電した原子核のぎっしりとした充填は、電圧の増大により、且つ、閉じ込め層の孔隙及び通路により、増強され、これにより、クーロン障壁が克服されると共に融合反応が発生する確率の増大に結び付く。原子核の融合は、図示のように、ヘリウム及びガンマ線などの融合反応生成物を生成する。
【００５９】
それぞれの孔隙又は孔が、それ自体で、球状の又は半球状のコンデンサになることから、閉じ込め層２０の小直径の孔隙／孔内への正に帯電した原子核の貫通によって生成される相対的に高い表面電荷密度が生じる。それぞれの孔隙／孔内において、容量／単位面積は、孔隙／孔サイズの減少に伴って増大する。従って、孔隙／孔サイズを減少させることにより、結果的に得られる電荷密度／単位表面積が相対的に大きくなる（Ｋの誘電定数を有する誘電材料中に浸漬された隔離された単一プレートの球状コンデンサの場合には、Ｃ／Ａ＝Ｋε０／ｒである）。この結果、一定の電位における電荷密度も、孔隙／孔サイズの減少に伴って、高くなる。式１１（σ＝ε０Ｖ／ｒ）が閉じ込め層２０の材料の誘電定数の影響を考慮するように変更された場合には（σ＝Ｋε０Ｖ／ｒ）、比率Ｖ／ｒは、閉じ込め層２０の表面における電界強度に等しくなる。電界強度が到達しうる最大値（これは、比率Ｖ／ｒである）は、閉じ込め層２０に使用される材料の誘電強度に依存している（誘電強度は、破壊されると共に放電スパークがコンデンサプレートの間において発生する前に誘電材料が耐えることができる最大電界強度として定義される）。更には、所与の電界強度（Ｖ／ｒ）において、材料の誘電定数Ｋが大きいほど、それぞれの孔隙／孔内に形成されたコンデンサの容量／単位表面積も大きくなり、且つ、結果的に得られる電荷密度も、高くなる。小さな孔隙の場合に、電界の強度が材料の誘電強度を超過した場合には、材料は、機能を停止し、且つ、破壊されることになる。
【００６０】
換言すれば、外側内部コンデンサ４２の１つのプレートは、閉じ込め層２０の内側表面であってもよく、且つ、第２プレートは、シェル１４の内側表面２６であってもよい。ここで、層２０上の電荷密度は、変更済みの式１１（σ＝Ｋε０Ｖ／ｒ）によって決定されることになり、ここで、「Ｋ」は、層２０、３０、及び３２の等価な誘電定数であり、「Ｖ」は、コンデンサ４２の電圧であり、且つ、「ｒ」は、内側空間１６の半径である。但し、上述のように、閉じ込め層２０の表面上の孔隙／孔の電気的な挙動は、非常に小さな直径を有する球状又は半球状の単一プレートコンデンサとして見なすことが可能であり、この場合にも、電荷密度は、変更済みの式１１（σ＝Ｋε０Ｖ／ｒ）を使用することにより、算出することができる。これらの孔隙の場合には、「Ｋ」は、閉じ込め層２０の誘電定数であり、且つ、電圧（Ｖ）は、コンデンサ４２のものと同一であるが、「ｒ」は、孔隙又は孔の半径である。従って、孔隙／孔内のイオンは、層２０の表面上において濃縮されたイオンと同一の電圧を有することになり、孔内の電荷密度は、その外部よりも高くなる。一定の印加電位下において孔隙又は孔の直径が低減されるのに伴って、孔隙／孔内における電荷密度及びイオンコンデンサの外側壁を構成する材料に対して印加される電界強度も増大する。孔又は孔隙が小さくなり過ぎた場合には、層２０の材料は、生成された電界の影響下において、破壊される場合がある。
【００６１】
又、理論的なレベルにおいては、イオンの容量性閉じ込めの現象は、誘電体内における「誘発表面電荷」の形成を通じて発生するものと理解することもできる。上述のように、固体誘電体がコンデンサのプレートの間に配置された際には、誘電体全体が電気的に中性に留まるにもかかわらず、これらのプレートの間に生成される電界の作用は、誘電体の分極と、誘電体内の正及び負の電荷の中心のシフトと、をもたらす。この原子レベルにおける分極の結果は、双極子モーメントの形成と、材料内におけるオリジナルの電界とは反対の電界の確立と、をもたらす。これは、隣接するコンデンサプレート上の電荷との関係において反対極性を有する誘発表面電荷と呼ばれるものの形成と等価である。オリジナルのコンデンサプレート上における電荷の近傍の反対極性のこれらの誘発表面電荷の形成の効果は、コンデンサプレート上の電荷の電位を低下させることにより、それらの電荷が更にぎっしりと充填されることを許容するというものである。従って、それぞれの正に帯電した原子核は、格段に低いエネルギーレベルを有することになる。閉じ込め層２０の表面上の及び孔内のイオンのぎっしりとした充填が仮定された際には、正に帯電した原子核は、まるで、それらの電荷が格段に小さいものであるかのように振る舞うことになる。
【００６２】
上述の内容に基づいて、誘電強度が高いほど、誘電定数が大きくなり、且つ、閉じ込め層材料の孔のサイズが小さいほど、個々の電荷の電位エネルギーが低くなり、その結果、所与の電圧における充填が更にぎっしりとしたものになると結論付けることができよう。実際に、これは、これらの原子核の間のクーロン反発力の低減と等価であり、この結果、クーロン障壁の克服のために必要とされるエネルギーが低下することになる。このクーロン障壁の高さの引下げ（即ち、クーロン障壁の克服のために必要とされるエネルギー量の引下げ）に起因し、これらの電荷の自然な熱運動エネルギーによって発生する衝突の結果として障壁トンネリングに成功する確率が増大する。
【００６３】
ここで、融合プロセスが成功するためには、反応のレートを制御しなければならならないことに留意されたい。従って、閉じ込め層２０内の孔隙サイズと電極１２に対する印加電圧の組合せが、生成される熱及び機械及び熱応力が装置の構造によって管理可能となるように障壁トンネリングのレートが十分に低くなるようなものであることが好ましい。即ち、所与の孔隙サイズにおける電位が、生成される熱が装置の構造を損傷するレベルに増大する場合に、それは、良好な工学的設計とはならないであろう。又、生成される熱が、蒸気の生成のために利用可能であることが望ましい。生成される熱の回収のための１つの選択肢は、装置の全体を水の容器内に配置するというものであってもよく、この場合には、シェル１４の外側表面を通じて水が加熱される。
【００６４】
更には、このプロセスが長期間にわたって継続するためには、融合生成物を閉じ込め層２０の孔隙から除去する必要がある。これは、動作を停止すると共に装置に負圧を印加することにより、実現することができる。閉じ込め層２０の厚さを制限する極めて高い誘電強度の材料の場合には、閉じ込め層２０の孔隙との比較において格段に大きな孔隙を有することになるように、内側層３０の材料を選択することができる。この結果、融合生成物（例えば、ヘリウム原子核）は、徐々に、内側層３０に移動すると共にこれを貫通することが可能であり、且つ、次いで、外側層３２に向って継続して前進することができる。最外側球状プレーン２６と接触した際に、これらの正に帯電したヘリウム原子核のそれぞれは、電子を獲得し、且つ、ヘリウムガスに変化することになり、このヘリウムガスは、外側層３２の絶縁油がポンピング及びガス抽出システムの動作によって循環した際に、除去することができる。
【００６５】
又、上述の内容が仮定された場合に、且つ、コンデンサは、エネルギー保存装置であることから、運動エネルギーを個々の正に帯電した原子核に付与することが可能であり、且つ、次いで、これらの原子核を閉じ込め層上において保持されている原子核に向って「放射」するか又はその他の方法で前進させることができると仮定することもできる。この閉じ込め層における原子核の放射は、クーロン障壁を突破する別の手段となりうる。即ち、電極１２から閉じ込め層２０における閉じ込められた原子核に向かう正に帯電した原子核のパルス帯電及び放射により、クーロン障壁を貫通する確率を増強することができる。原子核を生成すると共に閉じ込め層に向って加速させるべく、時間に伴って制御される高電圧のパルスを示すグラフである図５を参照されたい。層２０の内部又は上部において高密度の電荷分布を形成するべく使用される電圧を上回る（絶縁層の誘電強度によってのみ制限された）非常に高い電圧による電極１２のパルス帯電は、中央電極１２の表面から内側空間１６の外側限界において濃縮されているイオンに向って正のイオンを加速させる手段として、使用することができる。従って、パルス帯電は、イオンの間の衝突エネルギーを使用することにより、クーロン障壁を貫通する手段を提供する。
【００６６】
外側内部コンデンサ４２が十分に帯電されたら、閉じ込め層２０における電荷によって内側空間１６に向って生成される電界が存在することにならないという点に留意することが重要である。従って、閉じ込め層上の電荷は、それら自体に対して放射された原子核に抵抗することにならず、この結果、クーロン反発力も存在することにならず、且つ、従って、克服するべきクーロン障壁も存在することにならない。換言すれば、電極１２及び閉じ込め層２０は、ケルビン卿によって想定されると共にＲ．  Ｊ．  Ｖａｎ  ｄｅ  Ｇｒａａｆｆによって加速器として利用された従来の静電気生成器と同様に、電位の状態を構成することができる。この結果、ある程度の量の正の電荷が電極１２上に配置された際に、層２０上に存在している電荷の量とは無関係に、電極１２上の電荷の電位は、層２０上のものを上回ることになる。従って、内側空間１６内のガスの誘電強度が、「Ｐ」と表記された所与の値であるものと仮定された場合に、電極１２に印加される電位が「Ｐ」の値を超過した際に、内側空間１６内の現在イオン化されているガスは、層２０上の電荷の電位が電極１２の電位マイナス「Ｐ」に接近する時点まで、電極１２に付加されたすべての電荷が層２０に流れることを許容することになる。この電位差に到達したら、電極１２から層２０に向かう電荷の流れは、停止することになる。
【００６７】
非限定的な一例として、図５に示されている電位は、１０ＫＶのベース電位であってもよく、且つ、最大１００ＫＶのパルス電荷を供給することができる。ここで、イオン化及びイオン流を開始するために必要される電位差が２０ＫＶである場合には、層２０上の電荷は、３０ＫＶという最小電位において維持され、且つ、最大で８０ＫＶ以上（１００ＫＶ）のパルス帯電が実行され、次いで、パルス帯電が、（例えば、約５時定数に等価な）十分な量の時間にわたって適用されるのに伴って、閉じ込め層２０上の電荷の電位は、これらの電荷と電極１２に印加された電位の間の電位差が２０ＫＶに到達する時点まで、増大することになる。この時点においては、内側空間１６内のガスの更なるイオン化は存在しない。このパルス印加の終了時点において、層２０上の電荷の電位は、８０ＫＶとなる（１００−２０）。ここで、電極１２に印加された電位が１０ＫＶに降下した場合に、いまや、表面２０上の電荷と電極１２の間には、７０ＫＶの電位差が存在することになり、これにより、電極１２に対する層２０上の原子核の流れが生成される。この放電のために、例えば、約１０時定数などの十分な時間が許容された場合には、層２０上の電荷の電位は、徐々に約３０ＫＶに降下することになり、この時点において、層２０上の電荷と電極１２の間の電位差が再度２０ＫＶとなることに伴って、空間１６内のガスは、もはやイオン化されることにならず、且つ、電荷の逆流が停止する。次いで、放電によって後続されるパルス帯電のサイクルを反復することができよう。
【００６８】
上述の内容に基づいて、電極１２から放射された原子核は、層２０上に存在していると共にそれらの原子核と反対極性ではない電荷に向かうその運動を促進する電位差の下において、機能していることがわかる。換言すれば、いまや、これらの電荷の間には、反発が存在することにならず、即ち、中央電極１２から閉じ込め及び融合層２０に向かう方向におけるクーロン障壁が、事実上、存在しなくなる。
【００６９】
放射されたイオンと内側空間１６内に依然として存在しているイオン化されていないガス分子の間において衝突が発生する確率を低減するべく、内側空間１６内の圧力を低下させることにより、ガス分子／粒子の合計数を制限する必要がある。これは、プロセスを実行するべく十分な量の融合反応燃料によって充填する前に中空シェル内の内側空間内に真空を生成することにより、実現することが可能であり、必要とされる量は、意図された融合反応レートによって決定される。即ち、所与の融合反応のレートに作用するには、内側空間１６内のガス原子の合計数が、最大印加電位において層２０の孔隙の上部及び内部に閉じ込められている原子核の合計数とほぼ等しいことを要する。非限定的な一例として、融合反応性燃料は、約０．０００１〜約０．１Ｔｏｒｒの範囲の既定の圧力を有することができる。
【００７０】
電極１２に印加された電位が、突然、且つ、（図５に示されている方形波の形状などのように）パルス化された方式により、それに対して予め印加されている安定状態ＤＣ電圧を超過する特定の高い電圧だけ、増大した際に、電極１２に接触しているそれぞれの水素同位体原子は、イオン化されことになり、且つ、その原子核は、原子核の電荷（１．６０２１７６５３×１０−１９クーロンに等しい）×電圧に等しい電位エネルギーを獲得することになる。それぞれの原子核によって実現される電位エネルギーの値は、印加電位の関数として、クーロン障壁の貫通に必要とされると通常されているエネルギー値を超過する数ＭｅＶに容易に到達することできよう。次いで、帯電した水素同位体原子核は、空間１６内の相対的な負圧中において、ほとんど等しい運動エネルギーを伴って、閉じ込め層２０に向って加速することになる。このような帯電した粒子が、閉じ込め層２０の孔隙の上部又は内部の任意の原子核と衝突した場合に、その衝突エネルギーは、電極１２における獲得された電位エネルギーに非常に近いものとなる。層２０の孔隙及び孔の上部及び内部の原子核は、静止状態となると共に格段に小さな等価電荷を有しており、且つ、これらの電荷によって生成される電界は、内側空間１６から離れるように外側に向かっていることから、このような衝突は、反発性のクーロン力を克服する必要がなくなる。この結果、これらの原子核の間の融合の確率は、両方の粒子が自由空間内において互いに向って放射される場合よりも、格段に高くなる。
【００７１】
本明細書に開示されている本発明は、コンデンサに基づいていることから、イオン流のレートは、回路の時定数の関数である。時定数は、抵抗によって乗算された容量（ＲＣ）として定義されることから、イオン移動のレートは、時定数が小さいほど、大きくなる。更には、想定されている原子核放射システムが、基本的に、抵抗／容量（ＲＣ）回路であることから、生成される電流は、電圧パルス化の周波数を増大させることにより、極大化できることに留意されたい。予想される動作周波数は、最大で高周波の範囲以下である。
【００７２】
本発明は、ぎっしりと充填された正に帯電した水素同位体原子核が、絶縁された容器内において容量性閉じ込めされた場合に、それらは、自然に互いに反発することになり、且つ、容器の内部容積の周囲に、即ち、閉じ込め層２０に、蓄積することになることを提案している。この現象と、原子核が進入すると共にその内部において閉じ込められるために非常に小さな直径の孔又は孔隙を有する表面を有する閉じ込め層と、の組合せは、帯電した原子核の極めてぎっしりとした充填を提供する。更には、次いで、これらの原子核に対して中央電極のパルス帯電によって放射することにより、高い確率の原子核融合を提供することができる。
【００７３】
本発明は、こちらもイオン含有溶液中に配置されている電極とは反対極性のイオンの容量性吸収によってイオン含有液体の外側エッジを形成し、これにより、直列の２つのコンデンサを形成する誘電層上における正極性の水和イオンの容量性閉じ込めのプロセスを含むことができる。更には、本発明は、イオン吸収電極において形成されたコンデンサと誘電層上の閉じ込められたイオンによって形成されたコンデンサの容量の比率を制御することにより、且つ、閉じ込められたイオン及び誘電層の第２プレートが、液体及び誘電体の外部に位置することにより、且つ、前記電極及び接地の間の印加電圧により、誘電層上において容量性閉じ込めされたイオンの電荷密度及び電圧の操作を実現することができることを教示している。液体は、ガスによって置換されることが可能であり、且つ、電極は、低容量電極によって置換されることが可能であり、この結果、ガスから電子が除去され、且つ、ガスの外側エッジを形成する誘電体の表面へのイオンの移動のための抵抗性回路が形成される。又、本発明は、イオン電流及び閉じ込められたイオンに対して放射されるイオンの強度を増大させるべく、低容量中央電極、融合反応燃料としてのガス、及び容器の外側エッジを形成する絶縁層において形成されたコンデンサの容量の間に形成されたＲＣ回路の高周波数電圧変動及び固有特性を使用するプロセスをも教示している。
【００７４】
歩留まり計算―本発明に基づくと共に図１及び図２に鑑みた融合発電装置の潜在的な歩留まりのかなり保守的且つ概略的な推定を以下に提示する。仮定：電極１２の直径＝１８ｍｍであり、表面２０の直径＝２０ｍｍであり、ベース印加ＤＣ電位＝８５ＫＶであり、パルス化電位＝１００ＫＶであり、層２０上の最小電圧＝９０ＫＶであり、層２０上の最大電圧＝９５ＫＶであり、層２０の材料は、１２５０という誘電定数及び１２０ＭＶ／ｍという誘電強度を有すると共に約０．６７ｍｍという直径を有する内側表面上の孔を有するチタン酸バリウムである。
【００７５】
上述の仮定のパラメータ及び変更済みの式１１に基づいて、層２０上の平均電荷密度は、約１．３２７５クーロン／平方メートルとなり、これは、８．３Ｅ＋１８個別正帯電水素同位体原子核／平方メートルに等価であり、平均間隔は、３．４７オングストロームである。ここで、本発明者らが１０アンペアという生成電流を仮定し、且つ、融合が、約２０Ｅ−２４平方メートルの等価面積を有する熱振動原子核における直接的な衝突ごとに発生すると仮定した場合に、表面２０に向って電極１２から放射された６１３５個のイオンごとに、１回の衝突が存在することになると予想することができよう。この結果、約８００Ｅ＋１５衝突／秒という平均値が得られ、この結果、それぞれの衝突が１７メガ電子ボルトのエネルギーをもたらすことになると仮定された際に（Ｄ−Ｔ反応）、２．１８ＭＷという平均出力エネルギーが得られることになる。１５ＫＶというパルス化波動電位及び１アンペアという電流に基づいて算出された最大入力エネルギーは、１５ＫＷである。これは、１４５超の歩留まりを推定しうることを意味している。ここで、この計算は、例示の目的を意図した推定値であり、且つ、必要とされる設計及び動作条件が最適化されてはいないということを強調しておきたい。
【００７６】
その実施形態及び例の説明により、本発明について例示したが、添付の請求項の範囲をこれらの詳細に限定又は限定することを決して意図したものではない。当業者には、更なる利点及び変更が容易に明らかとなろう。従って、本発明の範囲を逸脱することなしに、これらの詳細を逸脱してもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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