【手続補正書】
【提出日】平成18年11月14日(2006.11.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
核融合燃料を構成する原子の原子核同士を融合させる核融合装置であって、
核融合反応の場となる反応炉に、核融合燃料を供給する手段と、
前記反応炉内の前記核融合燃料に対して電子線ビームを継続的に照射することにより、前記核融合燃料を構成する原子の原子核を全体として電気的に中性化する手段と、
を備えたことを特徴とする核融合装置。
【請求項２】
前記反応炉の内壁を負電位に維持することにより、前記内壁に照射される前記電子線ビームを前記反応炉内に反射させることを特徴とする請求項１記載の核融合装置
【請求項３】
前記反応炉の内壁を、前記電子線ビームを照射する電子銃の陰極または陽極若しくは前記反応炉の炉心部のいずれか１つの電位を基凖電位として負電位に維持することを特徴とする請求項２記載の核融合装置。
【請求項４】
前記電子線ビームの照射時に、前記電子線ビームをパルス状に断続させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の核融合装置。
【請求項５】
前記電子線ビームの照射時に、前記電子線ビームの強度を段階的に変化させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の核融合装置。
【請求項６】
前記核融合燃料は、重水と三重水とを範疇に含む任意の元素であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の核融合装置。
【請求項７】
核融合燃料を構成する原子の原子核同士を融合させる核融合装置であって、
核融合反応の場となる反応炉に、第一と第二の核融合燃料を、それぞれ所定のタイミングで供給する燃料供給手段と、
前記反応炉内に前記燃料供給手段により前記第二の核融合燃料を供給した後、電子線ビームを継続的に照射することにより、前記第二の核融合燃料を構成する原子の原子核を全体として電気的に中性化する手段と、
前記中性化した原子核で原子が構成される第二の核融合燃料に対して、さらに電子線ビームを継続的に照射することにより、前記中性化した原子核に陰電荷を荷電させて成る処理済燃料を得る手段と、
前記陰電荷を荷電した原子核で構成される前記処理済燃料の一部または全部を貯蔵する貯蔵手段と、
前記処理済燃料が存在する前記反応炉内に、陽電荷を荷電した通常の原子核で構成されている前記第一の核融合燃料を、前記燃料供給手段により供給する手段と、
を備えたことを特徴とする核融合装置。
【請求項８】
前記反応炉の内壁を負電位に維持することにより、前記内壁に照射される前記電子線ビームを前記反応炉内に反射させることを特徴とする請求項７記載の核融合装置。
【請求項９】
前記反応炉の内壁を、前記電子線ビームを照射する電子銃の陰極または陽極若しくは前記反応炉の炉心部のいずれか１つの電位を基準電位として前記基準電位よりも負の電位に維持することを特徴とする請求項８記載の核融合装置。
【請求項１０】
前記電子線ビームの照射時に、前記電子線ビームの強度を段階的に強化させることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の核融合装置。
【請求項１１】
前記貯蔵手段を構成する貯蔵タンク、及び前記反応炉から前記貯蔵タンクに至るまでの前記処理済燃料の行路内壁を、負電位に維持したことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の核融合装置。
【請求項１２】
前記貯蔵手段を構成する貯蔵タンク、及び前記反応炉から前記貯蔵タンクに至るまでの前記処理済燃料の行路内壁に、負電荷を荷電させたことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の核融合装置。
【請求項１３】
前記第一及び第二の核融合燃料は、重水と三重水とを範疇に含む任意の元素であることを特徴とする請求項７乃至１２のいずれか１項に記載の核融合装置。
【請求項１４】
核融合燃料を構成する原子の原子核同士を融合させる核融合方法であって、
核融合の場となる反応炉に、核融合燃料を供給する工程と、
前記反応炉内の前記核融合燃料に対して電子線ビームを継続的に照射することにより、前記核融合燃料を構成する原子の原子核を全体として電気的に中性化する工程と、
を備えたことを特徴とする核融合方法。
【請求項１５】
核融合燃料を構成する原子の原子核同士を融合させる核融合方法であって、
核融合の場となる反応炉に、第一と第二の核融合燃料を、それぞれ所定のタイミングで供給する燃料供給工程と、
前記反応炉内に前記燃料供給工程により前記第二の核融合燃料を供給した後、電子線ビームを継続的に照射することにより、前記第二の核融合燃料を構成する原子の原子核を全体として電気的に中性化する工程と、
前記中性化した原子核で原子が構成される第二の核融合燃料に対して、さらに電子線ビームを継続的に照射することにより、前記中性化した原子核に陰電荷を荷電させて成る処理済燃料を得る工程と、
前記陰電荷を荷電した原子核で原子が構成される前記処理済燃料の一部または全部を貯蔵する貯蔵工程と、
前記処理済燃料が存在する前記反応炉内に、陽電荷を荷電した通常の原子核で原子が構成されている前記第一の核融合燃料を、前記燃料供給工程により供給する工程と、
を備えたことを特徴とする核融合方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の処理済燃料。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】  また、請求項１記載の核融合装置において、前記反応炉の内壁を負電位に維持することにより、前記内壁に照射される前記電子線ビームを前記反応炉内に反射させることを特徴とする。
このように構成したので、燃料原子の原子核と衝突しなかった電子ビームの電子も、前記内壁に付与された負電位の作用により、反射して再び反応炉内に戻されるので、結果的に、電子ビームの行路が長くなり、電子ビームの電子が燃料原子の原子核と衝突する確率を増大させることができる。
また、請求項２記載の核融合装置において、前記反応炉の内壁を、前記電子線ビームを照射する電子銃の陰極または陽極若しくは前記反応炉の炉心部のいずれか１つの電位を基準電位とて前記基準電位よりも負の電位に維持することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】  また、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の核融合装置において、前記電子線ビームの照射時に、前記電子線ビームをパルス状に断続させることを特徴とする。
このように構成したので、電子線ビームの継続的な照射によっても反応炉内の燃料原子に定常的な流れを生じさせることがなく、反応炉内の燃料原子の分布を常に離散的分布に維持することができるので、電子線ビームの電子が燃料原子の原子核と衝突する可能性を増大することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】  また、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の核融合装置において、前記電子線ビームの照射時に、前記電子線ビームの強度を段階的に変化させることを特徴とする。
このように構成したので、電子線ビームの継続的な照射によっても反応炉内の燃料原子に定常的な流れを生じさせることがなく、反応炉内の燃料原子の分布を常に離散的分布に維持することができると共に、核融合反応が生じるまでの時間を短縮できる最適な電子線ビームの強度変化パターンを探ることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】  さらに、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の核融合装置において、前記核融合燃料は、重水と三重水とを範疇に含む任意の元素であることを特徴とする。
このように構成したので、核融合燃料の入手に必要なコストを低減することができる。また、特に、例えば、重水だけを核融合燃料として使用するようにすれば、核融合の実施によっても中性子を発生させることがないので、反応炉の炉壁の損傷や、環境への悪影響を抑止することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】  また、請求項７記載の核融合装置において、前記反応炉の内壁を負電位に維持することにより、前記内壁に照射される前記電子線ビームを前記反応炉内に反射させることを特徴とする。
このように構成したので、燃料原子の原子核と衝突しなかった電子ビームの電子も、前記内壁に付与された負電位の作用により、反射して再び反応炉内に戻されるので、結果的に、電子ビームの行路が長くなり、電子ビームの電子が燃料原子の原子核と衝突する確率を増大させることができる。
また、請求項８記載の核融合装置において、前記反応炉の内壁を、前記電子線ビームを照射する電子銃の陰極または陽極若しくは前記反応炉の炉心部のいずれか１つの電位を基準電位として前記基準電位よりも負の電位に維持することを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】  また、請求項７または請求項９記載の核融合装置において、前記電子線ビームの照射時に、前記電子線ビームの強度を段階的に強化させることを特徴とする。
このように構成したので、第二の核融合燃料が中性化した状態に留まる時間帯を短縮し、第二の核融合燃料だけで核融合が生起される事態を抑止することができると共に、第二の核融合燃料を構成する原子の陽子に対して、確実に陰電荷を荷電（帯電）させることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】  また、請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の核融合装置において、前記貯蔵手段を構成する貯蔵タンク、及び前記反応炉から前記貯蔵タンクに至るまでの前記処理済燃料の行路内壁を、負電位に維持したことを特徴とする。
このように構成したので、貯蔵タンク、及び反応炉から貯蔵タンクに至るまでの処理済燃料の行路において、陰電荷を荷電した処理済燃料が内壁と相互作用することを抑止することができるので、設備の損傷を防止することができる。
また、請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の核融合装置において、前記貯蔵手段を構成する貯蔵タンク、及び前記反応炉から前記貯蔵タンクに至るまでの前記処理済燃料の行路内壁に、負電荷を荷電させたことを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】  さらに、請求項７乃至１２のいずれか１項に記載の核融合装置において、前記第一及び第二の核融合燃料は、重水と三重水とを範疇に含む任意の元素であることを特徴とする。
このように構成したので、核融合燃料の入手に必要なコストを低減することができる。また、特に、例えば、重水だけを核融合燃料として使用するようにすれば、核融合の実施によっても中性子を発生させることがないので、反応炉の炉壁の損傷や、環境への悪影響を抑止することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】  さらに、本発明は、核融合燃料を構成する原子の原子核同士を融合させる核融合方法であって、核融合の場となる反応炉に、第一と第二の核融合燃料を、それぞれ所定のタイミングで供給する燃料供給工程と、前記反応炉内に前記燃料供給工程により前記第二の核融合燃料を供給した後、電子線ビームを継続的に照射することにより、前記第二の核融合燃料を構成する原子の原子核を全体として電気的に中性化する工程と、前記中性化した原子核で原子が構成される第二の核融合燃料に対して、さらに電子線ビームを継続的に照射することにより、前記中性化した原子核に陰電荷を荷電させて成る処理済燃料を得る工程と、前記陰電荷を荷電した原子核で原子が構成される前記処理済燃料の一部または全部を貯蔵する貯蔵工程と、前記処理済燃料が存在する前記反応炉内に、陽電荷を荷電した通常の原子核で原子が構成されている前記第一の核融合燃料を、前記燃料供給工程により供給する工程と、を備えたことを特徴とする核融合方法を提供するものである。
また、請求項１５記載の処理済燃料を提供するものである。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】  核融合燃料１４は、第一燃料供給パイプ１５から供給される核融合燃料と、第二燃料供給パイプ１６から供給される核融合燃料との混合体状態をなすが、固体、液体、気体のいずれの状態であってもよい。固体の場合は微粉状に加工されていることが好ましく、また、液体の場合は反応炉１１内に霧状に噴射されることが好ましい。
核融合燃料１４が、酸化乃至は燃焼し易い物質である場合は、反応炉１１等から予め酸素を除去しておくものとする。
排気パイプ１８は、図示しない環境負荷低減装置（例えば、排気ガス冷却ユニット等）と接続することができる。
排気パイプ１８を金属製とし、正電位を付与することが可能である。
反応炉１１の内壁を金属製とし、この内壁に対して負電位を付与した状態を維持するものとする。この内壁に付与する負電位は、前記電子線ビームを照射する前記電子銃の陰極または陽極若しくは反応炉１１の炉心部のいずれか１つを基準電位（即ち零電位）として、前記基準電位よりも負の電位とすることができる。なお、反応炉１１内壁の前記負電位は、前述の図示しない電子線銃の最大出力に対応させて決めることができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】  第二燃料供給パイプ１６を金属製とし、後述する第二動作モードにおいて、第二燃料供給パイプ１６に対して負電位を付与することが可能である。なお、第二燃料供給パイプ１６に対して負電荷を荷電させてもよい。
処理済燃料取出しパイプ１７を金属製とし、後述する第一動作モードにおいて、第二燃料供給パイプ１６に対して負電位を付与することが可能である。
反応炉兼燃料処理部２１は、後述する第二動作モードにおいて、本発明の実施の形態１に係る核融合装置と同様の機能を有し、即ち、核融合反応が実行される場となるが、後述する第一動作モードでは、第一の核融合燃料を処理済の核融合燃料に変換する場となる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】  反応炉兼燃料処理部２１の内壁を金属製とし、この内壁に対して負電位を付与した状態を維持するものとする。この内壁に付与する負電位は、前記電子線ビームを照射する前記電子銃の陰極または陽極若しくは反応炉兼燃料処理部２１の炉心部のいずれか１つを基準電位（即ち零電位）として、前記基凖電位よりも負の電位とすることができる。なお、反応炉兼燃料処理部２１内壁の前記負電位は、前述の図示しない電子線銃の最大出力に対応させて決めることができる。
反応炉兼燃料処理部２１は、本実施の形態では球状としたが、一般に、本発明では反応炉兼燃料処理部２１の形状を任意の形状とすることが可能であり、例えば、円柱状とすることも可能である。
反応炉兼燃料処理部２１の回りには、図示しない熱交換ユニットを配設することが可能である。
核融合燃料１４が、酸化乃至は燃焼し易い物質である場合は、反応炉兼燃料処理部２１等から予め酸素を除去しておくものとする。
なお、本実施形態では、第一燃料供給パイプ１５から供給される核融合燃料は、プラズマであってもよい。
以下、本実施形態に係る核融合装置の機能を説明する。