(57)【要約】【課題】水素を超高密度水素に凝縮して蓄積することができ、反応条件の下で熱的および機械的に安定性を維持し、または、安定な状態に復帰する融合反応器用材料配置構成を提供する。【解決手段】水素を凝縮可能に結合させて融合させるための発泡状担持材料（４）として形成されている少なくとも１つの材料を有する、融合反応器のための材料配置構成（３０）において、前記担持材料（４）は、水素原子を凝縮させるための正に荷電された空隙を備え、原子または分子を受容するための小さな孔（３２）と、原子または分子を小さな孔（３２）内へ搬送するための大きな孔（３４）とを有している。【選択図】図６
2016173364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素を凝縮可能に結合させて融合させるための発泡状担持材料（４）として形成されている少なくとも１つの材料を有する、融合反応器のための材料配置構成（３０）において、
前記担持材料（４）が、水素原子を凝縮させるための正に荷電された空隙を備え、原子または分子を受容するための小さな孔（３２）と、原子または分子を小さな孔（３２）内へ搬送するための大きな孔（３４）とを有している前記材料配置構成。
【請求項２】
前記担持材料（４）が、融合（２４）の間に少なくとも部分的に溶融可能であり、溶融工程後にその出発構造を有する、請求項１に記載の材料配置構成（３０）。
【請求項３】
前記担持材料（４）がドーピングによって前記正に荷電された空隙を備えている、請求項１または２に記載の材料配置構成（３０）。
【請求項４】
機械的安定および／または化学的安定および／または加速のための触媒被膜（６）として被着されている他の材料が設けられている、請求項１または２に記載の材料配置構成（３０）。
【請求項５】
前記触媒被膜（６）が正に荷電された空隙を有している、請求項４に記載の材料配置構成（３０）。
【請求項６】
前記担持材料が、ドーピングと、正に荷電された空隙を備えた触媒被膜（６）とによって置き換えられている、請求項１または２に記載の材料配置構成（３０）。
【請求項７】
前記触媒被膜（６）が、融合（２４）の間に少なくとも部分的に溶融可能であり、溶融工程後にその出発構造を有する、請求項４から６までのいずれか一つに記載の材料配置構成（３０）。
【請求項８】
前記発泡状担持材料（４）および／または前記触媒被膜（６）が融合温度に耐えうる、請求項４から７までのいずれか一つに記載の材料配置構成（３０）。
【請求項９】
前記担持材料（４）が金属酸化物、遷移金属、セラミックスまたは炭素構造物である、請求項１から８までのいずれか一つに記載の材料配置構成（３０）。
【請求項１０】
超伝導液を前記担持材料（４）上に形成可能であり、電磁共鳴の確率を向上させる、請求項１から９までのいずれか一つに記載の材料配置構成（３０）。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか一つに記載の融合反応器用材料配置構成（３０）を形成する方法（４０）において、
担持材料原料（４２）を供給すること、
前記担持材原料（４２）を発泡状担持材料（４）に転換させること、
正に荷電された空隙（４４）を前記発泡状担持材料（４）の内部および／または前記発泡状担持材料（４）上に取り込むこと、
を特徴とする、材料配置構成（３０）を形成する方法（４０）。
【請求項１２】
前記発泡状担持材料（４）を、触媒被膜（６）を用いて安定化させる、請求項１１に記載の材料配置構成（３０）を形成する方法（４０）。
【請求項１３】
前記正に荷電された空隙（４４）を前記担持材料（４）および／または前記触媒被膜（６）に取り込むためにドーピングを適用する、請求項１１または１２に記載の材料配置構成（３０）を形成する方法（４０）。
【請求項１４】
前記担持材料（４）をドーピングするために遷移金属または半金属を使用する、請求項１１から１３までのいずれか一つに記載の材料配置構成（３０）を形成する方法（４０）。
【請求項１５】
前記正に荷電された空隙（４４）を前記担持材料（４）上に取り込むため、前記触媒被膜（６）を使用する、請求項１１から１４までのいずれか一つに記載の材料配置構成（３０）を形成する方法（４０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の融合反応器用材料配置構成、および、請求項１１の上位概念部に記載の該材料配置構成を形成するための方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多くの分野では、特に核反応または化石燃料に起因したエネルギー源の問題に対処する代替エネルギー源が探求される。通常取り上げられるのは、永続的で環境にやさしく、信頼できる可能性を持つ融合プロセスである。
【０００３】
熱間融合以外に、冷間融合の分野ですでに種々の融合プロセスが説明されてきた。この融合プロセスには、認証可能な機能性および有効性が欠如していることが多い。冷間融合の分野での開発は、凝縮材の活用に向けられる傾向が増えている。
【０００４】
たとえば特許文献１には、核融合によってエネルギーを生成するための方法および装置が開示されている。この場合、ガス状水素は触媒作用で超高密度水素に凝縮されて、担持体に集積される。その後、担持体を放射室内へ持ちきたし、放射室内で超高密度水素を融合させることができる。この場合の困難性は、水素をその凝縮状態から揮発しないようにするために、特に、担持体がたとえば真空のような一定の境界条件の下で搬送されねばならないという事実から生じる。したがって、この方法を産業的に利用可能な装置へ技術的に置換することは非常に面倒である。
【０００５】
前記特許文献１に加えて、特許文献２も挙げられる。この文献は、水素凝縮物をベースにして熱を発生させるための方法を記載している。特に、ナノ粒子の水素ガスを凝縮させることができる。このためには、水素ガスに高圧を作用させねばならない。超音波により、凝縮された水素原子を融合させることができ、したがって熱を発生させることができる。この場合の問題は、ナノ粒子を使用することである。というのは、ナノ粒子の反応性に基づく環境への影響がほとんど解明されていないからである。
【０００６】
さらに、特許文献３から、ニッケルと水素の間で発熱反応を生じさせるための方法および装置が知られている。水素ガスが、ニッケル粒子で充填された管の中に加圧して装入される。加熱の作用でこの系を融合させることができる。この特許文献３で問題なのは、有毒重金属としてのニッケルの再利用または廃棄である。
【０００７】
機械的および熱的に付加される環境条件の下での技術的応用に対しては、金属発泡体またはセラミック発泡体が融合反応路の材料に対し耐温性の点でかなりの要求を課すことが明らかになった。もし２０００℃以上で安定性を達成したいならば、たとえば酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、窒化物セラミックス、炭素構造物のような材料しか残らない。これらの材料は、酸素雰囲気のもとではこのような耐温性がないか、或いは、非常にもろく、したがって機械的に不安定であるかのいずれかである。たとえば酸化ジルコニウムセラミックスも同様にその純粋形態では安定性が少なく、特に使用時に崩壊する。さらに、多くの振動を伴う機械的に強く負荷される環境では、長く「生き延びる」ことに適していない。すでに搬送段階で材料の機械的安定性に関しかなりリスクをもたらす。
【０００８】
また、コントロール状態がなければならない。担持材料が溶融してはならない。触媒は構造的な変化を蒙ってはならず、融合による熱作用を蒙ってはならず、或いは、溶融過程後に以前の構造に戻らなければならない。したがって、実際に実施可能な融合プロセスに対する温度範囲は局限される。
【０００９】
さらに、融合のプロセスコントロールが反応遅延という問題を生じさせる。プロセスの進行が遅すぎるか、弱すぎると、効率にとって望ましいものではない。したがって、必要エネルギーでプロセスを十分迅速にスタートさせるには、ある程度の反応促進性が必要である。
【００１０】
さらに、放射性リアクションチャネルが生じることがあり、或いは、中性子が発生することがある。リアクションチャネルまたは中性子は、システムを実際に適用するためには低減すべきものである。最終的に、発生したエネルギーは熱になるべきであり、しかも放射量よりも少なくなければならない。それ故、リアクションチャネルのモデルが不可欠である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】欧州特許公開第２６８０２７１Ａ１号明細書
【特許文献２】欧州特許公開第１５５１０３２Ａ１号明細書
【特許文献３】国際特許公表第２００９／１２５４４４Ａ１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、水素を超高密度水素に凝縮して蓄積することができ、反応条件の下で熱的および機械的に安定性を維持し、または、安定な状態に復帰する融合反応器用材料配置構成を提供することである。さらに本発明の課題は、この種の材料配置構成を形成するための信頼性のあ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】
【００１３】
この課題は、請求項１の構成を備えた融合反応器用材料配置構成、および、請求項１１の攻勢を備えた材料配置構成の形成方法によって解決される。
【００１４】
融合反応器用材料配置構成は、水素を凝縮可能に結合させて融合させるための発泡状担持材料として形成されている少なくとも１つの材料を有する。本発明によれば、担持材料は、水素原子を凝縮させるための正に荷電された空隙(Fehlstelle)を備え、原子または分子を受容するための小さな、またはより小さな孔と、原子または分子を小さな孔内へ搬送するための大きな、またはより大きな孔とを有している。その下には、第２の材料を小さな孔内へ搬送するための触媒をも有している。この場合、担持材料は複数の異なる担持材料から成っていてよい。
【００１５】
正の荷電は、水素分子または格子周辺部の負の電子に対し引力を作用させる。正の荷電が担持材料内へ入ると、担持材料は超高密度水素を形成するための機能を有することがある。正の荷電とはたとえば正の空隙であってよく、或いは、担持材内での分極または静電誘導による局部的な荷電変位である。
【００１６】
担持材料は、１−４０μｍのオーダーの小さな孔以外に、大きな孔を有している。小さな孔とその表面積とはカシミール・毛細管力を行使し、水素の凝縮に好影響を与え、これを蓄積させることができる。超高密度水素の形成のために利用される発泡構造の比表面積は、実質的にこの孔から生じる。
【００１７】
大きな孔は４０μｍと１００μｍとの間の径であり、超高密度水素の形成にわずかしか関与しない。これらの大きな孔は、触媒によるコーティングを可能にするために利用され、溶液またはプラズマの形態の触媒材を小さな孔のほうへ搬送させることができる。このようにして、担持材料の全体積が反応に寄与することができるので、発泡状担持材料内の比表面積をさらに大きくさせることができる。
【００１８】
好ましくは、孔の大きさは、２００℃以上の温度範囲で最大プランク放射強度の波長に相当するように選定されている。
【００１９】
この場合、材料配置構成は通常の担持材料を有していてよく、すなわち２０００℃以下で機械的に且つ熱的に安定で、好ましくは毒性がなく、またナノ構造を有していない担持材料を有していてよく、その結果ナノ技術に対する作業現場安全規定を考慮することによって製造が困難になることがない。
【００２０】
これは、たとえば多孔性の、微孔状の酸化材によって実現することができる。担持材はたとえば焼結によって製造することができる。必ずしも担持材料自体がアクティブである必要はなく、したがって超高密度水素を凝縮させる必要はない。超高度密度水素を形成するための特性は、たとえば追加的に触媒によってもたらすことができる。触媒は、たとえば担持材料の焼結構造の正に荷電された空隙に挿入することができ、或いは、コーティング部として担持材料上に被着させることができる。このようにして担持材料の活性化と安定化とを同時に行うことができ、この場合同時に、高密度水素を蓄積する能力は更なる中間室または中空室の生成によって高くなる。
【００２１】
アクティブな担持材料は超高密度水素を２段階で形成させる。まず、分子水素を原子に分裂させ、次に材料格子内と、担持材料の材料格子内に固着させることができ、これによって水素原子が凝縮して超高密度水素が形成される。その際正の空隙と一定のスピン流とにより、水素および水素系の崩壊状態が形成される。
【００２２】
酸化担持材料の一例は二酸化ジルコニウムであり、特に微孔性形態で機械的に安定化させねばならない。二酸化ジルコニウムの安定化は、たとえばアルカリ土類金属またはイットリウム、或いは、１つまたは２つの自由価電子を備えた他の原子または分子を投入することによって行うことができる。
【００２３】
材料配置構成の１実施態様によれば、担持材料は、融合の間に少なくとも部分的に溶融可能であり、溶融工程後にその出発構造を有し、これに引き続いてその出発構造が硬化する。融合の間の高温度により、担持材料が少なくとも部分的に溶融するのを阻止できない。担持材料が「α」格子構造（体心立方格子または他の体心格子）を有していれば有利である。その際担持材料は、融合の間の可能な限り高いエネルギーの放出の下に材料がそのα格子状態を変えないように選定されているべきであり、或いは、たとえば溶融によって格子状態が変化した場合には、硬化後に再びα格子状態が達成されるように選定されているべきである。
【００２４】
材料配置構成の更なる実施態様では、担持材料は、ドーピングによって、正に荷電された空隙を備えている。性に荷電された空隙は、ドーピング材からのスピン流を内包している。これにより、担持材料は、多数の方法と、正に荷電された空隙を備える種々の材料とによってドーピングすることができる。
【００２５】
材料配置構成の有利な実施態様によれば、機械的安定および／または化学的安定および／または加速のための触媒被膜として被着されている他の材料が設けられている。触媒被膜は搬送液を用いて被着させることができる。この場合大きな孔は、搬送液内の触媒を、大きな孔に境を接している小さな孔の表面へもたらすために利用することができる。この場合触媒の被着は、これによって大きな孔と小さな孔とが閉塞しないように行わねばならない。触媒被膜により、材料配置構成は、水素を超高密度水素へ凝縮するプロセスの際により自然発生的になり、且つよりアクティブになる。超高密度水素の蓄積は、実質的に小さな孔によって行われる。
【００２６】
たとえば、触媒として酸化チタンのみを、または付加的な材料と共に使用することができる。この材料は高温で超伝導性水素をも形成させることができ、よって融合のために材料配置構成を反応しやすくさせる。これとは択一的に、２０質量％以下の銅とともにニッケルを触媒として使用してよい。この材料も同様に十分に融合能のある超高密度水素を形成することができる。これとは択一的に、材料配置構成に反応能力がなくなる転移温度の移行を少なくするために、これら２つの触媒を混合してよい。
【００２７】
触媒は、材料によっては、０．１バールの負圧の下で６００Ｋと７２５Ｋとの間でアクティブになることがある。これとは択一的に、複数の触媒被膜を被着させてもよい。有利な例では、２つの層が被着される。
【００２８】
材料配置構成の１実施態様によれば、触媒被膜は正に荷電された空隙を有している。触媒はたとえばアンチモン、ニッケル、アルミニウムまたは他の遷移金属または半金属のような元素を沈積させた酸化チタンであってよく、これらの元素はその粒子範囲内で正に荷電される空隙を形成する。この方法により、材料配置構成は機械的により安定になり、超高密度水素の形成の際にはよりアクティブになる。
【００２９】
材料配置構成の更なる実施態様では、担持材料は、ドーピングと、付加的に、正に荷電された空隙を備えた触媒被膜とによって置き換えられている。これにより、水素を超高密度水素に凝縮させる材料配置構成の能力が改善される。
【００３０】
材料配置構成の更なる実施態様によれば、触媒被膜は、融合の間に少なくとも部分的に溶融可能であり、溶融工程後にその出発構造を有する。担持材料に対応して、触媒被膜も融合の間に部分的に溶融してもよい。この場合、触媒被膜が溶融状態で担持材料を損傷させず、孔を閉塞させないならば、有利である。さらに、触媒被膜が硬化時に再びその元の構造に再結晶化し、よって更なる融合プロセスを提供するならば、有利である。
【００３１】
材料配置構成の更なる実施態様では、発泡状担持材料および／または触媒被膜は融合温度に耐えうる。もし材料が１回の融合の間に溶融しないように選定されれば、１回の融合の間の材料配置構成の損傷を最小限にすることができる。これとは択一的に、１回の融合の間の反応熱は、材料配置構成で使用する材料の溶融点に到達しないように迅速に逃がすことができる。
【００３２】
材料配置構成の更なる実施態様によれば、担持材料は金属酸化物、遷移金属、セラミックスまたは炭素構造物である。これから、材料配置構成を実現するための多数の可能性が生じる。
【００３３】
材料配置構成の有利な実施態様では、超伝導液を担持材料上に形成可能であり、その結果電磁共鳴の確率が向上する。電磁気の共鳴の等級と、振動波が生じる体積との比率Ｑ／Ｖは、中空室の量子電子力学において重要なパラメータである。等級が大きければ大きいほど、減衰は小さくなり、共鳴は著しくなり、或いは別の表現をすれば、キャビティまたは中空体からのエネルギーロスが小さくなる。体積が小さければ小さいほど、単位体積当たりのエネルギー密度は高くなり、したがって発生エネルギーが大きくなる。
【００３４】
比率Ｑ／Ｖを十分大きく選定すれば、ポジティブな可逆性熱力学的効果が生じる。中空室は、等級が増えるに伴ってより効率的に電磁波を反射させ、したがって可能なロスを減少させる。
【００３５】
融合反応器用材料配置構成を形成する方法においては、本発明によれば、発泡状担持材料に転換される担持材料原料を供給する。本発明によれば、正に荷電された空隙を発泡状担持材料の内部および／または発泡状担持材料上に取り込む。発泡状担持材料は大きな比表面積を有し、この大きな比表面積は、超高密度水素の生成および融合にとって重要である。更なる材料を担持材料内に取り込むことによって、正に荷電される空隙がたとえばドーピングによってこの担持材料内に発生する。これは担持材料の材料特性に作用する。その組成は、好ましくは、担持材料の溶融温度と機械的安定性および化学的安定性とが向上するように選定される。
【００３６】
材料配置構成を形成する方法の有利な実施態様では、発泡状担持材料を触媒被膜と混合させて、焼結させる。これによって担持材料の機械的安定性および化学的安定性が向上する。これに続く触媒コーティングにより、特に超高密度水素の生成と融合とに関して反応性が向上する。
【００３７】
材料配置構成を形成する方法の更なる実施態様によれば、正に荷電された空隙を担持材料および／または触媒被膜に取り込むためにドーピングを適用する。ドーピングの方法はすでに半導体技術の分野から知られており、材料配置構成の形成時に高い融通性を提供する。
【００３８】
材料配置構成を形成する方法の更なる実施態様によれば、担持材料をドーピングするために遷移金属または半金属を使用する。遷移金属または半金属は、担持材料の原子領域に正に荷電された空隙を形成し、水素原子及び水素分子を超高密度水素に凝縮させる材料配置構成の能力を改善させる。
【００３９】
材料配置構成を形成する方法の更なる実施態様によれば、正に荷電された空隙を担持材料上に取り込むため、触媒被膜を使用する。この場合担持材料のドーピングを省略でき、これによって方法を簡潔にすることができる。
【００４０】
その他の有利な実施態様は他の従属校の対象である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
次に、本発明の有利な実施形態を、かなり概略的に示した図面を用いて詳細に説明する。
【図１】本発明による装置の１実施形態の断面図である。
【図２】図１の部分Ａの拡大図である。
【図３】図２の部分Ｂの拡大図である。
【図４】本発明による方法の荷電工程を説明する図である。
【図５】本発明による方法の融合工程を説明する図である。
【図６】本発明による材料配置構成の１実施形態の断面図である。
【図７】材料配置構成を形成するための本発明による方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図面では、同じ構造要素はそれぞれ同じ参照符号を有している。
【００４３】
図１は、超高密度水素を生成して融合させるための本発明による方法を実施するための本発明による装置１の１実施形態の断面図である。
【００４４】
本実施形態による装置１は、ガスを受容するための、部分的に開口した中空室２を有している。ガスは、好ましくは、負圧の作用を受ける分子形態の水素ガスであり、中空室２内ですぐに原子プラズマに変換される。
【００４５】
中空室２は、多孔性の発泡金属または発泡セラミックス４の孔である。発泡金属または発泡セラミックスの材料は、融合を行う間に可能な限り高いエネルギーを放出しても材料がそのα格子状態を変化させないように選定すべきであり、或いは、α格子状態が変化した場合に再びα格子状態が達成されるように選定すべきである。
【００４６】
発泡金属４の孔は、本実施形態によれば、少なくとも部分的に内面に触媒被膜６を備えている。触媒被膜６は粒状構造を有し、本実施形態によれば、酸化チタンを含んでいる。触媒被膜はＦｅ２０３，Ｎｉ，ＭｎＯおよび他の材料から構成されていてよく、１０ｎｍないし４μｍの層厚を持つ薄い不規則な格子構造として、発泡金属上または発泡セラミックス上に被着することができる。
【００４７】
さらに、装置１は、中空室２内に融合プロセスを開始させることのできる開始源８を有している。開始源８は、図示した実施形態によれば、中空室２に電磁線を作用させることのできる単色性のコヒーレントな光源８である。開始は、中空室壁の熱放射によって行われ、その際、現時点で超流動水素によって被覆されている壁との共鳴効果により、高い電界強度を持った有利な波長または周波数が発生する。プロトン間の反発ポテンシャルは非常に高い。プロトンは水素の核である。プロトンは、その正電荷によってその反発力（クーロン反発力）を蒙る。超高密度水素内では、核は非常に高密度にパッケージングされており、したがって互いに非常に接近している。ここでは、プロトンの充電雲または材料雲の球状膨張によって、核の反発ポテンシャルは減少される。さらにこの反発力は、強い相互作用、弱い相互作用、重力のような他の力によって非常に強く減少する。もし超高密度水素１２が整形されていれば、密度は道用に非常に高く、よってパートナー（ここでは水素原子１２）はバリアー付近にある。従って、融合を誘導するにはエネルギー寄与量は小さくて十分である。このようなプロセスの点火は、本実施形態によれば、レーザー８によって実施されるか、或いは、中空室２の自然な黒体放射によって実施されるが、しかし外部からのイオン化によって行ってもよく、たとえば高電圧によって行ってもよい。これとは択一的に、このための開始源８としてシンプルな点火プラグを使用することもできる。
【００４８】
図２は、図１の部分Ａの拡大図である。ここでは、特に触媒被膜６の粒状構造が明らかになる。これによって、多数のキャビティ１０を備えたカシミール形態が提供され、多数のキャビティは毛細管力および／またはカシミール力を材料に作用させる。したがって、中空室２内に導入されている分子水素に対し適当な力を作用させることができる。なお、このような構造に対しては、電磁工程を複数倍に増幅させる「パーセル効果」が公知である。
【００４９】
本発明による装置１の実施形態から図２の部分Ｂの構造をさらに拡大したものを図３に示す。ここで明らかになることは、触媒被膜６の粒状構造が分子水素を原子水素に分裂し、その後原子水素がキャビティ１０内またはカシミール形態部１０内で超高密度水素１２に凝縮する点である。これは装置１の負荷状態に相当している。
【００５０】
次に、超高密度水素を生成して融合させるための本発明による方法を説明する。図４は、本発明による方法に従って装置１を負荷する工程の概略図である。中空室２内には、触媒作用を及ぼし、凝縮されるガスが導入される（参照符号１４）。本実施形態では、ガスは分子水素である。
【００５１】
水素ガスと触媒被膜６との接触により、室温で且つ低温度で自然発生的に行うことができる限りにおいては、プラズマ形成と凝縮物形成とに必要なエネルギーを減少させる（参照符号１６）。本実施形態の場合、凝縮物は、触媒作用で分裂された原子水素である。次に、原子水素がカシミール形態部内で凝縮し（参照符号２０）、触媒被膜６内に沈積し、したがって超高密度水素１２として凝縮形態で存在している。
【００５２】
図５には、本発明の方法による可能な１つの融合プロセスが図示されている。たとえば図４に従って負荷した装置１を前提としている。開始源８により、沈積して（参照符号２０）凝縮している超高密度水素１２をエネルギーで励起させる。凝縮された水素はクラスタ１２を形成する。クラスタは強く圧縮されて集合しており、重い触媒粒子７の間にある。水素のプロトンは非常に密にパッケージされ、この場合パッケージング密度は、プロトンとの協働で結合している電子の量子力学的状態から生じる。触媒粒子７の近接場は凝縮を支援する。プロトンのパッケージング密度は、融合バリアーの浸透に対する臨界密度内にある。したがって開始源８からのエネルギー供給２２は、超高密度水素の融合プロセス２４を引き起こす。融合プロセス２４により特にヘリウムが発生し、ヘリウムは触媒被膜６から気化することができる。ヘリウム以外にも、熱の形態で反応エネルギー２６が発生する。この反応エネルギー２６は、その後、発泡金属／発泡セラミックス４を介して熱伝導により排出されるとともに、発泡金属／発泡セラミックス４の表面において装置１からの熱放射により排出され（参照符号２８）、或いは、装置の隣接領域へ転送される。したがって、反応エネルギー２６は隣接の装置内で融合物を点火するために利用することができる。さらに、反応エネルギー、特に反応熱は、通常のように機械的エネルギー、化学的エネルギーまたは電気エネルギーに変換して利用することができる。
【００５３】
図６は、本発明による材料配置構成３０の１実施形態の断面図である。この配置構成は、触媒被膜６（図６では見えず）を備えた発泡金属４に関わる。なお、図１に示した中空室２は材料配置構成３０の小さな孔３２に対応している。
【００５４】
材料配置構成３０はさらに大きな孔３４を有し、大きな孔３４は、たとえば水素分子を搬送するために小さな孔３２を拘束している。大きな孔３４も触媒被膜６の被着と搬送とに用いられ、その結果小さな孔３２もコーティングされている。
【００５５】
図７は、材料配置構成３０を形成するための本発明による方法４０の説明図である。第１のステップで、担持材料原料４２を供給する。担持材料原料４２は粉末であり、その後たとえば１５００℃の焼結によって発泡状担持材料４へ移行し、オプションでは、予めまたは付加的に、正に荷電された空隙４４を取り込むことによって水素の凝縮および蓄積のために反応する。正に荷電された空隙の取り込みは、本実施形態によれば、担持材料を製造するための出発材料に外部結晶を取り込むことにより行われ、或いは、後から、外部原子の混合によって正に荷電された空隙を形成する酸化物でコーティングすることによって行われる。
【００５６】
ここでは、正に荷電された空隙を、スピン流れ（たとえばボース(bosnisch)状態を特徴づける整数スピンをもつ２つの自由な同方向電子スピン状態）を有する電子系の同義語として述べる。
【００５７】
材料配置構成を形成するための可能な１例として、ＺｒＯ２に、１３ｍｏｌ％のイットリウムと、１０重量％の触媒から成る触媒溶液とを、ヘプタン中で混合させる。その際、６０−７０体積％の、１５μｍの大きさの炭素粒子を混入させる。この混合物を、ヘプタンが揮発するまで攪拌して２００℃へ加熱する。冷却されて、少なくとも５ｋＮの圧力で１つの型にプレスすることのできる塊が残る。この場合、材料配置構成３０の孔のサイズは、ここでもたらされた圧力に依存している。圧力が高ければ高いほど、孔３２，３４は大きくなる。小さな圧力は機械的安定性を損なわせることがある。その後、プレスされた型に熱を作用させ、酸素を供給して焼結する。これによって炭素粒子が酸素と反応して二酸化炭素が形成され、型から揮発し、その結果微孔構造が残る。
【００５８】
その後、冷却後に更なる触媒被膜６を被着させる。これは、６ｍｌのメタノールの中に２５ｇの触媒を溶かすことによって行ない、続いて構造物にこの溶液を浸透させる。この場合の乾燥工程は、有利には２００℃で６時間にわたって行い、その結果メタノールが揮発する。
【００５９】
本発明が開示する構成は、水素を凝縮可能に結合させて融合させるための発泡状担持材料４として形成されている少なくとも１つの材料を有する、融合反応器のための材料配置構成３０であって、担持材料４が、水素原子を凝縮させるための正に荷電された空隙を備え、原子または分子を受容するための小さな孔３２と、原子または分子を小さな孔３２内へ搬送するための大きな孔３４とを有している前記材料配置構成である。さらに、材料配置構成３０を形成させるための方法を開示する。
【符号の説明】
【００６０】
１          超高密度水素を生成して融合させるための装置
２          中空室
４          発泡金属
６          触媒被膜
７          触媒被膜の触媒粒子
８          開始源／レーザー
１０        キャビティ／カシミール形態部
１２        沈積した超高密度水素
１４        流体の導入
１６        触媒
１８        凝縮部
２０        沈積部
２２        開始エネルギー
２４        融合プロセス
２６        反応エネルギー
２８        反応エネルギーの排出
３０        材料配置構成
３２        小さな孔
３４        大きな孔
４０        材料配置構成を形成する方法
４２        担持材原料の供給
４４        正に荷電された空隙の取り込み
【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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【図６】
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【図７】
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