(57)【要約】  本発明は、水銀ベース化合物を作製する方法、水銀ベース化合物、および水銀ベース化合物を使用する方法、および水銀ベース化合物の使用に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水銀ベース化合物を製作する方法であって、
−  容器中に、純粋な鉱酸、例えば王水、または鉱酸、すなわち王水の溶液を用意するステップ；
−  液体水銀を容器に添加するステップ；
−  水銀および鉱酸を反応させて、混合物を形成するステップ；ならびに
−  混合物を乾燥させて水銀ベース化合物を粉末形態で形成するステップ
を含む、方法。
【請求項２】
鉱酸が、液体水銀を添加するステップの前、後または最中に容器中で形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
鉱酸が、王水、ＨＮＯ3、ＨＣＬ、Ｈ2ＳＯ4からなる酸の群から選択される少なくとも１つの酸を含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
鉱酸対液体水銀の比が、少なくとも実質的に０．１対１から１０：１の間の範囲の鉱酸対水銀から選択され、好ましくは少なくとも実質的に１：１〜２：１の範囲である、請求項１から３の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項５】
乾燥させるステップが、８０℃〜１５０℃、好ましくは９０℃〜１４０℃の範囲で選択される温度にて、３０分間から１０時間の範囲で選択される時間にわたって実行される、請求項１から４の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項６】
溶媒を添加するステップをさらに含み、溶媒が、極性溶媒、例えばギ酸、エタノール、アセトン、アンモニア、酢酸、非極性溶媒、例えばトルエンまたはベンゼンおよびそれらの組合せからなる溶媒の群から選択される、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
−  混合物を乾燥させる前に、混合物から残留液体を分離するステップ
をさらに含む、請求項１から６の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項８】
以下：
−  混合物の初期温度を室温に維持するステップ；
−  例えば、鉱酸が蒸発する温度まで混合物を加熱して、水銀ベース化合物を乾燥させるステップ；
−  混合物から液体水銀を含有しない化合物を単離するステップ
の少なくとも１つをさらに含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
容器に液体水銀を添加するステップが、容器に鉱酸が添加される前に行われる、請求項１から８の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項１０】
以下の一般化学式を有する、粉末形態の水銀ベース化合物。
Ｍ1aＸb
（式中、Ｍ1が、Ｈｇ、ＭxcＭydおよびそれらの組合せからなる化合物の群から選択され、ＭxがＨｇであり、Ｍyが任意元素であり；Ｘが、ハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩およびそれらの組合せの１つであり；ａ、ｂ、ｃおよびｄが、０．１から１０の間の選択される数である）
【請求項１１】
請求項１から９に記載の方法により得ることができる、請求項１０に記載の水銀ベース化合物。
【請求項１２】
ハロゲン化物が、塩化物、臭化物、フッ化物およびヨウ化物からなる要素の群から選択される、請求項１０または請求項１１に記載の水銀ベース化合物。
【請求項１３】
水銀ベース化合物が、室温にて粉末形態で存在する、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の水銀ベース化合物。
【請求項１４】
粉末の粒子が、少なくとも５０ｎｍの最小平均幅寸法および多くとも２０μｍの最大平均幅寸法を有する、請求項１３に記載の水銀ベース化合物。
【請求項１５】
水銀ベース化合物のＸＲＤスペクトルが、硫酸二水銀（Ｈｇ２Ｏ４  Ｓ１）および甘汞（Ｃｌ２Ｈｇ２）に対応するピーク、より具体的には、Ｃ、Ｎ、Ｏ、ＣｌおよびＳの少なくとも１つを含む水銀ベース化合物を示すＸＲＤスペクトルに存在するピークを含み；ならびに／または水銀ベース化合物が常磁性である、
請求項１０から１４のいずれか１項に記載の水銀ベース化合物。
【請求項１６】
吸熱反応において金属化合物および金属元素を生成する方法であって、
−  好ましくは溶融した状態で金属ターゲット材を用意するステップであって、金属ターゲット材が２６以上の陽子数を有するステップ、
−  請求項１０から１５のいずれか１項に記載の水銀ベース化合物、および／または請求項１から９のいずれか１項に記載の方法を使用して得られる水銀ベース化合物を金属ターゲット材に添加するステップ
を含み、
水銀ベース化合物が金属ターゲット材と反応して元素を変換して、低質量元素、例えば炭化水素およびより重い元素を生成する、方法。
【請求項１７】
溶融金属ターゲット材槽が、好ましくは１０ｇから１００００００Ｋｇの間の溶融金属ターゲット材を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
１ｍｇから１００ｋｇの間の範囲の水銀ベース化合物が、詳細には物質の液相、気相または固相に存在し得る金属ターゲット材に添加される、請求項１６および１７に記載の方法。
【請求項１９】
水銀ベース化合物と金属ターゲット材との間の質量比が、１：１０００００〜１：１００の範囲から選択され、好ましくは１：１００００である、請求項１６から１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
水銀ベース化合物が、エネルギーを含み、より高い陽子数および／または中性子数を有する元素を生み出すために、金属ターゲット材の核と反応するエネルギーに対するエネルギー源として用いられる、請求項１６から１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
発熱反応において、容器、例えばるつぼ中で金属化合物および金属元素を生成する方法であって、
−  ターゲット材を用意するステップであって、ターゲット材が２８以下の陽子数を有するステップ、
−  請求項１０から１５のいずれか１項に記載の、および／または請求項１から９のいずれか１項に記載の方法から得られる水銀ベース化合物を、ターゲット材、金属ターゲット材に添加するステップ
を含み、
水銀ベース化合物が金属ターゲット材と反応してエネルギーを放出し、元素を変換して低質量元素、例えば炭化水素およびより重い元素を生成する、方法。
【請求項２２】
ターゲット材が、物質の気相、液相または固相の少なくとも１つに存在する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
水銀ベース化合物対ターゲット材の間の質量比が、１：１０００００〜１：１００の範囲から選択され、好ましくは１：１００００である、請求項２１または請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
水銀ベース化合物が、粉末形態またはスラリーの形態で添加される、請求項２１から２３の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項２５】
以下の、すなわちエネルギーの生成、元素の変換、エネルギーに関連する用途、産業および医療用途のための有機金属化合物の形成、高密度元素、例えばＡｇ、ＡｕおよびＰＧＭの生成、希土類元素の生成および重元素の生成の少なくとも１つのための、請求項１から９の少なくとも１項に記載の方法により得られた水銀ベース化合物、および／または請求項１０から１５の少なくとも１項に記載の水銀ベース化合物の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水銀ベース化合物を作製する方法、水銀ベース化合物、水銀ベース化合物を使用する方法および水銀ベース化合物の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
核変換は、ある化学元素または同位体の、別のものへの転換である。これに関連して、各同位体は、原子中、すなわち原子核中の陽子および中性子の数により定義されることは留意すべきである。核変換プロセス中にこの数は変化し、原子中の陽子数および／または中性子数は変化する。典型的には、変換は、核反応（この場合、外側の粒子が核と反応する）、または放射性崩壊（この場合、外側の粒子が必要とされない）を使用して達成される。
【０００３】
例えば原子力発電所では、エネルギーの生成後、Ｐｕおよび様々な他の放射性同位体を含む使用済み核燃料は、放射性同位体が放射性崩壊で十分に崩壊するように、きわめて長期間にわたり、使用済み核燃料を再度取り扱うことができるような手段で保存されなければならない。
使用済み核燃料の保存期間を短縮するために、変換プロセスを使用して長寿命放射性同位体の、より寿命の短い同位体への転換が試行されてきた。しかし、そのようなプロセスの収率はきわめて低く、現在公知のプロセスを用いるコストはきわめて高価であり、これまでに採算が合っていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このため、本発明の目的は、使用済み核燃料の保存期間を、これらが数世紀にわたって保存される必要がなくなる程度まで、採算が合う手段で短縮する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、本明細書に記載されている水銀ベース化合物の使用により果たすことができる。水銀ベース化合物は：
−  容器中に、純粋な鉱酸、例えば王水、または鉱酸、例えば王水の溶液を用意するステップ；
−  液体水銀を容器に添加するステップ；
−  水銀および鉱酸を反応させて、混合物を形成するステップ；ならびに
−  混合物を乾燥させて水銀ベース化合物を粉末形態で形成するステップ
を含む方法に従って製造される。
これに関連して、例えば鉱酸、例として王水中で水銀を溶解するための、また、鉱酸中でＨｇを反応させるための反応時間は、数秒から数時間の範囲である。これは、主に、使用される鉱酸およびどれほど反応性かによって左右される。使用される鉱酸が反応性であるほど、鉱酸、例えば王水中で水銀が破壊されるまでの期間は短くなる。
これに関連して、水銀と鉱酸を反応させるステップは、瞬時に発生すること、ならびに水銀および鉱酸の反応した混合物はスラリー状であることは、留意すべきである。
水銀および鉱酸を反応させて、混合物を形成するステップは、水銀および鉱酸が互いに接触しての混合物の形成を意味することは、さらに留意すべきである。
この方法で使用される天然に存在するＨｇは、したがって、それらが存在する限り、その同位体のいずれかを含むことはさらに留意すべきである。
そのような方法を用いることにより、水銀ベース化合物は、室温および環境圧にて粉末形態で得ることができる。水銀は、典型的には、液体状態で存在する。したがって、鉱酸、例えば王水を使用すると、水銀を粉末形態で存在させることができ、これにより、水銀ベース化合物の多彩なさらなる使用が可能になる。好ましくは、生じた水銀ベース化合物は、硫酸二水銀（Ｈｇ２Ｏ４Ｓ１）および甘汞（Ｃｌ２Ｈｇ２）を粉末形態で含み、より具体的には、水銀ベース化合物は、以下の元素Ｈ、Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ｓ、Ｃｌ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ、ＲｕおよびＮｉの少なくとも一部を含み、すなわち有機金属化合物である。
【０００６】
鉱酸が容器中で用意されず、容器中で鉱酸を形成する場合は、水銀を添加するステップの前、後または最中に純粋な鉱酸を形成することが好ましい。この手段で、水銀ベース化合物の生成は、水銀ベース化合物の特定の使用に合わせることができる。さらに、鉱酸、例えば王水は、かなり速やかに反応する、かなりの反応性物質であり、鉱酸における水銀の分解だけではなく、鉱酸自体の分解も引き起こし、その結果、鉱酸は、速やかに有効性を失う（しかし強酸のままである）。したがって、その場で鉱酸を形成することにより、十分に有効な酸が、水銀ベース化合物の生成中に液体水銀を分解するために利用可能になる。
有利には、鉱酸は、王水、ＨＮＯ3、ＨＣＬおよびＨ2ＳＯ4からなる酸の群から選択される少なくとも１つの酸を含む。これらの酸は、鉱酸の高度に反応性の形態を形成するために有利に使用できる。これに関連して、王水は、３部の濃ＨＣｌおよび１部の濃ＨＮＯ3から形成されることは留意すべきである。
好ましくは、鉱酸対水銀の比は、少なくとも実質的に０．１対１から１０：１の間の範囲の鉱酸対水銀から選択され、好ましくは少なくとも実質的に１：１〜２：１の範囲である。
【０００７】
この手段では、理想的な収率の水銀ベース化合物が得られる。これに関連して、例えばおよそ５０ｍｌの王水は、４０ｇから７０ｇの間の水銀ベース化合物を形成するために、５０ｇの水銀と組み合わせることができることは留意すべきである。別の例では、２ｍｌの鉱酸を２０ｇの液体水銀に添加し、６．５ｇの水銀ベース化合物を粉末形態で得た。
有利には、乾燥させるステップは、８０℃から１５０℃、好ましくは９０℃から１４０℃の範囲で選択される温度にて、３０分間〜１０時間の範囲で選択される時間にわたって実行する。これにより、製作プロセスの終わりに、乾燥水銀ベース化合物の理想的な収率が確保される。
この方法が、溶媒を添加するステップをさらに含む場合は、溶媒は、極性プロトン性溶媒、例えばギ酸、エタノール、酢酸、水、極性非プロトン性溶媒、例えばアセトン、アンモニア、酢酸エチルおよび非極性溶媒、例えばトルエン、ベンゼン、クロロホルムおよびそれらの組合せからなる溶媒の群から選択されることがさらに好ましい。
【０００８】
鉱酸が液体水銀に添加されると、鉱酸および水銀ベース化合物を含有するスラリーが形成されるだけではなく、鉱酸、液体水銀および反応生成物の残余物を含有する混合物を含む残留液体も存在することがある。ここで、水銀ベース化合物の乾燥を促進し、ひいては残った鉱酸および水銀ベース化合物で構成されるスラリーを乾燥させる期間を短くするために、容器から残留液体を除去して、水銀ベース化合物を含むスラリーを得ることにより、残留液体を分離してよい。
一部の種類の鉱酸を使用する際に、水銀は、溶液中で完全に反応する。これと対照的に、他の形態の鉱酸は、スラリー形態で存在する水銀ベース化合物を既に有し、その結果、残留液体を、単純に捨ててから、水銀ベース化合物を、例えばホットプレートで乾燥させてよい。
【０００９】
好ましくは、方法は、以下：
−  混合物の初期温度を室温に維持するステップ；
−  例えば、鉱酸が蒸発する温度まで混合物を加熱して、水銀ベース化合物を乾燥させるステップ；
−  混合物からの水銀を含有しない化合物を単離するステップ
の少なくとも１つをさらに含み得る。
これに関連して、前述のステップは、組み合わせてもよく、またはそれ自体を実行してもよいことは留意すべきである。
【００１０】
これに関連して、水銀を容器に添加するステップは、容器に鉱酸が添加される前に行うことも留意すべきである。好ましくは、鉱酸は、水銀に比較的ゆっくり添加して、鉱酸を液体水銀と接触させて、混合物、結果として、スラリー形態の水銀ベース化合物を形成する。
水銀を含有しない化合物を単離するステップは、加熱するステップ、分離するステップなどを含んでよいことはさらに留意すべきである。
そのようなステップは、有利には、水銀ベース化合物の生成を促進するために使用される。
【００１１】
さらなる態様において、本発明は、以下の一般化学式を有する、粉末形態の水銀ベース化合物に関する。
Ｍ1aＸb
（式中、Ｍ1は、Ｈｇ、ＭxcＭydおよびそれらの組合せからなる化合物の群から選択され、ＭxはＨｇであり、Ｍyは任意元素であり；Ｘは、ハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩およびそれらの組合せの１つであり；ａ、ｂ、ｃおよびｄは、０．１〜１０の間の選択される数である）
そのような水銀ベース化合物は、有利には、本明細書に記載されている方法を使用することにより得ることができる。
有利には、ハロゲン化物は、塩化物、臭化物、フッ化物、ヨウ化物およびそれらの組合せからなる要素の群から選択される。
有利には、水銀ベース化合物は、室温にて粉末形態で存在する。これにより、水銀ベース化合物は、一定の用途に対してより汎用性を高められる。
好ましくは、水銀ベース化合物の粒子は、粉末形態で、少なくとも５０ｎｍの最小平均幅寸法および多くとも２０μｍの最大平均幅寸法を有し、詳細には、粉末の粒子は、１００ｎｍ〜１０μｍの範囲の平均幅寸法を有する。
有利には、水銀ベース化合物のＸＲＤスペクトルは、硫酸二水銀（Ｈｇ２Ｏ４Ｓ１）および甘汞（Ｃｌ２Ｈｇ２）に対応するピークを含み、より具体的には、ＸＲＤスペクトルに存在するピークは、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｃｌ、Ｓを含む水銀ベース化合物を示すが、これらの化合物に限定されない。
【００１２】
有利な実施形態において、水銀ベース化合物は常磁性である。
一般的にいえば、従来技術で見出されている水銀ベース化合物は、反磁性である。これは、水銀が、互いに結合した２つの水銀イオンから構成されている、二原子金属カチオンと考えられるためである。これと対照的に、本明細書に記載されている水銀ベース化合物は、常磁性であり、したがって、不対電子を有する。
鉱酸を、液体水銀と反応させて、水銀ベース化合物を形成する。水銀ベース化合物の生成中、したがって、液体水銀と鉱酸の反応中、一部の水銀の金属イオンの核は、室温にて、他一部の水銀の金属イオンの核と組み合わせた。この手段では、水銀ベース化合物だけではなく、Ｈ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｃｌ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ、ＲｕおよびＮｉを含む新たな元素も、融合生成物として形成される。
ＦＴＩＲ、ＳＥＭ  ＥＤＳ、ＸＲＤおよびＴＥＭ技術を使用した水銀ベース化合物の分析結果の検査から、様々な新たな元素が存在することが示され、融合反応が行われたことが示される。
さらなる態様において、本発明は、吸熱反応において金属化合物および金属元素を生成する方法であって、
−  るつぼ中に金属ターゲット材、好ましくは溶融した金属ターゲット材を用意するステップであって、金属ターゲット材が２６以上の陽子数を有するステップ、
−  本明細書に記載されている水銀ベース化合物、および／または、本明細書に記載されている方法を使用して得られる水銀ベース化合物を金属ターゲット材に添加するステップ
を含み、
−  水銀ベース化合物が金属ターゲット材と反応して元素を変換して、低質量元素、例えば炭化水素およびより重い元素を生成する、
方法に関する。
これに関連して、低質量元素という用語は、ターゲット材より軽い元素を指し、Ｈ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｓなどを含み得ることは留意すべきである。
これに関連して、より重い元素は、金属ターゲット材の元素より重い元素を指す。
【００１３】
この手段では、本明細書に記載されている水銀ベース化合物は、例えば希土類元素を作り、例えば超重元素の生成を可能にするためにさえも、エネルギー源として使用できる。また、短寿命同位体および安定な同位体を形成するために、核廃棄物を処理して、使用済み核燃料に残った長寿命放射性同位体の、より著しく効率的な変換を引き起こすことができる。これは、核廃棄物の長期間の保存に関連する問題を解決でき、例えば、ＣｈｅｒｎｏｂｙｌおよびＦｕｋｕｓｈｉｍａに依然として存在する放射線のレベルを低下させるために用いることができ、すなわち危険物に関連する問題、および環境問題も解決する。
【００１４】
水銀ベース化合物に存在するエネルギーをこのように使用して、鉄〜鉛／ビスマスの範囲の材料を含む標的元素の核と反応させ、ある割合の標的元素を、低質量元素、高質量元素、金、銀および白金族金属の有機金属化合物、炭化水素および高密度元素、希土類元素、重元素を含む他の多くの元素およびそれらの同位体に転換し、融合エネルギーを生成する。これは、元素の変換の、入ってくる成分と出て行く成分との間の結合エネルギーに起因し、すなわち融合反応は、水銀ベース化合物とターゲット材との間で起こると考えられる。
鉄（核は２６個の陽子を有する）より重い元素に関しては、融合プロセスは、エネルギーを放出せず、水銀ベース化合物エネルギーであるエネルギーが、標的元素／化合物／鉄およびより重い元素の合金の核と反応する場合、吸熱反応であることが公知である。
【００１５】
本明細書に記載されている水銀ベース化合物は、水銀ベース化合物を形成するために使用される個々の成分、例えば水銀および鉱酸より高いエネルギーを有する。これは、水銀ベース化合物の形成の際に、水銀が、水銀の通常の状態と比較して励起されている状態で存在することを意味する。このエネルギー過剰は、金属ターゲット材の元素の変換が起こり得ることが理由と考えられている。
水銀ベース化合物が、励起された状態で存在する場合、これは、変換に対する最大限可能な収率を得るために、水銀ベース化合物を水銀の通常の状態へと崩壊させることが可能となる前にきわめて迅速に使用されるべきであり、すなわち水銀ベース化合物は、通常の状態へと崩壊される前に、終了した（exited）状態で金属ターゲット材に添加されるべきである。それにも関わらず、水銀ベース化合物は、例えば数年間の保存期間後でも変わらず使用して、収率は低くなるが、本明細書に記載されているものと同様の結果を生むことができる。
これに関連して、根底にあるプロセスは吸熱反応であるが、同時に起こる反応の一部は発熱反応になり得ることは留意すべきである。一般的に鉄より低い２つの質量の融合（核子ごとに最大結合エネルギーを有するニッケルと共に）は、エネルギーを一般的に放出するが、鉄より重い核の融合は一般的にエネルギーを吸収する。
有利には、水銀ベース化合物は、元素を変換して、希土類元素およびより重い元素を含む多くの新たな元素を生み出すためのエネルギー源として使用する。
さらに、長寿命放射性元素は、短寿命および安定な元素に転換される。これは、核反応器で使用されており、長寿命放射性同位体の広範なスペクトルを含む使用済み核燃料を処理する、場合に特に有利である。
【００１６】
有利には、溶融金属ターゲット材槽は、１０ｇ〜１００００００Ｋｇの間の、最も好ましくは３０ｇ〜１００トンの間の金属ターゲット材を含む。この手段では、水銀ベース化合物を使用して、少量および大量の材料のいずれも処理できる。これに関連して、使用される金属ターゲット材の量に実際には限度はないことは留意すべきである。使用される材料の量は、一般的に、利用できるるつぼの大きさに左右される。したがって、必要とされる大きさのるつぼが利用できることを条件に、その量のターゲット材が使用できる。それにも関わらず、さらなる金属が使用される。水銀ベース化合物の比は、反応中に同一の効率を得るために、同一であるべきである。
【００１７】
好ましくは、１ｍｇ〜１００ｋｇの間、最も好ましくは１５０ｍｇ〜１０ｋｇの間の範囲の水銀ベース化合物を槽に添加する。この手段では、水銀ベース化合物を使用して、少量および大量の材料のいずれも処理して、より高い陽子数および／または中性子数を有する新たな元素を形成できる。
有利には、水銀ベース化合物と溶融金属との間の質量比は、１：１０００００〜１：１００の範囲から選択され、好ましくは１：１００００である。この手段では、変換の理想的な収率を得ることができる。
好ましくは、水銀ベース化合物は、エネルギーを含み、より高い陽子数および／またはより高い中性子数を有する元素を作り出すために、ターゲット材の核と反応するエネルギーに対するエネルギー源として用いられる。
【００１８】
さらなる態様において、本発明は、発熱反応において、容器、例えばるつぼ中で、金属化合物および金属元素を生成する方法であって、
−  ターゲット材を用意するステップであって、ターゲット材が２８以下の陽子数を有するステップ、
−  本明細書に記載されている水銀ベース化合物、および／または、本明細書に記載されている水銀ベース化合物を生成する方法から得られた水銀ベース化合物を、ターゲット材に添加するステップ
を含み、
ターゲット材および水銀ベース化合物が反応してエネルギーを放出し、元素を変換して低質量元素、例えば炭化水素およびより重い元素を生成する、
方法に関する。
【００１９】
そのようなプロセスにより、１００ｇのターゲット材に対して、１ｍｇ超のより重い元素が得られる。この手段では、このプロセスは、十分に有効な変換プロセスである。さらに、反応中に放出されたエネルギーは、電気を生成するために、およびエネルギーに関連する何らかの用途のために、エネルギー源として使用できる。
これに関連して、低質量元素は、ターゲット材より軽い元素であり、例えばＡｌがターゲット材として選択される場合は、例としてＨまたはＨｅであることは留意すべきである。
これは、水銀ベース化合物を、２８未満の陽子数を有する核に添加することにより、エネルギーを放出する融合プロセス（発熱反応）が、すなわち亜原子粒子の形態で開始することを意味する。このエネルギーは、電気の生成およびエネルギーに関連した多くの他の用途に使用できる。
これに関連して、根底にあるプロセスは発熱反応であるが、反応は、吸熱反応プロセスによってもさらに達成できることは留意すべきである。
したがって、水銀ベース金属化合物は、元素の変換、および融合反応のみからエネルギーの生成に使用できる。エネルギー／電力の生成は、非中性子融合の形態であってもよく、これにより、中性子の代わりに荷電粒子の形態でエネルギーが生成される。これは、非中性子融合からのエネルギーは、通常は中性子に使用される蒸気サイクルの代わりに、直接転換を使用して捕捉できることを意味する。直接転換は、荷電粒子の捕捉を伴い、電流を生み出す。非中性子融合は、中性子放射線に関連する問題、例えばイオン化ダメージ、中性子活性化および生体遮蔽の必要性、遠隔操作および安全性を大幅に緩和する。
有利には、（金属）ターゲット材は、気相、液相および固相の物質の少なくとも１つに存在する。この手段では、物質のすべての相が、エネルギーを生成するために使用できる。
好ましくは、水銀ベース化合物対ターゲット材の間の質量比は、１：１０００００〜１：１００の範囲から選択され、好ましくは１：１００００である。これらの比により、理想的な反応結果が得られる。
【００２０】
好ましい方法において、水銀ベース化合物は、粉末形態で、またはスラリーの形態で添加される。これに関連して、スラリーは、水銀ベース化合物および鉱酸の、それらが反応した混合物を意味し、すなわち、本出願の意味においてスラリーは、水銀ベース化合物、水銀ベース化合物を形成するために使用される鉱酸、および場合により、鉱酸と反応していない一部の液体水銀も含有する混合物を意味する。
さらなる態様において、本発明は、以下、すなわち、エネルギーの生成、元素の変換、産業および医療用途のための有機金属化合物の形成、高密度元素、例えばＡｇ、ＡｕおよびＰＧＭの生成、希土類元素の生成および重元素の生成の少なくとも１つのための、本明細書に記載されている水銀ベース化合物、および／または本明細書に記載されている方法を用いて得ることができる水銀ベース化合物の使用に関する。
以下において、本発明は、本発明の特定の実施形態の例を示す図に関して、詳細に記載されている。図において、以下が示されている：
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１ａ】本明細書に記載されている方法を使用して生成された、様々な水銀ベース化合物のＸＲＤスペクトルの図である。
【図１ｂ】本明細書に記載されている方法を使用して生成された、様々な水銀ベース化合物のＸＲＤスペクトルの図である。
【図１ｃ】本明細書に記載されている方法を使用して生成された、様々な水銀ベース化合物のＸＲＤスペクトルの図である。
【図２ａ】本明細書に記載されている方法を使用して生成された、様々な水銀ベース化合物のＴＥＭ画像の図である。
【図２ｂ】本明細書に記載されている方法を使用して生成された、様々な水銀ベース化合物のＴＥＭ画像の図である。
【図２ｃ】本明細書に記載されている方法を使用して生成された、様々な水銀ベース化合物のＴＥＭ画像の図である。
【図３ａ】Ｈｇを鉱酸で処理して、水銀ベース化合物を形成する（ａ）前の、ＨｇのＥＳＲスペクトルの図である。
【図３ｂ】Ｈｇを鉱酸で処理して、水銀ベース化合物を形成する（ｂ）後での、ＨｇのＥＳＲスペクトルの図である。
【図４】本明細書に記載されている方法により生成された水銀ベース化合物８のＦＴＩＲスペクトルの図である。
【図５ａ】純粋アルミニウムターゲット材（ａ）の中性子粉末回折の結果の図である。
【図５ｂ】純粋鉛ターゲット材（ｂ）の中性子粉末回折の結果の図である。
【図５ｃ】純粋銅ターゲット材（ｃ）の中性子粉末回折の結果の図である。
【図５ｄ】水銀ベース化合物が図５ａから５ｃのそれぞれのターゲット材と混合された後の、中性子粉末回折の結果の図である。
【図６ａ】（ａ）水銀ベース化合物８のＳＥＭ−ＥＤＳ画像である。
【図６ｂ】（ｂ）Ｆｅターゲット材と混合した前記水銀ベース化合物８のＳＥＭ−ＥＤＳ画像である。
【図７ａ】（ａ）水銀ベース化合物８のＳＥＭ−ＥＤＳ画像である。
【図７ｂ】（ｂ）Ｎｉターゲット材と混合した水銀ベース化合物８のＳＥＭ−ＥＤＳ画像である。
【図８ａ】Ｎｉターゲット材と混合した水銀ベース化合物８のＴＯＦ  ＳＩＭＳスペクトルの図である。
【図８ｂ】Ｎｉターゲット材と混合した水銀ベース化合物８のＴＯＦ  ＳＩＭＳスペクトルの図である。
【図９】銅ターゲット材と混合した水銀ベース化合物８のＸＲＤスペクトルの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
粉末形態で様々な水銀ベース化合物を形成するために用いられるこの方法のステップは、以下の１０例に基づいて論じられる。水銀と反応させるために使用される鉱酸、例えば王水を形成するために、以下に一覧表示されている以下の酸および水銀（９９％、すなわち純粋水銀）を使用した：
Ａ）ＨＣＬ  ３５％  Ｍｅｒｃｋ  Ｅｍｐｌｕｒａ  １．９３４０１．０５１２  ＣＨ５Ｃ６５０７０６  ＵＮ  １７８９
Ｂ）ＨＮＯ３  ６９％  Ｍｅｒｃｋ  Ｅｍｐｌｕｒａ  １．９３４０６．０５２１  ＣＧ５Ｃ６５０５１６  ＵＮ  ２０３１
Ｃ）Ｈ２ＳＯ４  ９８％  Ｍｅｒｃｋ  Ｅｍｐｌｕｒａ  １．９３４００．０５２１  ＣＦ５Ｃ６５０４６５  ＵＮ  １８３０
Ｄ）金属Ｈｇ  Ｍｅｒｃｋ  ＧＲ  バッチ番号  ＡＦ  ０Ａ００５４４  ＵＮ  ２８０９／６０４４０３０２５０１７３０
【００２３】
化合物例１  −  王水、Ｈ2ＳＯ4
ｂｏｒｏｓｉｌビーカーである、５０ｍｌの最大容積を有する第１のビーカーの形態で、容器を用意した。続いて、ピペットを使用して、以下の酸を第１のビーカーに投入した。最初に１５ｍｌのＨＣＬを第１のビーカーに投入し、次いで５ｍｌのＨＮＯ3をＨＣＬに添加した。混合物を１時間保存した。その後、５ｍｌのＨ２ＳＯ４を、第１のビーカー中で徐々に混合して、鉱酸を形成し、次いでこれを１時間保存した。やはりｂｏｒｏｓｉｌビーカーである、第２のビーカーにおいて、１８ｇのＨｇを投入し、Ｈｇを含有する第２のビーカーに存在する内容物に、鉱酸を徐々に添加した。これにより反応が開始された。反応を２４時間行わせた。これにより、水銀ベース化合物を含有するスラリー、ならびに鉱酸、液体水銀および反応生成物の残余物を含有する混合物が形成された。２４時間後、残余物を含有する混合物を第２のビーカーから分離した。鉱酸に結合された微粒子Ｈｇを含有するスラリーから、残余物を含有する混合物を分離するために、単純にビーカーを傾け、混合物を捨てた。次いで、留まったスラリーを、９０℃〜１３５℃の範囲の温度に１．５時間加熱したホットプレートを使用して、加熱した。これにより、１８ｇの水銀ベース化合物を乾燥粉末形態で得た。
【００２４】
化合物例２  −  逆王水、Ｈ2ＳＯ4
１５ｍｌのＨＮＯ3を第１のビーカーに入れ、次いで、５ｍｌのＨＣＬを添加した。酸性溶液を１時間保存し、その後、５ｍｌのＨ2ＳＯ4を酸性溶液に徐々に添加して、鉱酸を形成した。次いで、鉱酸を１時間置いた。第２のビーカーにおいて、２０ｇのＨｇを投入し、Ｈｇを含有する第２のビーカーに存在する内容物に、鉱酸を徐々に添加した。これにより反応が開始された。反応を２４時間行わせた。これにより、水銀ベース化合物を含有するスラリー、ならびに鉱酸、液体水銀および反応生成物の残余物を含有する混合物が形成された。２４時間後、残余物を含有する混合物を第２のビーカーから分離した。鉱酸に結合された微粒子Ｈｇを含有するスラリーから、残余物を含有する混合物を分離するために、単純にビーカーを傾け、混合物を捨てた。次いで、留まったスラリーを、９０℃〜１３５℃の範囲の温度に１．５時間加熱したホットプレートを使用して、加熱した。これにより、２０ｇの水銀ベース化合物を乾燥粉末形態で得た。
【００２５】
化合物例３  −  王水
１５ｍｌのＨＣＬを第１のビーカーに入れ、次いで、５ｍｌのＨＮＯ3を添加して、鉱酸を形成した。鉱酸を１時間保存した。その後、１６ｇのＨｇを第２のビーカーに投入し、Ｈｇを含有する第２のビーカーに存在する内容物に、鉱酸を徐々に添加した。これにより反応が開始された。反応を２４時間行わせた。これにより、水銀ベース化合物を含有するスラリー、ならびに鉱酸、液体水銀および反応生成物の残余物を含有する混合物が形成された。２４時間後、残余物を含有する混合物を第２のビーカーから分離した。鉱酸に結合された微粒子Ｈｇを含有するスラリーから、残余物を含有する混合物を分離するために、単純に第２のビーカーを傾け、混合物を捨てた。次いで、留まったスラリーを、９０℃〜１３５℃の範囲の温度に１．５時間加熱したホットプレートを使用して、加熱した。これにより、２．５ｇの水銀ベース化合物を粉末形態で得た。
【００２６】
化合物例４  −  逆王水
１５ｍｌのＨＮＯ3を第１のビーカーに入れ、次いで、５ｍｌのＨＣＬを添加した。溶液を１時間保存した。その後、１７ｇのＨｇを第２のビーカーに投入し、形成された鉱酸を、Ｈｇを含有する第２のビーカーに徐々に添加した。これにより反応が開始された。反応を２４時間行わせた。これにより、水銀ベース化合物を含有するスラリー、ならびに鉱酸、液体水銀および反応生成物の残余物を含有する混合物が形成された。２４時間後、残余物を含有する混合物を第２のビーカーから分離した。鉱酸に結合された微粒子Ｈｇを含有するスラリーから、残余物を含有する混合物を分離するために、単純にビーカーを傾け、混合物を捨てた。次いで、留まったスラリーを、９０℃〜１３５℃の範囲の温度に１．５時間加熱したホットプレートを使用して、加熱した。これにより、７ｇの水銀ベース化合物を粉末形態で得た。
【００２７】
化合物例５  −  比が１：１のＨＮＯ3およびＨ2ＳＯ4
１７ｇのＨｇをビーカーに投入し、その後、１７ｍｌのＨＮＯ3を徐々に添加した。これにより反応が開始され、この反応においてＨｇをＨＮＯ3中で、１０〜１５分間以内に完全に溶解した。その後、ＨｇおよびＨＮＯ3を含有する混合物に、１７ｍｌのＨ2ＳＯ4を徐々に添加した。以後の反応により材料の沈殿を引き起こした。以後の反応を１０時間行わせた。これにより、水銀ベース化合物を含有するスラリー、ならびに鉱酸および反応生成物の残余物を含有する混合物が形成された。１０時間後、残余物を含有する混合物を第２のビーカーから分離した。鉱酸に結合された微粒子Ｈｇを含有するスラリーから、残余物を含有する混合物を分離するために、単純にビーカーを傾け、混合物を捨てた。次いで、留まったスラリーを、９０℃〜１３５℃の範囲の温度に６時間加熱したホットプレートを使用して、加熱した。これにより、２１ｇの水銀ベース化合物を粉末形態で得た。
【００２８】
化合物例６  −  比が１：１のＨＮＯ3およびＨＣＬ
１６ｇのＨｇをビーカーに投入し、その後、１６ｍｌのＨＮＯ3を徐々に添加した。これにより反応が開始され、この反応においてＨｇをＨＮＯ3中で１０〜１５分間以内に完全に溶解した。その後、Ｈｇを含有するＨＮＯ3溶液に、１６ｍｌのＨＣＬを徐々に添加した。以後の反応により材料の沈殿を引き起こした。これにより、水銀ベース化合物を含有するスラリー、ならびに鉱酸および反応生成物の残余物を含有する混合物が形成された。１０時間後、残余物を含有する混合物をビーカーから分離した。鉱酸に結合された微粒子Ｈｇを含有するスラリーから、残余物を含有する混合物を分離するために、単純にビーカーを傾け、混合物を捨てた。次いで、留まったスラリーを、９０℃〜１３５℃の範囲の温度に３時間加熱したホットプレートを使用して、乾燥粉末が利用できるようになるまで加熱した。これにより、１０ｇの水銀ベース化合物を粉末形態で得た。
【００２９】
化合物例７  −  Ｈ2ＳＯ4およびＨＮＯ3、１０ｍｌ：４ｍｌ
１０ｇのＨｇをビーカーに投入し、その後、１０ｍｌのＨ2ＳＯ4を徐々に添加した。ビーカーの内容物を１５分間放置してから、４ｍｌのＨＮＯ3を徐々に添加した。これにより反応が開始され、この反応においてＨｇを、Ｈ2ＳＯ4およびＨＮＯ3により形成された鉱酸に完全に接触させ、反応させた。反応を１０時間行わせた。これにより、水銀ベース化合物を含有するスラリー、ならびに鉱酸およびさらなる反応生成物の残余物を含有する混合物が形成された。１０時間後、残余物を含有する混合物をビーカーから分離した。鉱酸に結合された微粒子Ｈｇを含有するスラリーから、残余物を含有する混合物を分離するために、単純に第１のビーカーを傾け、混合物を捨てた。次いで、留まったスラリーを、９０℃〜１３５℃の範囲の温度に４時間加熱したホットプレートを使用して、粉末が乾燥するまで加熱した。これにより、１５ｇの水銀ベース化合物を乾燥粉末形態で得た。
化合物例８  −  王水ＨＣｌ  ３０ｍｌ：ＨＮＯ3  １０ｍｌ＋Ｈ2ＳＯ4
３０ｍｌのＨＣＬを第１のビーカーに入れ、次いで、１０ｍｌのＨＮＯ3を添加した。この生じた王水を２時間保存した。その後、２０ｍｌの王水を除去し、第３のビーカーに入れた。その後、５ｍｌのＨ2ＳＯ4を、王水中で徐々に混合して、鉱酸を形成した。鉱酸を２時間保存した。次いで、調製した鉱酸から２ｍｌの溶液を取り出し、２０ｇのＨｇを含有する第２のビーカー中に徐々に添加し、次いでこれを、１５秒間撹拌し、その後、反応が開始された。反応により、水銀ベース化合物を含有するスラリー、ならびに鉱酸、液体水銀および反応生成物の残余物を含有する混合物が形成された。１０時間後、残余物を含有する混合物を第２のビーカーから分離した。鉱酸に結合された微粒子Ｈｇを含有するスラリーから、残余物を含有する混合物を分離するために、単純に第２のビーカーを傾け、混合物を捨てた。次いで、複合金属から金属を除去し、９０℃〜１３５℃の範囲の温度に加熱したホットプレートで、溶液が乾燥するまで１．５時間加熱した。これにより、６．５ｇの水銀ベース化合物を乾燥粉末形態で得た。
【００３０】
化合物例９  −  ＨＮＯ３
１１．３ｇのＨｇをビーカーに入れ、その後、１１ｍｌのＨＮＯ３をＨｇに添加した。これにより反応が開始され、この反応においてＨｇを１５分間以内にＨＮＯ3中で完全に溶解した。溶液を、９０℃〜１３５℃の範囲の温度のホットプレートで１時間加熱した。加熱を開始すると、沈殿が開始した。加熱ステップにより、酸のすべてが蒸発し、乾燥粉末状水銀ベース化合物が１時間以内に作られた。これにより、１５ｇの水銀ベース化合物を粉末形態で得た。
【００３１】
化合物例１０  −  王水ＨＣＬ  １５ｍｌ：ＨＮＯ3  ５ｍｌ
１５ｍｌのＨＣＬを第１のビーカーに入れ、その後、５ｍｌのＨＮＯ3を添加して、鉱酸を形成した。鉱酸を２時間保持した。１０．９ｇのＨｇを第２のビーカーに入れ、反応を開始するために、鉱酸を徐々に添加した。反応を開始し、ビーカー中で１時間保持した。第２のビーカーの内容物をホットプレートで保存し、９０℃〜１３５℃の範囲の温度に２．５時間加熱した。これにより、１３．９ｇの水銀ベース化合物を乾燥粉末形態で得た。
ＸＲＤ、ＴＥＭ、ＦＴＩＲおよびＳＥＭ−ＥＤＳを使用して、上の方法を用いて得られた水銀ベース化合物を調査した。
【００３２】
以下の表１は、生成する方法が上で一覧表示されている水銀ベース化合物１〜１０のスペクトルのそれぞれで観察された顕著なピークの一覧表示を示す。水銀ベース化合物１、２および８のピークは、図１ａから１ｃでもみられる。
【表１】
2018520972.tif 000002
図１ａから１ｃでそれぞれ示されているＸ線粉末回折（ＸＲＤ）スペクトルを、固定式Ｘ線管およびそれぞれの試料の粉末を用いて得、粉末のそれぞれの試料を角度θで移動させ、および検出器を同時に２θの角度で移動させた。図１ａでは、顕著なピークは、２１．２８９、２８．１０５、４０．４１４、４３．７９６、４６．１８０および６３．００８の間でみられる。
【００３３】
図１ｂは、２２．７４４、２９．４６７、３５．０１１、５５．８０２および６２．８９３で顕著なピークを示す。図１ｃは、２１．３４４、２８．０５６、３５．３０２、４０．７８２、４３．７６９、６３．０９３および６５．８９３で顕著なピークを示す。一般的にいえば、図１ａから１ｃで示されている顕著なピークは、硫酸二水銀（Ｉ）および甘汞、ならびにＣ、Ｏ、Ｃｌ、ＳおよびＨｇを含有する水銀化合物を示す。それぞれの化合物に対する硫酸二水銀（Ｉ）対甘汞の比は、典型的には、８５：１５〜９５：５の範囲である。詳細には、図１ｃの硫酸二水銀（Ｉ）対甘汞の比は、およそ９：１である。
【００３４】
図２ａから２ｃは、上で論じられている方法を使用して生成される同化合物１、２および８のＴＥＭ画像を示す。得られた粉末の粒子にみられるように、一般的に、示されている試料において１００ｎｍ〜３μｍの平均幅寸法サイズを有する。他の試料では、平均寸法サイズは、５０ｎｍほどの小ささから１０μｍほどの大きさであってよい。これらの画像により、水銀ベース化合物を生成するために、本発明による方法を使用してきわめて微細な粉末が生成されることを示す。
【００３５】
以下の表２は、上記の方法を使用して生成される水銀ベース化合物１〜１０が、Ｃ、Ｏ、Ｃｌ、ＮおよびＳをそれぞれ含む水銀ベース化合物を、形成することを示す。
【表２】
2018520972.tif 000003
したがって、この水銀ベース化合物はエネルギーを有し、水銀ベース化合物のこのエネルギーは、元素の変換、すなわち、原子、例えばＨ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｚｒ、Ｒｕの存在を証明する融合生成物の生成に使用される。
【００３６】
図３ａおよび３ｂは、水銀ベース化合物を作製するために使用される水銀（図３ａ）および水銀ベース化合物（図３ｂ）のそれぞれのＥＳＲ画像を示す。図３ａは、天然に存在する水銀の予想されるスペクトルを示す。水銀ベース化合物の生成後、水銀ベース化合物は、図３ｂのスペクトルにおけるピークで指し示されているように、常磁性であることが見出される。したがって、水銀ベース化合物生成の際に、元々非常磁性の化合物は常磁性のベース化合物に変換される。
図４は、水銀ベース化合物８のフーリエ変換赤外スペクトル（ＦＴＩＲ）を示す。このスペクトルにみられるピークは、アミン、アルコール、ブロモアルカン、クロロアルカンおよびエステルのそれぞれの存在をほのめかす。
【００３７】
類似したピークは、残りの水銀ベース化合物１〜１０に関連するスペクトルでみられる。これらは、以下の表３で一覧表示されている。図４で示されているピークおよび表３で一覧表示されているピークから、水銀ベース粉末は、純粋なＨｇで構成されていないが、様々な化合物を含むことが指し示される。含まれる化合物は、微量のＨ、Ｃ、ＯおよびＮを示すので、これは有機金属化合物である。
【表３】
2018520972.tif 000004
以下の結果では、水銀ベース化合物８と様々なターゲット材の混合が論じられている。
【００３８】
これに関連して、図５ａは、純粋Ａｌの中性子粉末回折の結果を示し、図５ｂは、純粋Ｐｂの中性子粉末回折の結果を示し、図５ｃは、純粋Ｃｕの中性子粉末回折の結果を示す一方、図５ｄは、水銀ベース化合物８と反応した様々なターゲット材の中性子粉末回折の結果を示す。図５ａから５ｃで示されている純粋金属のスペクトルは、Ａｌ、ＰｂおよびＣｕそれぞれに、全般的に関連するピークを示す。
例えばＡｌと水銀ベース化合物８との間の反応を引き起こすために、Ａｌを、Ａｌホイルとして用意し、水銀ベース化合物を容器中でＡｌと接触させた。反応が行われると、熱および亜原子粒子が多くの新たな元素と共に生成され、元々結晶性のＡｌは非晶質Ａｌとして変換された。ＰｂおよびＣｕターゲット材を用いた反応を生成するために、以下の表４および５に記載されている反応を実行した。
【００３９】
図５ｄの中性子粉末回折の結果は、４つの異なる曲線を示す。これらの曲線の１つは、Ａｌが、本質的に結晶形態のＡｌから非晶質形態のＡｌに変換されていることを示す。他の３つの曲線は、標的元素Ｐｂ、ＦｅおよびＣｕに対する、中性子粉末回折のそれぞれの結果を示す。また、これらの元素は、多くの他の元素を変換させ、結晶に欠陥を生じさせ、多孔構造を引き起こし、全般的に、純粋ターゲット材に関連しないピークを示す。結晶性Ａｌから非晶質Ａｌへの変化は、水銀ベース化合物が、ターゲット材の構造を変化させることが可能なエネルギー源として作用することに起因すると考えられ、Ｐｂ、ＦｅおよびＣｕに関連する曲線で存在する結晶構造における変化について証明すると考えられる。
水銀ベース化合物と反応させたホイル形態のＡｌターゲット材のグロー放電質量分光法（ＧＤＭＳ）データは、Ａｌと合金される多くの新たな元素、例えばＨ、Ｃ、Ｏ、Ｓｉ、Ｓ、Ｓｅ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｗ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｔｉの存在を示す。
【００４０】
標的元素の構造の変化は、溶融した標的元素として使用されており、水銀ベース化合物８と混合されている銅の試料で実施される伝導性試験により確認される。使用される試験装置は、Ｔｅｃｈｎｏｆｏｕｒ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  Ｍｅｔｅｒ、Ｔｙｐｅ：９７９（ＣＭ９７９）であった。これらの伝導性試験において、水銀ベース化合物と反応させたＣｕの伝導性は、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｎｎｅａｌｅｄ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄのおよそ８０％と見出し（メートル単位の換算値、３回の試料測定に対してそれぞれ約４６．６３、４６．４５、４６．６９σｍｍ2、Ｓｉｅｍｅｎｓ）これにより、本ケースでは、銅の電子構造の変化は、水銀ベース化合物８を銅ターゲット材に添加することで引き起こされることも指し示す（以下の表５を参照されたい）。
【００４１】
図６ａは、水銀ベース化合物８のＳＥＭ−ＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線と組み合わせた走査電子顕微鏡法）画像を示す（その分析結果については表３を参照されたい）。この粉末は、大きさが１μｍから１０μｍの範囲の結晶を有する。粉末は、純粋な金属化合物に対して予想されるように、きわめて結晶性の形態を有すると考えられる。表４および５に関連して論じられているものと同様のプロセスでの水銀ベース化合物の鉄（Ｆｅ）の溶融槽への添加に続いて、生じたＦｅ化合物のＳＥＭ画像の取得後に、生じた画像は図６ｂで示されている。生じた構造は、予想されるように結晶性ではなかった。これにはかなりの多孔がみられる。したがって、Ｆｅの電子構造の変化は、水銀ベース化合物８の添加により発生する。さらに、生じたＦｅ化合物の分析により、Ｆｅだけではなく、Ｆｅと合金されるＣ、Ｏ、Ｃｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｒｕ、Ｎａ、Ｓｉ、Ｓ、ＡｕおよびＣａも存在することが示される。
【００４２】
図７ａおよび７ｂは、図６ａおよび６ｂものと同様にＳＥＭ−ＥＤＳ画像を示す。しかしＦｅは、標的元素としてＮｉで置き換えた。この例でも、予想されたＮｉの結晶性構造はもうみられず、やはりかなりのＮｉの多孔体が存在するとみられた。さらに、生じたＮｉ化合物を分析し、Ｎｉ、また、Ｃ、Ｃｌ、Ｋ、Ｆｅの存在に加えて、およびＯも存在することを見出した。したがって、ニッケルも、融合生成物として生成される多くの新たな元素と合金された。
図８ａおよび８ｂは、Ｎｉターゲット材と反応させる水銀ベース化合物８の完全なＴＯＦ  −  ＳＩＭＳスペクトルを示す。様々なスペクトル（図８ａの３および図８ｂの３）のスペクトルが、生じたＮｉ化合物の質量当たりのカウント数を示す。多彩なピークが様々なスペクトルでみられる。
【００４３】
水銀ベース化合物と組み合わせた試料金属はニッケル（９９．０％より高い純度）である場合、試料金属は、スペクトルに２つの明確なピーク、すなわちおよそ質量数５８のニッケルに対するものと、およびおよそ質量２００の水銀に対するものがみられると予想される。スペクトルを検査すると、存在する２つの最も顕著なピーク（カウント／質量当たり）は、２３およびおよそ２０８である。
様々なスペクトルをさらに検査すると、さらなる多彩なピークがみられる。驚くべきことに、これらのピークは、前もって予想されなかった元素に関連している。例えば、１０２．９１［ａｍｕ］付近（図８ａ）に集まったピークに関して、Ａｕ、ＡｇおよびＰＧＭ（白金族金属）のような高密度元素の有機金属化合物として、ＲｈおよびＨＲｕの存在を示す。
【００４４】
１４４．９４［ａｍｕ］付近（図８ａ）に集まったピークに関して、Ｃ２Ｈ５ＮＲｕおよびＣ３Ｈ６Ｒｈの存在が観察される。およそ２０６、２０７、２０８および２４６［ａｍｕ］（図８ａ）にそれぞれ集まっているピークは、ＣＨ２Ｏ、Ｃ４Ｈ１０ＮＯ２Ｒｕ、ＣＨ２Ｉｒ、Ｃ４Ｈ１０ＯＣ、Ｃ３Ｈ８Ｎ４Ａｇ、Ｃ３Ｈ１０Ｎ２Ｏ２Ｒｕ、Ｈ２ＮＯ、Ｃ２Ｈ８Ｎ５Ｐｄ、ＣＨ８Ｎ５ＯＲｕ、Ｃ４Ｈ１２ＮＯ２Ｒｈ、ＣＨ４Ｉｒ、Ｃ２Ｈ１Ｎ４ＯＲｈ、Ｃ７Ｎ４Ａｇ、Ｃ５Ｈ５Ｏ５Ｒｕ、ＣＨ５Ｎ２Ｏ６Ｐｄ、Ｃ３Ｈ３Ｎ３Ｏ４Ｒｕ、Ｃ９Ｈ２ＮＯＡｇおよびＣ６Ｈ４Ｏ４Ａｇの存在を示す。
これらの元素は、通常、実質的に純粋なＮｉの異物として結び付けられないので、多少驚くべきことである。水銀ベース化合物は、一部の元素の変換が発生する反応を引き起こすエネルギー源として作用すると考えられる。
銅ターゲット材が水銀ベース化合物８と混合されると、生成されたＣｕ金属化合物のＴＯＦ−ＳＩＭＳスペクトルを検査した場合も、類似した結果が得られる。これらのスペクトルにおいて、Ｃｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏ、ＣＨ２、Ｒｕ、ＣおよびＡｇの存在がみられる。
【００４５】
以前に論じられている水銀ベース化合物の例の一部は、溶融した鉛槽、溶融した銅槽にそれぞれ添加した。反応は、以下の表で論じられている。使用した鉛金属は、顆粒およびＬＲ等級（ＳＤ  Ｆｉｎｅ  Ｃｈｅｍ．Ｌｔｄ製、ＳＤＦＣＬ  ５００ｇパック  −  Ｈ  １２３  ／  ４５２１  ／２３０２／１３  ３９０１４  Ｋ０５）であった。鉛の最小アッセイは、９９．０％であり、不純物は最大限でＦ０．０１％およびＣｕ０．０１％であった。
【表４】
2018520972.tif 000005
一般に、炉（電気、石炭、油、ガス燃焼式）で加熱したグラファイトるつぼ中において、水銀ベース化合物を、溶融状態、すなわち標的元素の融点を超えることを意味する７００℃に加熱した金属鉛に添加した。鉛を赤熱するまで、すなわち溶融状態で存在するまで加熱したら、化合物を溶融した鉛に添加し、混合物を、例えばグラファイトロッドで撹拌しながら、反応を一定期間行った。この後、グラファイトるつぼを炉から外し、鉛を金属ボタンへと固化するように、室温に冷却した。
【００４６】
銅と水銀ベース化合物を混合するために、同一のステップを実行し、その違いは、銅を異なる温度、すなわち標的元素の融点を超えることを意味する１２００℃に加熱して、溶融状態を達成することであった。使用される銅は、銅金属の削屑、ＬＲ等級（ＳＤ  Ｆｉｎｅ  Ｃｈｅｍ．Ｌｔｄ製ＳＤＦＣＬ  ５００ｇｍパック  −仕様Ｌ１３  Ａ／１５１３  ２２１１／１３  −  ３７８１２  Ｋ０５）であった。銅は、物質の９９．５％および０．０５％の最小アッセイを有し、硝酸中で不溶性であった。
【表５】
2018520972.tif 000006
図９は、水銀ベース化合物８が溶融した銅ターゲット材に添加された際の、生じた銅化合物のＸＲＤスペクトルを示す（表５参照）。図１で示されているスペクトルの測定に使用されるものと同一の分光計を使用した。３６．４１６、４３．２９、５０．４１６、６１．４０４および７４．２００付近に集まったそれぞれのピークがみられる。これらの回折パターンを実施する際に、これらのピークのすべてがどの材料に相当するかは明らかにならなかった。これは、銅だけではなく他の材料も、生じた銅化合物に存在することを指し示す。対応するＳＥＭ−ＥＤＳ測定から、９６．３７質量％の銅のみが試料に留まること、３．６３質量％の炭素が、調査済みの生じた銅化合物試料の１つに存在することがわかった。第２の試料において、７１．０９質量％の銅のみが見出され、残りの銅化合物から、２５．１１質量％の炭素および３．８質量％の酸素が得られる。これらの結果は、非常に驚くべきことであり、想定外である。
【００４７】
これに関連して、水銀ベース化合物をターゲット材の溶融槽に添加し、水銀ベース化合物がターゲット材の核と反応することで、核変換により、不純物原子または合金原子が生成されることは留意すべきである。融合生成物、例えばＨ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｓおよび亜原子粒子は、核変換中に生成される。水銀ベース化合物と反応させた元々純粋な銅をＳＥＭ−ＥＤＳ測定する際に、したがって、ＣおよびＯの両方が有意に存在することは、反応生成物の核変換により証明できる。
Ｎｉ標的元素と水銀ベース化合物の反応の後で得られたＴＯＦ−ＳＩＭＳ結果（図８ａから８ｂを参照されたい）の検査も、核変換に基づいて証明できる。
本発明は、本発明者の言葉を使用して、以下で説明されている：
【００４８】
本開示は、一般式（Ｉ）の金属化合物に関する。
Ｍ1Ｘ式Ｉ
「Ｍ1」は、金属水銀（Ｈｇ）、ＭxＭyおよびそれらの組合せを含むが、それらに限定されない群から選択され；Ｍxは、金属水銀（Ｈｇ）に限定されないが、Ｍyは、金属水銀（Ｈｇ）以外の周期表の１つまたは複数の元素であり：
「Ｘ」は、ハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩およびそれらの組合せを含むが、それらに限定されない群から選択される。
上の式（Ｉ）の実施形態において、ハロゲン化物は、塩化物、臭化物、フッ化物およびヨウ化物を含む群から選択される。
ある実施形態において、本開示は、エネルギーを有する一般式（Ｉ）の金属化合物に関する。
別の実施形態において、一般式（Ｉ）の金属化合物は、エネルギー源として用いられる。
【００４９】
本開示は、一般式（Ｉ）の金属化合物を調製するためのプロセスにさらに関する。
Ｍ1Ｘ式Ｉ
「Ｍ1」は、金属水銀（Ｈｇ）、ＭxＭyおよびそれらの組合せを含むが、それらに限定されない群から選択され、Ｍxは、金属水銀（Ｈｇ）に限定されないが、Ｍyは、金属水銀（Ｈｇ）以外の周期表の１つまたは複数の元素であり、
「Ｘ」は、ハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩およびそれらの組合せを含むが、それらに限定されない群から選択され、
前記プロセスが、金属Ｍ1と酸を反応させて、式（Ｉ）の化合物を得るステップを含む。
【００５０】
ある実施形態において、金属「Ｍ1」は、金属水銀（Ｈｇ）、ＭxＭyおよびそれらの組合せを含むが、それらに限定されない群から選択され、Ｍxは、金属水銀（Ｈｇ）に限定されないが、Ｍyは、金属水銀（Ｈｇ）以外の周期表の１つまたは複数の元素である。
別の実施形態において、酸は、無機酸、有機酸およびそれらの組合せを含む群から選択される。
さらに別の実施形態において、酸は、ＨＣｌ、ＨＮＯ３、Ｈ２ＳＯ４およびそれらの組合せを含むが、それらに限定されない群から選択される。
さらに別の実施形態において、式（Ｉ）の化合物を調製するプロセスは、溶媒の存在下で実行してもよい。別の実施形態において、溶媒は、極性溶媒、非極性溶媒およびそれらの組合せを含む群から選択される。
さらに別の実施形態において、式（Ｉ）の化合物を調製するプロセスは、撹拌、加熱、単離およびそれらの組合せを含む群から選択されるステップを含んでもよい。
さらに別の実施形態において、式（Ｉ）の化合物を調製するプロセスは、室温から開始する温度にて実行される。
本開示は、標的元素を他の元素に転換するための式（Ｉ）の化合物の適用に関する。本開示は、式（Ｉ）の化合物を用いることにより、標的元素を他の元素に転換する方法も示す。
【００５１】
ある実施形態において、標的元素の転換は、式（Ｉ）の化合物を前記標的元素と反応させることにより実行される。別の実施形態において、式（Ｉ）の化合物は、標的元素を、さらなる高密度元素、低質量元素、高質量元素、炭化水素、金、銀、白金族金属および希土類元素の有機金属化合物またはそれらの任意の組合せを含む他の元素に転換する。
別の実施形態において、式（Ｉ）の化合物は、標的元素の核と反応し、標的元素を他の元素に転換する。別の実施形態において、前述の反応の際に、一部の割合の標的元素が他の元素に転換される。
【００５２】
さらに別の実施形態において、標的元素は、鉄−ビスマス、またはそれらの任意の組合せである、ＭAＥおよびそれらの組合せを含む群から選択され、
「ＭA」は、鉄〜ビスマスまたはそれらの任意の組合せから選択される任意の元素であり；「Ｅ」は、鉄〜ビスマス以外の、周期表の１つまたは複数の元素から選択される。さらに別の実施形態において、標的元素は溶融状態、気体状態、液体状態もしくは固体状態、またはそれらの任意の組合せで存在する。好ましい実施形態において、標的元素は、溶融状態または液体状態で存在する。
本開示に使用されている、「元素」という用語は、周期表の元素およびその同位体を含む。
本開示は、標的元素を、他の元素に転換するための、およびエネルギーの放出／生成のための式（Ｉ）の化合物の適用にも関する。本開示は、式（Ｉ）の化合物を用いることにより標的元素を他の元素に転換する方法、および、エネルギーを放出／生成する方法をさらに提供する。
実施形態において、エネルギーは、式（Ｉ）の化合物と標的元素を反応させることにより放出／生成される。別の実施形態において、式（Ｉ）の化合物は、標的元素を他の元素に転換し、エネルギーを放出／生成する。
さらに別の実施形態において、式（Ｉ）の化合物は、標的元素の核と反応させ、標的元素を他の元素に転換し、エネルギーを放出／生成する。
【００５３】
別の実施形態において、標的元素は、水素−マンガンまたはそれらの任意の組合せであるＭBＦおよびそれらの組合せを含む群から選択され、
「ＭB」は、水素〜マンガンまたはそれらの任意の組合せから選択される、任意の元素であり；
「Ｆ」は、水素〜マンガン以外の、周期表の１つまたは複数の元素から選択される。
さらに別の実施形態において、標的元素は、気体形態、固体形態、液体形態または溶融状態で存在する。
別の実施形態において、放出／生成されるエネルギーは、電気の生成、燃料およびエネルギーに関連した他の用途に使用される。
【００５４】
さらに別の実施形態において、式（Ｉ）の化合物は、周期表の１つまたは複数の元素から選択される標的元素と反応させ、前記標的元素を他の元素に転換し、エネルギーを放出／生成する。別の実施形態において、放出／生成されるエネルギーは、電気の生成、燃料およびエネルギーに関連した他の用途に使用される。さらに別の実施形態において、標的元素は、固体状態、気体状態、溶融状態または液体形態で存在する。
反応中に放出されたエネルギーは、熱および／または亜原子粒子、例えばγ−光子、β−電子、ｐまたは１Ｈ−陽子、ｎ−中性子、ｄまたは２Ｄ−重陽子、ｔまたは３Ｔ−三重陽子、α−または４Ｈｅ−粒子の形態と考えられる。
【００５５】
水銀ベース化合物は、利用できる任意の元素に添加できることは、さらに留意すべきであり、水銀ベース化合物を使用して、標的元素／同位体の核と反応させ、標的元素を多くの他の元素、例えば医療用途のための放射性同位体、アクチノイド、トランスアクチノイド、すなわち、いわゆる超重元素に変換すること、ならびにＴｃ、ＰｍおよびＡｔのようないわゆるミッシング元素を生成することができると考えられる。
エネルギーに関連した水銀ベース化合物のさらなる用途は、ジェット推進用燃料、宇宙飛行用の原子力電池、人工衛星および遠隔領域アクセス、ならびに非中性子融合の荷電粒子の生成の使用である。
【００５６】
水銀ベース化合物は、有機金属化合物の高密度元素（低質量元素のＡｕ、Ａｇ、ＰＧＭ結合、すなわちＨ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｓなどのようなより軽い元素）、高密度元素（Ａｕ、Ａｇ、ＰＧＭナノ粒子およびμｍサイズ粒子、低質量元素、高質量元素および希土類元素の生成に使用できることも留意すべきである。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【国際調査報告】
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