(57)【要約】【課題】  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で照射する慣性（爆縮）方式等がある。しかしこれらはまだ実験炉の段階であり、実用化のレベルには程遠いようである。以前、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・クーロン斥力についての検討が不充分である。【解決の手段】  パルス電界型加速器を同一センターライン上で向かい合わせて、中性粒子群ビームを正面衝突させるシステムを使用する。このビームを加速器数千台分、必要な数だけ球形圧力容器の中心点において交差させる。パルス運転・シンクロ化した中性粒子群の正面衝突により、核融合反応（１ｃｍの人工太陽）を発生させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球面に均等に配置した数千台のパルス電界加速器から発生した中速・高密度中性粒子ビームを球形圧力容器の中心点で交差させて、相対した粒子同士で正面衝突させることにより、核融合反応を発生させること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、正面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用化の目途はたっていないらしい。
【先行技術文献】
【０００３】「ｔｈｅｒｍｏｎｕｃｌｅａｒ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ  Ｒａｔｅｓ」
Ｂｙ  Ｗ．Ｂ．ＴＨＯＭＰＳＯＮ
ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ  ＯＦ  ＴＨＥ  ＰＨＹＳＩＣＡＬ，ＳＯＣＩＥＴＹ
Ｓｅｃｔｉｏｎ  Ｂ  Ｖｏｌ，７０，ＰＡＥＴ１  １Ｊａｎｕａｒｙ  １９５７  Ｎｏ．４４５Ｂ
【０００４】「Ｓｏｍｅ  Ｃｒｉｔｅｒｉａ  ｆｏｒ  ａ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  Ｔｈｅｒｍｏｎｕｃｌｅａｒ  ｒｅａｃｔｏｒ」
Ｂｙ  Ｊ．Ｄ．Ｌａｗｓｏｎ
Ａｔｏｍｉｃ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ，Ｈａｒｗｅｌｌ，Ｂｅｒｋｓ．
Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  ２ｎｄ  Ｎｏｖｅｎｂｅｒ  １９５６
【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。
以前、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る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】本発明は線形加速器の代わりに、パルス電界型加速器（仮称）を使用して、ビームのシンクロ化をはかるものである。
【発明の効果】
【０００７】  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】
【０００８】  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。
【０００９】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らしい。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Ｄ・Ｔ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、所定の速度まで加速する。加速されたイオン群はイオン中和管で電荷を失い、数千の中性粒子群（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、閾値を超えれば、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。
【００１０】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。
【００１１】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。
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。
【００１２】パルス制御については、図２動作順序を参照のこと。
【００１３】球形核融合炉の圧力容器の外殻（ブランケット）の加圧水にリチュウムを混入させ、核融合反応で生じた高速中性子と核反応させて、主要な燃料である三重水素を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】本発明の実施は、動力用核融合炉の開発の第一歩となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】パルス電界型粒子加速器
【図２】動作順序
【図３】反応確率特性曲線
【図４】粒子密度の比較
【発明を実施するための形態】
【００１６】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】
【００１７】パルス電界型粒子加速器（図１）
Ｇ−１        Ｔ＋Ｄ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Ｔ＋Ｄガス
ＩＳ−Ｎ      イオン中性化筒
ＮＢ          中性粒子ビーム
ＡＳ          １ｃｍの人工太陽
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）【００１８】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。【００１９】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１対の正面衝突を扱っているが、反応確率が低すぎる。
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１５        乗対の粒子の正面衝突が必要である。【００２０】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１５乗となる。
粒子加速器の台数を４０００台と仮定し、１台（ビーム）、１ショットあたりの電流値を概算すると、６０ｍＡとなった。この程度であれば、実現の可能性が高い。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年12月13日(2011.12.13)
【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】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
球面に均等に配置した数千台のパルス電界加速器から発生した中速・高密度中性粒子ビームを球形圧力容器の中心点で交差させて、相対した粒子同士で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。