(57)【要約】  放射性物質を少なくとも部分的に非放射化するための発熱を伴う変換法は、‐  反応炉（１）のチャンバ（７）内に少なくとも一つの遷移金属を含んだ粉末状化合物を配置するステップと、‐  チャンバ（７）内に放射性物質を配置するステップであって、放射性物質は、密閉容器に封入され且つ封入されたままであるステップと、‐  周囲圧力よりも高い圧力によって粉末状化合物および放射性物質と接触する水素を提供するステップと、‐  チャンバ（７）内に電場を発生させるステップであって、電場は、粉末状化合物および放射性物質に印加されるステップと、‐  過熱によって粉末状化合物を活性化し、次いで、少なくとも一つの遷移金属の別の遷移金属への変換と、放射性物質へ向かう陽子放出とを生じるステップであって、放射性物質は、少なくとも部分的に非放射化されるステップと、‐  反応炉（１）から熱エネルギーを取り除くステップと、を含む。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性物質を少なくとも部分的に非放射化するための発熱を伴う変換法であって、
‐    密閉容器の外で反応炉（１）のチャンバ（７）内に少なくとも一つの遷移金属を含んだ粉末状化合物を配置するステップと、
‐    前記チャンバ（７）内に前記放射性物質を配置するステップであって、前記放射性物質は、前記密閉容器に封入され且つ封入されたままであるステップと、
‐    周囲圧力よりも高い圧力によって前記粉末状化合物および前記放射性物質と接触する水素を提供するステップと、
‐    前記チャンバ（７）内に電場を発生させるステップであって、前記電場は、前記粉末状化合物および前記放射性物質に印加されるステップと、
‐    過熱によって前記粉末状化合物を活性化し、次いで、前記少なくとも一つの遷移金属の別の遷移金属への変換と、前記放射性物質へ向かう陽子放出とを生じるステップであって、前記放射性物質は、少なくとも部分的に非放射化されるステップと、
‐    前記反応炉（１）から熱エネルギーを取り除くステップと、を含む、発熱を伴う変換法。
【請求項２】
前記チャンバ（７）内に電場を発生させるステップを備え、当該電場は、前記粉末状化合物および前記放射性物質に印加される、請求項１に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項３】
放射性物質を少なくとも部分的に非放射化するための発熱を伴う変換法であって、
‐    反応炉（１）のチャンバ（７）内に少なくとも一つの遷移金属を含んだ粉末状化合物を配置するステップと、
‐    前記チャンバ（７）内に前記放射性物質を配置するステップであって、前記放射性物質は、前記粉末状化合物と近接または前記粉末状化合物と混合されるステップと、
‐    周囲圧力よりも高い圧力にて前記粉末状化合物および前記放射性物質と接触する水素を提供するステップと、
‐    前記チャンバ（７）に電場を発生させるステップであって、当該電場は、前記粉末状化合物および前記放射性物質に印加されるステップと、
‐    超音波によって前記粉末状化合物を活性化し、次いで、前記少なくとも一つの遷移金属の別の遷移金属への変換と、前記放射性物質へ向かう陽子放出とを生じるステップであって、前記放射性物質は、少なくとも部分的に非放射化されるステップと、
‐    前記反応炉（１）から熱エネルギーを取り除くステップと、を含む、発熱を伴う変換法。
【請求項４】
前記粉末状化合物および前記放射性物質を加熱するステップを含む、請求項３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項５】
前記放射性物質は核廃棄物である、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項６】
前記核廃棄物は、採鉱廃棄物、核分裂生成物、医療核廃棄物である、請求項５に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項７】
前記チャンバ（７）から空気を取り除くステップを含む、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項８】
初期温度にて前記チャンバ（７）を加熱するステップを含む、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項９】
前記粉末状化合物はＮｉおよびＦｅを含み、
好ましくはＮｉを質量で５０％〜９５％と、Ｆｅを５％〜５０％含み、
さらに好ましくはＮｉを質量で７０％〜９０％と、Ｆｅを１０％〜３０％含む、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項１０】
前記粉末状化合物は、Ｃｕを質量で１％〜１０％含み、
好ましくはＣｕを質量で２％〜７％含む、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項１１】
前記粉末状化合物のＣｕは、１０μｍ〜１００μｍの間、好ましくは１０μｍ〜５０μｍの間の平均粒径の粒子を少なくとも９９％、好ましくは９９.９％有する、請求項１０に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項１２】
前記粉末状化合物のＮｉは、１０μｍ〜１００μｍの間、好ましくは１０μｍ〜５０μｍの間の平均粒径の粒子を少なくとも９９％、好ましくは９９.９％有する、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項１３】
前記粉末状化合物のＦｅは、１０μｍ以下の平均粒径の粒子を少なくとも９９％、好ましくは９９.９％有する、請求項１２に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項１４】
前記粉末状化合物は、グラファイトを質量で２５％〜４０％、好ましくは３０％〜４０％含む、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項１５】
前記反応炉（１）は本質的に鋼製であり、好ましくはＣｒを質量で少なくとも１％含有する、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項１６】
電場および超音波の生成中の前記チャンバ（７）内の圧力は５×１０５Ｐａより大きく、前記チャンバ（７）は、Ｈ２を少なくとも９９％含む、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項１７】
水素は過熱前に提供され、後続のステップ中は前記チャンバ（７）内に留まる、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項１８】
前記初期温度は、８０℃〜２００℃の間、好ましくは１００℃〜１５０℃の間である、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項１９】
前記粉末状化合物は、Ｃｒを含む、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項２０】
同一の粉末状化合物の組成が様々な放射性物質に用いられる、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項２１】
同一の粉末状化合物の組成が、複数の放射性物質の非放射化のために使用される、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項２２】
前記電場は、本質的に静電場である、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項２３】
前記電場は、２０〜３００００ボルト／ｍの間である、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項２４】
前記放射性物質は、１０μｍ以下の平均粒径の粒子を少なくとも９９％、好ましくは９９．９％有した粉体である、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項２５】
前記水素は、デューテリウムおよびトリチウムが任意に追加されない、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項２６】
前記反応炉（１）は、鋼、ステンレス鋼およびセラミックのうちの少なくとも一つを備えたチャンバ（７）壁を備えている、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項２７】
前記超音波は、２５０ｋＨｚ〜６００ｋＨｚの間の周波数を有する、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項２８】
前記超音波は、電力が４００Ｗ〜２０００Ｗの発生器によって生成される、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項２９】
前記反応炉（１または３）からの熱エネルギーの除去は、気体冷却または液体冷却によって行われる、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項３０】
電場および超音波は、前記初期温度にて前記チャンバ（７）を加熱した後に発生させ、
加熱は、電場および超音波の発生期間のうちの第一期中は維持され、
加熱は、前記第一期の終わりに停止され、
熱エネルギーの除去は、前記第一期の後に開始される、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【請求項３１】
電場および超音波発生期間は、１時間〜６時間の継続時間を有する、請求項１または３に記載の発熱を伴う変換法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変換による、より正確には放射性同位体の変換によるエネルギー生産の分野に関する。また、安全なエネルギーの必要性に応えるために、炭素の燃焼（carbon combustion）は他のソースに取って代わられなくてはならない。エネルギー源としてウランの核分裂を用いることは、１９５０年代の軍事調査に由来するが、安全上の問題にさらされるとともに大量の放射性廃棄物を生じるという欠点がある。本発明は、放射能および／または毒性を低減するための廃棄物処理の分野にも関する。
【背景技術】
【０００２】
過去には、一部の研究者が、結晶構造体に受容されたデューテリウムに関心を持っていた。デューテリウムは高価であり、反応の予測が困難である。
【０００３】
電磁放射線を照射したコロイド状混合物内の核燃料としてのＬｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＰｄおよびＴｉを用いて、他の試みが行われてきた。しかしながら、減速材が必要であった。
【０００４】
Ｓｅｒｇｉｏ  Ｆｏｃａｒｄｉ教授は、１９９０年代後半に、Ｎｉ‐Ｈ熱発生に関する幾つかの論文を公表した。
【０００５】
水素を伴う銅管内のＮｉ６２に基づく試みがなされてきた。エネルギー生産は期待を下回った。
【０００６】
別の物質への遷移金属による陽子放出に基づく試みがなされた。しかしながら、反応炉が複雑であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
産業的な要求事項に適応した安全かつ確実な方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施の形態によれば、放射性物質を少なくとも部分的に非放射化するための発熱を伴う変換法は、
‐    密閉容器の外で反応炉のチャンバ内に少なくとも一つの遷移金属を含んだ粉末状化合物を配置するステップと、
‐    前記チャンバ内に前記放射性物質を配置するステップであって、前記放射性物質は、前記密閉容器に封入され且つ封入されたままであるステップと、
‐    周囲圧力よりも高い圧力によって前記粉末状化合物および前記放射性物質と接触する水素を提供するステップと、
‐    前記チャンバ内に電場を発生させるステップであって、前記電場は、前記粉末状化合物および前記放射性物質に印加されるステップと、
‐    超音波によって前記粉末状化合物を活性化し、次いで、前記少なくとも一つの遷移金属の別の遷移金属への変換と、前記放射性物質へ向かう陽子放出とを生じるステップであって、前記放射性物質は、少なくとも部分的に非放射化されるステップと、
‐    前記反応炉から熱エネルギーを取り除くステップと、を含んでいる。
【０００９】
熱発生と共に放射能の低減が得られる。
【００１０】
後続のステップにおいて、前記粉末状化合物は、前記反応炉から取り除くことができる。取り除かれた粉末状化合物は、非放射性物質として扱うことができる。取り除かれた粉末状化合物は、この処理において再使用することができ、または処理の始めと同じ組成を得るために、例えば核種に分離することができる。処理中に得られた核種の一部は取り除くことができ、処理中に消費された核種を補完することができる。
【００１１】
前記放射性物質は、以下単に「処理済み物質」という。処理済み物質は、反応炉から取り除くことができる。取り除かれた放射性物質は、非放射性物質として扱うことができ、または化学的プロセスによって非放射性部分と放射性部分に分けることができる。前記放射性部分が存在する場合は、上記方法に再び提供することができる。ほとんどの場合、非放射性の処理済み物質を得るのに十分に強力な処理を有することが望ましい。この物質は、ＩＡＥＡ基準等の基準を参照すると、非放射性物質として分類することができる。
【００１２】
一実施の形態では、前記方法は、前記チャンバ内に電場を発生させるステップを備え、当該電場は、前記粉末状化合物および前記放射性物質に印加される。
【００１３】
一実施の形態では、放射性物質を少なくとも部分的に非放射化するための発熱を伴う変換法であって、当該方法は、
‐  反応炉のチャンバ内に少なくとも一つの遷移金属を含んだ粉末状化合物を配置するステップと、
‐    前記チャンバ内に前記放射性物質を配置するステップであって、前記放射性物質は、前記粉末状化合物と近接または前記粉末状化合物と混合されるステップと、
‐    周囲圧力よりも高い圧力にて前記粉末状化合物および前記放射性物質と接触する水素を提供するステップと、
‐    前記チャンバに電場を発生させるステップであって、当該電場は、前記粉末状化合物および前記放射性物質に印加されるステップと、
‐    超音波によって前記粉末状化合物を活性化し、次いで、前記少なくとも一つの遷移金属の別の遷移金属への変換と、前記放射性物質へ向かう陽子放出とを生じるステップであって、前記放射性物質は、少なくとも部分的に非放射化されるステップと、
‐    前記反応炉から熱エネルギーを取り除くステップと、を含んでいる。
【００１４】
一実施の形態では、当該方法は、前記粉末状化合物および前記放射性物質を加熱するステップを含んでいる。
【００１５】
一実施の形態では、前記放射性物質は核廃棄物である。当該方法は、効率的な放射能低減を可能にする。
【００１６】
一実施の形態では、核廃棄物は核分裂生成物である。当該方法は、長寿命の核分裂生成物に適している。前記長寿命の核分裂生成物は、以前は再処理するのに最もコストがかかった。
【００１７】
一実施の形態では、前記核廃棄物は、医療／産業核廃棄物である。医療の放射線源は、画像診断のために用いられる。産業の放射線源は、非破壊検査のために用いられる。大量の医療／産業核廃棄物が生成され、再処理されるべきである。
【００１８】
一実施の形態では、核廃棄物は採鉱廃棄物である。採鉱廃棄物は、おびただしい量であり、組成に大きなばらつきがある。結果として、既知の処理方法はコストがかかりおよび／または実施されていない。場合によっては、単純な埋設が行われている。また別の場合には、放射能のない土壌と混合することが行われる。処理方法はなく、土壌内の放射能は、地表面から遠くなく、浸出しやすい状態になっている場合が多い。採鉱廃棄物は、一般的に組成に大きなばらつきがあるため、適切な既知の処理方法の決定が容易ではない。
【００１９】
前記方法は、同一の化合物の組成が様々な採鉱廃棄物の組成に対して用いられることができるため、採鉱廃棄物に非常に適している。必要に応じて、採鉱廃棄物は、そこから生物学的生産物を取り除くために、非放射化する前に燃やされる。
【００２０】
一実施の形態では、前記方法は、初期温度にて前記チャンバを加熱するステップを含んでいる。
【００２１】
加熱は、電気抵抗によって行うことができる。前記初期温度は、１００〜１４０℃の範囲でもよい。
【００２２】
一実施の形態では、当該方法は、前記チャンバから空気を取り除くステップを含んでいる。
【００２３】
空気の除去は、水素を導入する前に行われてもよい。空気の除去は、真空ポンプで行われることができる。或いは、空気の除去は、水素を導入している間かつ水素を導入することによって行われてもよい。言い換えれば、エアフラッシングが行われる。空気の除去により、処理の効率が著しく高まる。
【００２４】
一実施の形態では、前記粉末状化合物はＮｉおよびＦｅを含み、Ｎｉ原子はＣｕに変換され、具体的にはＣｕの非放射性同位体に変換される。
【００２５】
一実施の形態では、前記粉末状化合物は、質量でＮｉを５０％〜９５％と、Ｆｅを５％〜５０％含んでいる。これは、実験的に試験されている。
【００２６】
一実施の形態では、前記粉末状化合物は、Ｎｉを質量で７０％〜９０％と、Ｆｅを１０％〜３０％含んでいる。
【００２７】
一実施の形態では、前記粉末状化合物は、Ｃｕを質量で１％〜１０％含んでいる。Ｃｕは、放射能の低減を促進することが分かっている。Ｃｕ量は、ＮｉがＣｕに変換されるときに増加するため、同一の化合物は、Ｃｕパーセンテージが高くなり過ぎるまでは数回使用することができる。
【００２８】
一実施の形態では、前記粉末状化合物は、質量で２％〜７％のＣｕを含んでいる。好ましくは、初期の粉末状化合物は、Ｃｕを２％〜３％含み、最終的な粉末状化合物は、Ｃｕを６％〜７％含んでいる。粉末状化合物は、この処理において最後に使用された時が「最終」である。その後、粉末状化合物は、前記方法から除去される。Ｃｕは、Ｃｕ含有量を低減し、再生された初期の粉末状化合物を得るために分離することができる。
【００２９】
一実施の形態では、前記粉末状化合物のＣｕは、１０μｍ〜１００μｍの間、好ましくは１０μｍ〜５０μｍの間の平均粒径の粒子を少なくとも９９％有している。この選ばれたＣｕの粒径により、処理の継続時間と提供すべきエネルギーとが低減される。
【００３０】
一実施の形態では、前記粉末状化合物のＣｕは、１０μｍ〜１００μｍの間、好ましくは１０μｍ〜５０μｍの間の平均粒径の粒子を少なくとも９９．９％有している。
【００３１】
一実施の形態では、前記粉末状化合物のＮｉは、１０μｍ以下の平均粒径の粒子を少なくとも９９％を有している。
【００３２】
一実施の形態では、前記粉末状化合物のＮｉは、１０μｍ以下の平均粒径の粒子を少なくとも９９．９％有している。
【００３３】
一実施の形態では、前記粉末状化合物のＦｅは、１０μｍ以下の平均粒径の粒子を少なくとも９９％有している。
【００３４】
一実施の形態では、前記粉末状化合物のＦｅは、１０μｍ以下の平均粒径の粒子を少なくとも９９．９％有している。
【００３５】
一実施の形態では、前記粉末状化合物のＮｉは、５μｍ以下の平均粒径の粒子を少なくとも９９％有している。
【００３６】
一実施の形態では、前記粉末状化合物のＮｉは、５μｍ以下の平均粒径の粒子を少なくとも９９．９％有している。
【００３７】
一実施の形態では、前記粉末状化合物のＦｅは、５μｍ以下の平均粒径の粒子を少なくとも９９％有している。
【００３８】
一実施の形態では、前記粉末状化合物のＦｅは、５μｍ以下の平均粒径の粒子を少なくとも９９．９％有している。
【００３９】
一実施の形態では、前記粉末状化合物は、質量でグラファイトを２５％〜４０％、好ましくは３０％〜４０％含んでいる。このグラファイトは、１０μｍ以下の平均粒径の粒子を９９％有してもよい。
【００４０】
一実施の形態では、前記粉末状化合物は、質量でＦｅを１０％〜１５％、Ｎｉを８０％〜８５％およびＣｕを２％〜５％含んでいる。
【００４１】
一実施の形態では、前記粉末状化合物は、質量でＦｅを５％〜１０％、Ｎｉを５７％〜６５％、Ｃｕを１％〜３％およびグラファイトを２５％〜３０％含んでいる。
【００４２】
一実施の形態では、前記粉末状化合物は、質量でＦｅを１０％〜１５％、Ｎｉを７５％〜８０％、Ｃｕを１％〜３％およびＣｒを８％〜１５％含んでいる。
【００４３】
好ましくは、前記粉末状化合物は均質化される。
【００４４】
一実施の形態では、前記密閉容器は本質的に鋼製であり、好ましくはＣｒを質量で少なくとも１％含有し、より好ましくはステンレス鋼製である。
【００４５】
一実施の形態では、前記チャンバ内の圧力は５×１０５Ｐａより大きく、前記チャンバは、Ｈ２を少なくとも９９％含んでいる。
【００４６】
一実施の形態では、前記チャンバ内の圧力は５×１０５Ｐａ〜２０×１０５Ｐａの間、好ましくは１０×１０５Ｐａ〜１５×１０５Ｐａの間である。
【００４７】
一実施の形態では、水素は過熱前に提供され、後続のステップ中は前記チャンバ内に留まる。前記反応炉から前記粉末状化合物を取り除く前に水素が取り除かれる。
【００４８】
一実施の形態では、前記初期温度は、８０℃〜２００℃の間、好ましくは１００℃〜１５０℃の間である。
【００４９】
一実施の形態では、前記粉末状化合物は、任意添加のＣｒを含んでいる。
【００５０】
一実施の形態では、前記粉末状化合物は、Ｃｒを質量で１５％まで含んでいる。
【００５１】
一実施の形態では、同一の粉末状化合物の組成が、様々な放射性物質に用いられる。一例として、同一の粉末状化合物の組成は、Ｃｏ６０、Ｕ２３５およびＣｓ１３７を含有した廃棄物に用いられる。
【００５２】
一実施の形態では、同一の粉末状化合物の組成が、複数の放射性物質の非放射化のために使用される。前記粉末状化合物は、前記方法の完了後は非放射性である。
【００５３】
一実施の形態では、前記電場は、本質的に静電場である。
【００５４】
一実施の形態では、前記電場は、２０〜３００００ボルト／ｍの間である。
【００５５】
一実施の形態では、前記放射性物質は、１０μｍ以下の平均粒径の粒子を少なくとも９９％、好ましくは９９．９％有した粉体である。
【００５６】
一実施の形態では、前記放射性物質は、５μｍ以下の平均粒径の粒子を少なくとも９９％、好ましくは９９．９％有した粉体である。
【００５７】
一実施の形態では、粉末状化合物と放射性物質の比率は、原子数で３：１〜６：１の間である。
【００５８】
一実施の形態では、前記水素は、デューテリウムおよびトリチウムが任意に追加されない。言い換えれば、天然の水素が用いられる。水素同位体分離の必要はない。
【００５９】
一実施の形態では、前記反応炉は、鋼、ステンレス鋼およびセラミックのうちの少なくとも一つを備えたチャンバ壁を備えている。好ましくは、このチャンバ壁は、ステンレス鋼製である。
【００６０】
一実施の形態では、前記超音波は、２５０ｋＨｚ〜６００ｋＨｚの間の周波数を有している。
【００６１】
一実施の形態では、前記超音波は、電力が４００Ｗ〜２０００Ｗの発生器によって生成される。この電力は、この発生器が必要とする電力である。
【００６２】
一実施の形態では、前記反応炉からの熱エネルギーの除去は、気体冷却によって行われる。
【００６３】
一実施の形態では、前記反応炉からの熱エネルギーの除去は、液体冷却によって行われる。
【００６４】
一実施の形態では、前記電場および前記超音波は、前記初期温度にて前記チャンバを加熱した後に発生させ、加熱は、電場および超音波の発生期間のうちの第一期中は維持され、加熱は、前記第一期の終わりに停止され、熱エネルギーの除去は、前記第一期の後に開始される。
【００６５】
一実施の形態では、前記初期温度は、１００℃〜１４０℃の間である。
【００６６】
一実施の形態では、９９％の放射能の低減のための上記ステップの継続時間は、５時間〜１０時間である。
【００６７】
一実施の形態では、電場および超音波発生期間は、５時間〜１０時間の継続時間を有している。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
本発明の特徴および利点は、添付図面を参照して下記記載において説明される。
【図１】図１は、本発明の方法を用いるための超音波発生器および加熱器を備えた反応炉の軸方向の断面図である。
【図２】図２は、本発明の方法を用いるための超音波発生器およびマイクロ波発生器を備えた反応炉の軸方向の断面図である。
【図３】図３は、粉末状化合物の容器とともに示された、図１の反応炉の軸方向の断面図である。
【図４】図４は、粉末状化合物の容器と放射性物質の容器とともに示された、図１の反応炉の軸方向の断面図である。
【図５】図５は、実験１の処理済み物質に対してなされたスペクトル分析のグラフである。
【図６】図６は、実験２の自然環境のガンマ線の測定の計数とエネルギーのグラフである。
【図７】図７は、実験２の核分裂廃棄物のガンマ線の測定の計数とエネルギーのグラフである。
【図８】図８は、実験２の処理済み物質のガンマ線の測定の計数とエネルギーのグラフである。
【図９】図９は、図６乃至図８の三つの測定結果を示す比較のグラフである。
【図１０】図１０は、実験４において用いられた装置の模式的な斜視図である。
【図１１】図１１は、実験４において用いられた容器の模式的な斜視図である。
【図１２】図１２は、実験４において用いられた容器の模式的な分解斜視図である。
【図１３】図１３は、実験４において用いられた反応炉の模式的な分解斜視図である。
【図１４】図１４は、実験４の核分裂廃棄物と処理済み物質のガンマ線の測定の計数とエネルギーの比較のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
添付図面は、本発明を完成させるのに役立つだけでなく、必要に応じてその定義に寄与している。
【００７０】
エネルギー生産および廃棄物処理を改善するために、本願の発明者は、遷移金属によって支援される低エネルギー変換に関して長期間にわたって研究を行った。以下の核種、すなわち、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、ランタノイド（ｌａｎｔｈａｎｉｄｅｓ）およびアクチノイド（ａｃｔｉｎｉｄｅｓ）が、変換を支援するのに適したものとして特定されている。これらは、産業的に純粋または合金でもよい。金属粉の化合物内のＣｕの存在が低いことが実験的には有益だと思う、Ｃｕはドライバ金属ではない。Ｃｕは変換を促進する機能を有している。
【００７１】
本願の発明者は、低温または中温かつ産業的に拡大縮小が可能な装置の下で、安全な処理にてエネルギーを生産しながら核廃棄物を除染し、結果的に非放射性物質にすることを探求した。
【００７２】
国際公開公報ＷＯ０１２９８４４は、電流パルスを受ける水素吸収物質からのエネルギーの発生に関する。
【００７３】
国際公開公報ＷＯ２０１００５８２８８には、１〜７００００ガウスという高い磁束密度（ｓｔｒｏｎｇ  ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ）と１〜３０００００ｖ／ｍという電場の下での水素と金属の核反応からのエネルギーの発生が提案されている。
【００７４】
国際公開公報ＷＯ２０１３／１０８１５９には、コロイド状混合物に照射するための放射線源を備えた原子炉が開示されている。
【００７５】
図１では、反応炉１は、隙間５を画定する下壁２、上壁３、周壁４、および隙間５を閉塞することができる扉６を含んでいる。反応炉１は、扉６が閉じられた時に気密チャンバ７を画定する。チャンバ７への固体物の挿入は、扉６が開いている時に隙間５を通して可能である。反応炉１は、密閉空間を形成する。反応炉の壁２、３、４および扉６は、本質的に鋼製であり、好ましくは質量で少なくとも１％のＣｒを含有した鋼製である。反応炉の壁２、３、４および扉６は、ステンレス鋼製でもよい。反応炉１は、１０６Ｐａを上回る内圧、好ましくは２０℃で２×１０６Ｐａを上回る内圧に適応させる。反応炉１は、１００℃〜８００℃の間の平均内部温度、および℃２００〜１０００℃の間の局所内部温度に適応させる。チャンバ７内に存在し、以下で説明される反応炉１の部分は、上記温度、上記圧力およびＨ２雰囲気に耐えることができる。
【００７６】
反応炉１は、図示しない真空ポンプに接続される第一の開口８と、第一の弁９と、を備えている。第一の開口８は、周壁４に穿孔されている。真空ポンプは、扉を閉じた後にチャンバ７から空気を取り除くために用いられる。反応炉１は、図示しない水素源に接続される第二の開口１０と、第二の弁１１と、を備えている。水素源は、加圧されたＨ２容器でもよい。水素源は、空気除去の後にチャンバ７内に水素を導入するために用いられる。この水素源は、前記チャンバ７内の圧力を、周囲温度にて、５×１０５Ｐａよりも高く、好ましくは１０６Ｐａに設定するように構成されている。チャンバ７は、Ｈ２を少なくとも９９％、好ましくはＨ２を少なくとも９９．９％含有してもよい。
【００７７】
一変形例として、第一の開口８は、周囲環境に繋がり、弁を備えている。水素源は、チャンバ７から酸素を排出する水素フラッシングを行うために用いられる。水素と空気との混合を避けるために、窒素フラッシングを行うための窒素源を設けることが可能である。
【００７８】
反応炉１は冷却部材１２を含んでいる。冷却部材１２は、少なくとも一つの冷却壁を構成するために、反応炉１の少なくとも一つの壁に組み込むことができる。冷却部材１２は、冷媒が循環する管を含んでもよい。図１では、下壁２が冷却部材１２を備えている。
【００７９】
反応炉１は、電場発生器を備えている。電場発生器は、チャンバ７内に配置されるアノード１３およびカソード１４を備えている。アノード１３およびカソード１４は、対向する表面を有している。ここで、アノード１３およびカソード１４は電極であり、一方がチャンバ７の上部に、他方がチャンバ７の下部に取り付けられる。本実施例では、アノード１３が下部に、カソード１４が上部にある。アノード１３およびカソード１４は、対向する表面と同様に実質的に水平である。別の実施の形態では、アノード１３およびカソード１４が実質的に垂直である。電場発生器は、アノード１３、カソード１４、およびアノード１３とカソード１４の対向する表面間の領域を包囲する絶縁部１５を備えている。絶縁部１５は、電場を反応炉１の壁の一つと短絡させることを防止する。電場発生器は、反応炉１の外の高電圧源と、この高電圧源をアノード１３およびカソード１４に接続する絶縁ワイヤと、を備えている。絶縁部１５は、上壁３とアノード１３の間にアノード１３と接触して配置される上板１５ａと、下方に突出する上部円筒形リム１５ｂと、を備えている。上板１５ａおよび上部円筒形リム１５ｂは、上半分のシェルを形成する。絶縁部１５は、セラミック製でもよい。絶縁部１５は、処理中のチャンバ７の温度に耐えることができ、Ｈ２雰囲気と適合する物質で作られる。
【００８０】
対称的な配置において、絶縁部１５は、下壁２とカソード１４の間にカソード１４と接触して配置される下板１５ｃと、上方に突出する下部円筒形リム１５ｄと、を備えている。下板１５ｃおよび下部円筒形リム１５ｄは、上半分のシェルを形成している。
【００８１】
半分のシェル間、すなわち、上部円筒形リム１５ｂと下部円筒形リム１５ｄの端部の間には、空間がある。「円筒形」とは、その幾何学的意味で用いられており、このリムは断面が円形であるが、正方形または多角形でもよい。この空間は、核廃棄物用およびドライバ化合物２１用の少なくとも二つの受容器を通すのに十分である。半分のシェルの形状は、電場線ができる限り平行になるように構成される。平行な電場線を印加することによって処理の均質性が改善され、核廃棄物における高温点の発生および大きさが低減する。部分溶融による原子の凝集につながるナノメートル大きさの高温点が生じる可能性がある。大きな高温点、例えばマイクロメートル〜ミリメートルの高温点は、処理の効率にとって有害になる可能性がある。処理廃棄物の溶融温度を上回る大きな高温点の場合は、処理廃棄物の後の破砕が必要となる可能性がある。
【００８２】
反応炉１は、超音波発生器１６を備えている。超音波発生器１６は、電場発生器の絶縁部１５の下半分のシェルの凹みに配置される。超音波発生器１６は、縦軸に沿って下部電極１３と絶縁部の１５の下板１５ｃの間に配置される。超音波発生器１６は、水平面において絶縁部１５の下部円筒形リム１５ｄによって包囲される。超音波発生器１６は、４００と２０００Ｗの間の公称電力を有している。この電力は、この発生器が必要とする電力である。超音波発生器１６は、２５０と６００ｋＨｚの間の周波数、例えば３００ｋＨｚの周波数を有している。この周波数は固定されてもよい。
【００８３】
図１の実施の形態では、反応炉１は、二つの電気加熱器１７と１８を備えている。電気加熱器の一方は、チャンバ７の下部領域に配置される。下部電気加熱器１８は、反応炉１の下壁２に置かれている。他方の電気加熱器は、チャンバ７の上部領域に配置される。上部電気加熱器１７は、反応炉１の上壁３と接触している。チャンバ７の加熱を促進するために、下部電気加熱器１８と下壁２の間と上部電気加熱器１７と上壁３の間に小さな空間が残されている。この小さな空間により、断熱が保証される。この小さな空間は、対応する壁に対向する電気加熱器の表面に設けられるスペーサ脚によって得ることができる。別の実施の形態では、電気加熱器の前記表面と対応する壁の間に絶縁材料層が配置される。図１に示すように、電気加熱器１７、１８は、対応する壁の表面のほとんど、例えば９０％を超える表面を被覆している。加熱の均一性が得られる。
【００８４】
図２の実施の形態では、反応炉１は、マイクロ波エミッタ１９を備えている。マイクロ波エミッタ１９は、周壁４によって支持される。マイクロ波エミッタ１９は、扉６とは反対側にある。マイクロ波エミッタ１９は、チャンバ７内に突出する導波路を有している。マイクロ波エミッタ１９の他の部分は、チャンバ７内に配置されることができる。別の実施の形態では、マイクロ波エミッタ１９の他の部分は、チャンバ７の外に配置され、隙間のない壁ブッシュによって導波路に接続される。導波路は、大きな放出端を備えた円錐台形状を有している。導波路は、チャンバ７内のマイクロ波を、核廃棄物があるはずの受容領域に向かって放射するように構成される。言い換えれば、核廃棄物およびドライバ化合物２１は、処理中はマイクロ波受容領域内にあることになる。上記の電気エネルギーを受容器に給電するためのケーブルは、明瞭性を理由に図示されていない。
【００８５】
図３に示すように、反応炉１は、ドライバ化合物２１の容器２０を収容できる。容器２０は、下部電極の表面に置かれている。容器２０はカップ形状である。容器２０は、円盤形状の底壁２０ａと、底壁２０ａを包囲する円形リム２０ｂとを備えている。リム２０ｂは、３０°と６０°の間の角度を有した円錐台形である。容器２０は、単一部品として作られてもよい。容器２０は、銅または黄銅を含んでもよい。容器２０は、銅または黄銅によって構成されてもよい。一変形例において、容器２０は、鋼によって構成されてもよい。容器２０の厚みは、０．４ｍｍ〜数ミリメートルまで選択されることができる。容器２０の厚みは、内部のドライバ化合物２１の質量に応じて、および熱伝導率の要求事項に応じて選択されることができる。試験では、０．５ｍｍ厚の銅製カップが使用されている。収容することに加えて、容器２０は、ドライバ化合物２１内の温度を均一にもする。
【００８６】
容器２０は、ドライバ化合物２１の層を収納する。ドライバ化合物２１の層の厚みは、リムの高さ以下である。ドライバ化合物２１の層は、略一定の厚みを有している。この層の厚みは、２ｍｍ〜１２ｍｍの間でもよい。ドライバ化合物２１は、容器２０の底壁の表面上に均一に広げられている。ドライバ化合物２１は、上部電極に対向する均一な表面を有している。ここでの「均一」とは顕微鏡的な意味の範囲内で理解される。ドライバ化合物２１は、押圧されても、押圧されなくてもよい。ドライバ化合物２１は、Ｈ２と化学反応を生じやすい物質、例えば酸素が、実質的に奪われている。
【００８７】
試験では、ドライバ化合物２１は、９９％以上の純度の粉体を含んでいる。この粉体の各金属は、９９％以上の純度を有してもよい。質量で１％未満の金属不純物が許容されることができる。特に非金属不純物の場合、粉体の純度は、好ましくは９９．９％以上である。
【００８８】
ドライバ化合物２１は、概して５μｍ未満の粒度分布を有している。しかしながら、反応促進剤として存在する銅粉は、実施された実験では２０μｍ未満の粒度分布を有している。一変形例において、銅粒子は１０μｍ〜４０μｍの粒径を有している。言い換えれば、銅以外の各金属粒子は、実施された実験では５μｍ未満の粒度分布を有している。
【００８９】
ドライバ化合物２１は非放射性である。言い換えれば、ドライバ化合物２１は、基本的な自然レベルを越えない放射能を有している。
【００９０】
一実施の形態では、粉末状化合物は、ＮｉおよびＦｅを含んでいる。その組成は、質量でＮｉが５０％〜９５％およびＦｅが５％〜５０％でもよい。この組成は、質量でＮｉが７０％〜９０％およびＦｅが１０％〜３０％でもよい。Ｎｉ原子は処理中にＣｕに変換される。
【００９１】
一実施の形態では、粉末状化合物は、Ｃｕを質量で１％〜１０％含んでいる。一実施の形態では、粉末状化合物は、Ｃｕを質量で２％〜７％含んでいる。Ｃｕは粉末状化合物の一部であるが、それ自体は変換反応のドライバではない。Ｃｕは、Ｎｉからの変換反応の生成物でもある。粉末状の銅により、粉末状化合物の熱伝導率が高められる。
【００９２】
一実施の形態では、粉末状化合物のＣｕは、１０μｍ〜１００μｍの間、好ましくは１０μｍ〜５０μｍの間、より好ましくは１０μｍ〜２０μｍの間の平均粒径の粒子を少なくとも９９％、好ましくは９９．９％有している。
【００９３】
一実施の形態では、粉末状化合物のＮｉは、１０μｍ以下の平均粒径の粒子を少なくとも９９％、好ましくは９９．９％有している。
【００９４】
一実施の形態では、粉末状化合物のＦｅは、１０μｍ以下の平均粒径の粒子を少なくとも９９％、好ましくは９９．９％有している。
【００９５】
一実施の形態では、粉末状化合物のＮｉは、５μｍ以下の平均粒径の粒子を少なくとも９９％、好ましくは９９．９％有している。
【００９６】
一実施の形態では、粉末状化合物のＦｅは、１０μｍ以下の平均粒径の粒子を少なくとも９９％、好ましくは９９．９％有している。
【００９７】
粉末状化合物にはグラファイトの添加が行われてもよい。粉末状化合物は、グラファイトを質量で２５％〜４０％、好ましくは３０％〜４０％含んでもよい。グラファイトは、マイクロ波によって加熱するときに有用である。グラファイトは、１０μｍ以下の平均粒径の粒子を有してもよい。
【００９８】
粉末状化合物にはクロムの添加が行われてもよい。同一の粉末状化合物の組成は、様々な放射性物質に対して用いてもよい。言い換えれば、粉末状化合物の組成は、ある程度、放射性物質の組成とは無関係である。
【００９９】
一実施の形態では、粉末状化合物は、質量でＦｅを１０％〜１５％、Ｎｉを８０％〜８５％およびＣｕを２％〜５％含んでいる。このような化合物は、電気加熱器による加熱によって試験された。
【０１００】
一実施の形態では、粉末状化合物は、質量でＦｅを５〜１０％、Ｎｉを５７〜６５％、Ｃｕを１〜３％およびグラファイトを２５〜３０％含んでいる。このような化合物は、マイクロ波による加熱によって試験された。
【０１０１】
一実施の形態では、粉末状化合物は、質量でＦｅを１０〜１５％、Ｎｉを７５〜８０％、Ｃｕを１〜３％およびＣｒを８〜１５％含んでいる。この化合物は、レーザによる加熱によって試験された。
【０１０２】
図４に示すように、反応炉１は、ドライバ化合物２１の第一の容器２０と、核廃棄物２３の第二の容器２２とを収容する。第二の容器２２は、ドライバ化合物２１の上面に置かれている。第二の容器２２はカップ形状である。第二の容器２２は、第一の容器２０の直径よりも小さい直径を有している。ドライバ化合物２１によって支持される第二の容器２２は、第一の容器２０から離間させる。第二の容器２２は、円盤形状の底壁２３ａと、底壁２３ａを包囲する円形リム２３ｂとを備えている。リム２３ｂは、３０°と６０°の間の角度を有した円錐台形である。第二の容器２２は、単一の部品として作られてもよい。第二の容器２２は、銅または黄銅を含んでもよい。第二の容器２２は、銅または黄銅によって構成されてもよい。第二の容器２２は、薄層からなる銅箔によって構成されてもよい。第二の容器２２の厚みは、０．４ｍｍ〜数ミリメートルまで選択できる。第二の容器２２の厚みは、中の核廃棄物２３の質量に応じて、および熱伝導率の要求事項に応じて選択できる。試験では、０．５ｍｍ厚の銅製カップが使用された。含有することに加え、第二の容器２２は、ドライバ化合物２１内、核廃棄物２３内、および核廃棄物２３とドライバ化合物２１の間の温度の均一化も行う。しかしながら、第二の容器２２の厚みを減少することにより、処理の効率が高められる。
【０１０３】
第二の容器２２は、核廃棄物２３の層を収納する。核廃棄物２３の層の厚みは、リムの高さ以下である。核廃棄物２３の層は、略一定の厚みを有している。この層厚は２ｍｍ〜１２ｍｍの間でもよい。核廃棄物２３は、容器の底壁の表面上に均一に広げられる。核廃棄物２３は、上部電極に対向する均一な表面を有している。ここでの「均一」とは肉眼的な意味の範囲内で理解される。核廃棄物２３は、押圧されても、押圧されなくてもよい。一変形例において、ドライバ化合物２１の第三の容器および核廃棄物の第四の容器が、反応炉１内に設けられ、第一および第二の容器２２等の上に載置される。
【０１０４】
一実施の形態では、第二の容器２２は０．４ｍｍよりも薄く、例えば、０．１５ｍｍと０．４ｍｍ未満の間で選択される厚みである。核廃棄物２３の層は、重量を軽減して、載荷された第二の容器２２を移動することを可能にするために、２ｍｍ〜４ｍｍの間でもよい。一変形例において、第二の容器２２は、チャンバ７に挿入される時は空であり、核廃棄物２３は、チャンバ７内に置かれた第二の容器２２内に載せられる。別の変形例では、第二の容器２２のリムは補強される。この補強は、二重板のリムを形成するために、第二の容器２２を形成する銅箔の折り返された第二の層を含んでもよい。この補強はリムから突出し、リムに対して垂直なエッジを含んでもよい。このエッジは、リムと切れ目なくつながっていてもよい。この補強は、リムに固定された鋼製のリングを備えてもよい。別の変形例では、中間支持体が、第二の容器２２の挿入時に第二の容器２２の下に設けられ、チャンバ７への挿入後に取り除かれてもよく、この中間支持体は、第二の容器２２の除去の前に第二の容器２２の下に設けられてもよい。
【０１０５】
試験では、核廃棄物２３は粉末状である。核廃棄物２３は、一つまたは幾つかの放射性元素を含有した粉体によって構成される。核廃棄物２３は、実質的に炭素が奪われている。炭素は、反応を低速にするので、合理的に可能な限り少ない状態である。炭素は、特に有機物を含有した採鉱廃棄物の場合は、燃焼によって取り出すことができる。核廃棄物２３は、Ｈ２と化学反応を始めやすい物質が実質的に奪われている。
【０１０６】
核廃棄物２３は、概して５μｍ未満の粒度分布を有している。ドライバ化合物２１の質量と核廃棄物２３の質量は、３：１〜６：１の間の比率の範囲内である。過剰なドライバ化合物２１は、処理の活性化を遅らせる。現在は、抑制効果は検出されていない。
【０１０７】
ドライバ化合物２１を載せた第一の容器２０と核廃棄物２３を載せた第二の容器２２は、順次チャンバ７へ挿入されてもよい。一変形例において、ドライバ化合物２１を載せた第一の容器２０と核廃棄物２３を載せた第二の容器２２は、同時にチャンバ７に挿入されてもよい。
【０１０８】
この処理により、変換は、自然の変換に比べて、強力に加速される。この処理の基礎にある理論は、現在は完全に分かっている。本願の発明者は、この処理が、非放射化速度における力強い上昇を可能にすることを実験した。
【０１０９】
発熱を伴う核廃棄物の非放射化は、電場下において中温で、金属ドライバに近接して、加圧した水素雰囲気に核廃棄物を曝すことによって得られる。一部の専門家は、ドライバ金属、特に鉄への超音波によって生じる中性子の利用可能性の効果を説明するために「中性子雲（ｎｅｕｔｒｏｎｉｃ  ｃｌｏｕｄ）」という表現を用いている。しかしながら、このような表現は、他の専門家に批判されている。
【０１１０】
処理の始めに、水素、核廃棄物および金属ドライバを加熱するために、エネルギーが提供される。加熱は、電気加熱器によっておよび／またはマイクロ波発生器および／またはレーザによって行われることができる。電場は、核廃棄物および金属ドライバの粒子に極性を付与している。極性付与により、核廃棄物から金属ドライバへの陽子の移動が促進される。この現象は、超音波によって活性化した陽子の移動を伴う。しばらくした後、加熱は停止され、処理は発熱性になる。電場は維持される。熱は冷却部材１２によって取り除かれることができる。電場は、予め設定された継続時間、または測定されるパラメータ、例えば、放射能、取り去られるエネルギー、温度の合計によって決まる継続期間維持される。この継続時間は１時間〜１０時間であり得る。電場発生器は停止される。チャンバ７から水素が取り除かれる。水素と空気との混合を避けるために、窒素フラッシングが行われることができる。必要に応じて、処理済み核廃棄物の除去を容易にする温度、例えば、４０℃に達するまで、冷却が維持される。処理済み核廃棄物は放射性ではなくなる。処理済み核廃棄物は、普通の金属粉として使用されることができる。
【０１１１】
処理が中断される場合、電場発生器のスイッチを切ることにより、変換が速やかに低下する。マイクロ波発生器がある場合はスイッチを切るのがよい。また、超音波発生器がある場合はスイッチを切ることが推奨される。電気加熱器または複数の電気加熱器はスイッチを切られてもよい。冷却は維持される。言い換えれば、反応炉１へのエネルギー入力は全てスイッチオフされる。しかしながら、非放射化の段階における電場の絶対値よりも大幅に低い絶対値の逆電場に電場発生器を設定することが可能である。水素は、好ましくは低温で、窒素フラッシングによってチャンバ７から除去されてもよい。
【０１１２】
ここで、処理のステップに目を向けると、金属ドライバは、９９％以上の純度と１０μｍ未満の粒度分布とを有するように調製される。実験は、５μｍ未満の粒度分布でより大きな効率を示す。金属ドライバよりも大きな意味を持つ粉末状化合物は、金属ドライバと、場合によっては、それ自体はドライバではないが変換数を増加する金属とを含んでいる。それ自体がドライバではない金属は、触媒として作用する可能性がある。銅の存在が好ましいことが分かっている。初期の粉末状化合物において１％〜５％のＣｕが、選択された範囲である。粉末状化合物を数回使用した後、Ｃｕの含有量は、悪影響を及ぼすことなく７％に達する可能性がある。７％を超えると、Ｃｕの含有量は、化学的プロセスによって低減する可能性がある。金属ドライバは、Ｆｅ、Ｎｉを用いて実験された。その他の金属が可能であり、固体であれば、例えばＺｎおよびＣｒがある。また、粉末状化合物は、熱伝導率ひいては粉末状化合物における温度の均一性を高めるためにグラファイトの添加を含んでもよい。粉末状化合物を構成する全ての物質は、均質な化合物を得るために混合される。粉末状化合物は、第一の容器２０に入れられる。
【０１１３】
それと同時に、または非同時的に、核廃棄物は１０μｍ未満、好ましくは５μｍ未満の粒度分布を有するように調製される。炭素がある場合は、核廃棄物から取り除かれる。核廃棄物は、金属または非金属である可能性がある。核廃棄物は、均質な生成物を得るために混合される。核廃棄物は、第二の容器２２に入れられる。
【０１１４】
反応炉１の扉６を開けた後、第一の容器２０は、チャンバ７内へ移動される。第一の容器２０は、アノード表面上に載置される。第一の容器２０の下面は、アノード１３の上面に接触する。
【０１１５】
第二の容器２２は、チャンバ７内に移動される。第二の容器２２は、第一の容器２０内に置かれたドライバ化合物２１上に載置される。第二の容器２２の下面は、ドライバ化合物２１の上面に接触する。反応炉１の扉６は密閉される。反応炉１のひとつの開口によって、周囲環境に対する別の開口を開いたまま、チャンバ７へ窒素が導入される。酸素含有量は、３％未満に減少される。窒素フラッシングが行われる。窒素フラッシングにより、Ｈ２と空気中のＯ２の化学反応のリスクが回避される。その後、反応炉１の一つの開口によって、周囲環境への前記他の開口を開けたままにした状態で、チャンバ７へ水素が導入される。窒素含有量は３％未満、好ましくは１％未満に減少される。水素フラッシングが行われる。水素フラッシングは、窒素フラッシングよりも長い。水素は、可能な限り深くまで、チャンバ７の利用可能な空間を占有すべきである。第一の容器２０は第二の容器２２よりも大きいため、水素は、第一の容器２０と第二の容器２２の間の粉末状化合物に接触する。水素は、核廃棄物の粉体と粉末状化合物の粉体に飽和する。Ｈ２は小さな分子であるため、これらの粉体は微細でよい。粉末状化合物は、水素が飽和している。核廃棄物は、水素が飽和している。
【０１１６】
電場発生器はスイッチを入れられる。電場は１０００Ｖ／ｍ以上である。電場は、チャンバの大きさと、第一および第二の容器の夫々における粉末状化合物および核廃棄物の厚みに応じて選択される。
【０１１７】
超音波発生器１６はスイッチを入れられる。超音波発生器１６は、周波数３００ｋＨｚに設定される。或いは、周波数は、金属ドライバに応じて選択される。エネルギー束は、１．３Ｗｍ−２以上でよい。超音波発生器１６は、核力のミンコフスキー閾値（Ｍｉｎｋｏｗｓｋｉ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）よりも大きなレベルで動作している。ミンコフスキー閾値（Ｍｉｎｋｏｗｓｋｉ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）とは、亜原子レベルと相互作用することを可能にする機械的な波の値として理解されるべきである。
【０１１８】
電気加熱器、マイクロ波発生器、またはレーザのうちの少なくとも一つによってチャンバ７に熱が提供される。電気加熱器を用いる場合、チャンバ７は９０℃まで加熱される。次に、超音波発生器１６は、スイッチが入れられる。変換ステップは、チャンバ７内の平均温度が約１８０℃で開始する。電気加熱器は、スイッチを切られてもよい。
【０１１９】
マイクロ波発生器を用いる場合、超音波発生器１６は同時にスイッチを入れられる。温度の上昇は、電気加熱器によるよりも緩やかである。変換ステップは、チャンバ７内の平均温度が約１８０℃で開始する。マイクロ波発生器は、スイッチが切られてもよい。変換ステップは安定する。
【０１２０】
レーザを用いる場合、超音波発生器１６は予めスイッチが入れられる。温度の上昇は、電気加熱器よりも急激である。しかしながら、水素の温度は、上述の実施の形態ほど、粉末状化合物と核廃棄物の温度を表していない。変換ステップは急激に始まる。レーザは、スイッチが切られてもよい。「レーザ」とは、ここでは、「レーザエミッタ」の同義語として用いられている。
【０１２１】
しかしながら、加熱は任意である。変換ステップは、専用の加熱器がなくても得られる。このような実施の形態では、変換ステップは、核廃棄物の方へ向かう電場および超音波によって開始される。超音波は、核廃棄物の粒子と粉末状化合物の粒子の間の機械的な移動と温度の僅かな上昇とを誘発する。
【０１２２】
変換ステップ中、チャンバ７内の温度は約３６０℃でもよい。１８０℃と３６０℃の間で選択された温度にて冷却が開始されてもよい。より一般的には、冷却は、この処理が熱を自給できるようになった後に開始される。粉末状化合物の温度と核廃棄物の温度は４００℃〜６００℃の範囲内でもよい。粉末状化合物の温度と核廃棄物の温度は同様である。高温点は、微視的には１０００℃または１４００℃等のより高い温度でもよい。高温点は、粉体の金属粒子の局所的溶融を引き起こす可能性がある。粉末状化合物と容器の高い熱伝導率、場合によっては核廃棄物の高い熱伝導率により、高温点の大きさおよび継続時間が低減する。
【０１２３】
変換ステップの終わりに、予め設定された継続時間の後、または関連するパラメータに到達したとき、電場発生器のスイッチが切られる。超音波発生器１６はスイッチが切られる。冷却は、安全な温度を得るために維持される。水素は、窒素によってフラッシングされる。次に、扉６が開けられる。非放射化した核廃棄物が取り出される。
【０１２４】
粉末状化合物はチャンバ７内に残し、新たな核廃棄物を非放射化するために数回再使用されてもよい。Ｃｕ含有量の最高限度レベルに達した場合、またはそう判断された場合、粉末状化合物は取り出される。Ｃｕ濃度が高い粉末状化合物は、Ｃｕの一部を取り除くために化学的に処理された後、当該処理において再使用されてもよい。
【０１２５】
一般的に、磁界の自発的な発生はない。
【０１２６】
［実験１］
医療廃棄物にしばしば存在する６０Ｃｏを処理するために実験がなされた。６０Ｃｏの安定した同位体６１Ｎｉまたは６２Ｎｉへの変換の仮説は、測定に基づいている。６０Ｃｏを含有していた処理済み物質の中性子とガンマ線の放出レベルは、ゼロに近い。変換は、以下の式に基づいている。
【０１２７】
【化１】
2017525980.tif 000003
【０１２８】
処理済み物質のスペクトル解析は、ＳＥＭ  ＥＤＡＸ機器を用いて行われた。その結果を図５に示す。このスペクトルは、「Ｎｉ」で指定される三つのピークによって証明されるニッケルのほぼ独占的な存在を示している。コバルトに対応する位置は、「Ｃｏ」で指示され、Ｃｏの非常に低い含有量を示している。
【０１２９】
図１を参照すると、抵抗が加熱器として使用されている。反応炉内の圧力は、約１３バールである。反応炉の外で測定された開始温度は、約１１０℃である。継続時間は約１６５分である。ドライバは、５マイクロメートル未満の粒径のニッケル（Ｎｉ）および鉄（Ｆｅ）を約１３グラム含んでいる。廃棄物は、５マイクロメートル未満の粒径のコバルト６０（６０Ｃｏ）を約１グラム含んでいる。電場は生成されていない。
【０１３０】
［実験２］
核分裂廃棄物を処理するために実験を行った。基準として自然環境のガンマ線の一回目の測定は、９：００の時点で行われ、これは図６を参照する。図７の目盛は１００である。１４時２５分の時点で、処理対象の核分裂廃棄物のガンマ線の測定が行われ、これは図７を参照する。図７の目盛は１０００００である。図６および図７の説明は、以下の表によってより容易になる。
【０１３１】
【表１】
2017525980.tif 000004
【０１３２】
１５：４５の時点で、核分裂廃棄物は反応炉に移され、反応炉および測定装置の準備ができる。測定装置は、
‐  冷却部材１２上の二つの温度プローブであって、一方は上流、他方は下流にある温度プローブと、
‐  冷媒の流れを測定するように構成された冷却回路上の流量計と、
‐  本処理を開始および維持するために用いられる電気エネルギーを測定するための電力計と、を含んでいる。
【０１３３】
測定装置は、本処理のエネルギー平衡を確立するために取り付けられる。値は継続的に記録された。
【０１３４】
抵抗が加熱器として使用され、これは図１を参照する。反応炉内の圧力は、約１８バールである。反応炉の外で測定された開始温度は、約１４０℃である。ドライバは、５マイクロメートル未満の粒径のニッケル（Ｎｉ）および鉄（Ｆｅ）と１０マイクロメートル未満の粒径の銅（Ｃｕ）を約２７グラム含んでいる。この廃棄物は、５マイクロメートル未満の粒径の酢酸ウラニル水和物（ｈｙｄｒａｔｅ  ｕｒａｎｙｌ  ａｃｅｔａｔｅ）（ＣＡＳ登録番号６１５９−４４−０）を約１．６グラム含んでいる。電場は生成されていない。
【０１３５】
１６：００の時点で、本処理を開始した。周囲環境および反応炉近傍における放射線放出の測定を行う。反応炉内部の放射能の測定は、実験の終了後に行った。
【０１３６】
１８：３５の時点で、本処理を中断した。
【０１３７】
１９：１５の時点で、処理済み廃棄物は、ガンマ線を測定するための装置に投入された。
【０１３８】
１９：２５の時点で、処理済みの廃棄物が放出するガンマ線を測定し、図８に示した。図８の目盛は１００であり、図６と同様である。
【０１３９】
自然の放射能の測定に基づき、ガンマ線測定装置は信頼できるものと証明されている。核分裂廃棄物の放射能の測定値は、子孫核種の存在によって直接的または間接的に、放射性核種の存在を示している。処理済み廃棄物の放射能の測定値は、著しいガンマ線放出の低下を示している。処理済み廃棄物の残留ガンマ線放出は、自然の放射能と同じ大きさである。
【０１４０】
対数目盛を用いて作成された図９では、ガンマ線放出の測定は、以下の通りに比較されている。
ｄ１  ０９．００：  自然の放射能の測定；
ｄ２  １４．２５：  処理前の核分裂廃棄物の放射能の測定；
ｄ３  １９．１５：  処理後の廃棄物の放射能の測定。
【０１４１】
本処理の電力平衡が計算されている。消費エネルギーは６３０Ｗｈｅである。
【０１４２】
温度プローブ間の温度差は、５８０ｋｇ／ｈの冷却水の質量流で９２４０秒間２．５０６℃であり、以下の表を参照する。
【０１４３】
【表２】
2017525980.tif 000005
【０１４４】
簡潔に言えば、この表は、上流および下流で変化する温度値を示している。計算は、ほとんど近似値によらずに表３に従って行われる。体積が１．４９ｍ３の水が、４．３４ｋＷｈの熱に相当する２．５℃に加熱されている。反応炉の熱損失は、この実験時は非密封的な閉塞であるため大きいが、無視される。反応炉に送られたエネルギーは０．６３ｋＷｈである。
【０１４５】
【表３】
2017525980.tif 000006
【０１４６】
結果として、自然の放射能のスペクトルへ変化するガンマ線放出のスペクトル、本処理の発熱特性、および点火後の発熱の自動継続（ｓｅｌｆ−ｓｕｓｔａｉｎｍｅｎｔ）は、変換反応を示唆している。
【０１４７】
［実験３］
酢酸ウラニル粉体を、処理の前に添加されるニッケル（Ｎｉ）と混合してサンプルを形成し、支持構造体上に載置した。このサンプルの総重量は、２０．３０６ｇであり、そのうち０．８４６ｇが酢酸ウラニルだった。試験の最後では、このサンプルの重量は２１．２９０ｇになり、すなわち、上記よりも０．９８４ｇ多くなった。この重量の増加は、汚れた手袋との接触によって生じた可能性がある。いずれにせよ、反応炉内の酢酸ウラニルの矛盾しない喪失は考慮しなくてよいと思われる。この反応炉は、図２に従う。
【０１４８】
反応炉への挿入の前に、サンプルは、充填管の周囲に配置された銅製の円筒内に入れられ、サンプルを視覚的には隠すが、物質の置換が不可能であることが確実な状態で、以下に記載の放射能測定を可能にした。
【０１４９】
銅を含有する配置されたサンプルからのガンマ線放出を、三臭化ランタンスペクトロメータによって記録した。１．８〜１５３４ｋｅＶのエネルギー区間における６００秒を超える合計の計数、および８５．８〜９７．８ｋｅＶの間（すなわち、約９３ｋｅＶで２３４Ｔｈの二重項ぐらい）のチャネルにおける部分的な計数を以下の表に示す。
【０１５０】
【表４】
2017525980.tif 000007
【０１５１】
約９３ｋｅＶでの２３４Ｔｈの二重項は、この場合、はっきりと検出された。
【０１５２】
反応炉への挿入後、同一のスペクトロメータが、サンプルのできるだけ近くに配置されたが、バックグラウンドを超える放射能は現れず、これは、反応炉内の何らかの遮蔽が原因である可能性がある。従って、後続の処理中に放射能の変化を検出する可能性がなかった。反応炉は密閉された。本処理は、電場と加熱によって、１９：３０の時点で開始された。電場は直流電流によって生成される。電場は、約１００００Ｖ／ｍである。３時間後、すなわち、約２２：３０の時点で、熱発生が自動継続しているため、反応炉の加熱抵抗のスイッチが切られた。電場は安定し、反応の速度を増加させる。電場は、変換から生じる物質を設定するために使用されることができる。一例として、Ｕから開始すると、高電場では大量のＢａを得ることができ、低電場では大量のＰｂを得ることができる。約４０分後、反応炉の壁が壊れ、冷却システムから恐らく生じた高温の蒸気が漏れ出た。従って、水素が排出され、本処理は中断した。
【０１５３】
この短い活動期間中、熱発生はかなり印象的だった。冷却システム上では、３０ｋＷよりも大きな電力に相当する６５０ｋｇ／ｈの流れによってΔＴ＝４０℃が測定された。翌日、処理済みサンプルは、ゲルマニウムチャンバによる分析に持ち込まれた。比較のため、類似の形状の類似の量の剥き出しの酢酸ウラニルのγ線スペクトルが分析された。処理済みサンプルの放射能は、未処理のサンプルの概して５％であった。これは、実のところ、二つのサンプルの重量と形状の差によるものであった。コンピュータ解析によって特定された輝線は、同一の相対強度を有するものと同一であった。従って、特定された核種によるγ線放出の実際の変化は発見されなかった。しかしながら、処理済みサンプルからのかすかな線の中に、いくつかの新たなものがある。特に、５１１ｋｅＶにおける線は、陽電子電子消滅を示している。
【０１５４】
［実験４］
ここで報告される実験の目的は、処理後のサンプルの放射能の低減を明らかにし、証明することである。この低減は再現可能であり、それは、現段階では十分には分かっていない処理に関連している。サンプルは、放射性物質を収納した図１１および図１２に示す密封容器である。
【０１５５】
加熱器として抵抗が使用される。反応炉内の圧力は、二つの夫々の圧力制御システムにより、反応炉内では約１２バール、容器内では７バールである。反応炉の外で測定される開始温度は、約１４０℃である。ドライバは、５マイクロメートル未満の粒径の約７０％のニッケル（Ｎｉ）、２０％の鉄（Ｆｅ）および３％のコバルト（Ｃｏ）と、１０マイクロメートル未満の粒径の７％の銅（Ｃｕ）とを約３６グラム含んでいる。ドライバは、容器の外部かつその周囲に配置される。廃棄物は、５マイクロメートル未満の粒径の（ＵＯ２（ＣＨ３ＣＯＯ）２（ＣＡＳ登録番号６１５９−４４−０）を約１．３グラム含んでいる。図１０の中心にある天秤は、廃棄物とドライバを計量するために用いられる。「水素タブレット」、すなわち、予め水素吸蔵を施した焼結水素化パラジウムの小さなコアが、容器内に配置される。気密容器内の温度上昇により、水素の放出が誘発される。
【０１５６】
処理が行われる図１３に示す反応炉は、処理中に外側から調査することができない。処理中に放射線を測定することは、主に、内部に置かれた物質の少量の光子の放射能と、介在する遮蔽（反応炉の二つの壁のうちの一方に対応する）とを理由に行われていない。処理中に反応炉内で用いられる物質の化学的および物理的分析は行われていない。
【０１５７】
目的は、処理済みサンプルの放出率と未処理のサンプルの放出率の比率の評価を介して効果を明らかにすることである。この放射線放出の比率は、サンプルの重量の比率と比較される。
【０１５８】
以下に記載の効果の再現性は、再現される結果によって実証される。手順は、現在のものの前に５回繰り返されている。放射能の低減は、以下に記載のように、常にはっきりと観察されている。
【０１５９】
容器
１．１  銅製の密封された円筒形容器（図１１および図１２に示すように、長さ５０ｍｍ、直径１４ｍｍ、厚み１÷２ｍｍ）。この容器内には、加熱器として用いられる電気抵抗が配置される。
‐  処理の始動装置、すなわち、反応炉
‐    上記容器を挿入するための入口を備え、加圧された金属製の箱
‐    処理を始動して制御するための電子装置
‐    上記反応炉の水冷却回路
‐  反応部品（反応炉内容物）
‐    固体添加剤（処理対象の保護された物質と混合される）：約１．３グラムのニッケル（Ｎｉ）
‐    放射性物質：ＣＡＳ登録番号６１５９−４４−０
‐  図１０の中心に示す化学天秤
Ｍｅｔｔｌｅｒ−Ｔｏｌｅｄｏ社のＧ６０３−Ｓ
‐  図１０の左側に示す放射線測定装置
シングルチャネルアナライザ―Ｌｕｄｌｕｍ社の２２２１（エレクトロメータ）
‐      ＧＭプローブ  Ｌｕｄｌｕｍ社の４４−９
‐      ＮａＩプローブ（５．１×５．１ｃｍ）  Ｌｕｄｌｕｍ社の４４−１０
携帯型スペクトロメータ―Ｃａｎｂｅｒｒａ社のＩｎＳｐｅｃｔｏｒ（商標）１０００
‐      ５．４、すなわち「ＨＰＧｅガンマスペクトロメータ―低バックグラウンドの鉛遮蔽体においてＥａｇｌｅ  Ｐｌｕｓ  ＭＣＡを備えたＣａｎｂｅｒｒａ社のＨＰＧｅ」に加えて使用されるＬａＢｒ３−ＩＰＲＯＬ−１−インテリジェントＬａＢｒ３プローブ（１．５インチ×１．５インチ、すなわち、３８．１ｍｍ×３８．１ｍｍで３０ｋｅＶ〜３ＭｅＶ）。
‐    ５ｃｍ厚のポータブル検出器用の鉛遮蔽体
‐    ＨＰＧｅガンマスペクトロメータ―図１０に示す低バックグラウンドの鉛遮蔽体においてＥａｇｌｅ  Ｐｌｕｓ  ＭＣＡを備えたＣａｎｂｅｒｒａ社のＨＰＧｅ。
【０１６０】
前置きで提示したように、この試験の目的は、本処理によって処理されたサンプルの放射能の低減を評価することである。同じサンプルは、同一条件の測定下では、放射能の低減を示す。この研究は、光子の放射線放出の放射に着目する。容器の実体積および閉じ込め体積の質量は一定である。このため、質量保存は、密封容器全体の重量に関して定義される。この重量は、本処理の前と後での容器の質量保存を評価するために使用される。観察される放射能の種類は、光子の放射能であり、積分（ＮａＩ）および分光分析（ＨＰＧｅ）放射線検出器によって測定される。両方の検出器において、前後のソース（サンプル）と検出器の相対位置は、誤差の範囲内で同等である。反応炉内のソースの幾何分布（ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）は、最悪の場合でも、記載の結果の原因にはなり得ない。１分間当たりの計数（ＣＰＭ）率の値は、積分検出器（ＮａＩ）によって測定される。これらの積分値に関して計算された率は、ガンマ放射能の低減を証明するために使用される。分光分析検出器の使用により、結果がより完全なものになり、処理の観察を行うことができるようになる。
【０１６１】
試験は、時間的に三つの部分に分けられる。すなわち、処理前、処理中、および処理後である。以下に、これら三つの部分の夫々に関して行われた測定および手順を示す。
【０１６２】
処理前
１．  放射線放出物質が計量される。
２．  放射性物質に応じて、化合物の調製前に、固体添加物、ここでは約１．３グラムのニッケル（Ｎｉ）が計量される。
３．  容器に化合物が装填され、次に、密封され、安静にされる。
４．  準備された容器が計量される。この測定は、統計的ばらつきを評価するために１０回繰り返される。
５．  サンプルからのガンマ信号を強調するために低バックグラウンド（ｂｋｇ）遮蔽にてＮａＩプローブ（ＣＰＭモードのＳＣＡ）によってガンマ放射率が測定される（ＳＮＲ：信号対雑音比）。この測定は、統計的ばらつきを評価するために１０回繰り返される。サンプルとプローブの相対位置は、処理「後」の測定のために記録される。
６．  ガンマ放射線放出は、ＨＰＧｅスペクトロメータによって分析される。ライブタイムは、２１６００秒に設定され、これは、メジャーピーク下での統計的に妥当な計数値を得るような値である。得られたスペクトルは、図１４を参照するが、サンプルの放射能の絶対測定のためではなく、比較のためだけに用いられる。
【０１６３】
処理中
１．  容器は、処理を始動する反応炉１内に設置され、図１３を参照のこと。必要な時間は、実験上経験に基づく。用いられる量、形状およびその他のパラメータにより、到達した結果を得るために合理的な時間として３時間と推定することが可能である。
【０１６４】
処理後
１．  処理済み物質を含有した容器が計量される。この測定は、処理前の手順４（ｐｏｉｎｔ  １．４）と同様に１０回繰り返される。
２．  サンプルからのガンマ信号を強調するために低バックグラウンド（ｂｋｇ）遮蔽にてＮａＩプローブ（ＣＰＭモードにおけるＳＣＡ）によってガンマ放射率が測定される（ＳＮＲ）。この測定は、処理前の手順５（ｐｏｉｎｔ  １．５）と同様に１０回繰り返される。サンプルとプローブの相対位置は、「前」の処理測定と同一である。
３．  ＨＰＧｅスペクトロメータによってガンマ放射線放出が分析され、これは図１４を参照のこと。ライブタイムは、処理前の手順６（ｐｏｉｎｔ  １．６）と同様に２１．６キロ秒に設定される。
【０１６５】
提供される放射性物質の質量は１ｇ（§１．１）である。この物質を有する準備された容器の計量は以下の通りである。
・    処理前（§１．５）：４０，６６６±２０ｍｇ
・    処理後（§３．２）：４０，６０４±２０ｍｇ
放射能率（ｒａｄｉｏａｃｔｉｖｉｔｙ  ｒａｔｅ）は、ＣＰＭとして表される。準備された反応炉（化合物を中に含んでいる）の計量は以下の通りである。
・    処理前（§１．４）：８，８６０±１５０ＣＰＭ
・    処理後（§３．１）：１，１３０±１００ＣＰＭ
スペクトルカウント数の積分（１６÷２０４８ｋｅＶ）は、以下の通りである。
・    処理前：３，９２５，４４２カウント数
・    処理後：３０１，１１４カウント数
処理後と処理前のサンプルの重量の差は以下の通りである。
・    Ｄｗ＝−６２±４０ｍｇ
・    パーセンテージ差：−０．１５％
処理後と処理前の放射能放出率（ｒａｄｉｏａｃｔｉｖｉｔｙ  ｒａｔｅ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ）の差は、以下の通りである。
・    ＤＲ＝−７７３０±２５０ＣＰＭ
・    パーセンテージ差：−８７．２５％
スペクトルは、品質分析（すなわち、どのエネルギーが含まれるか）のために用いることができる。主エネルギーおよび関連する同位体は以下の通りである。
・    Ｔｈ‐２３４（６３．２９ｋｅＶ、９２．５ｋｅＶ、１１２．８１ｋｅＶ）
・    Ｐａ‐２３４Ｍ（７６６．３６ｋｅＶ、１００１ｋｅＶ）
・    Ｕ‐２３５（１４３．７６ｋｅＶ、１６３．３５ｋｅＶ、１８５．７１ｋｅＶ、２０５．３１ｋｅＶ）
・    Ｐａ‐２３４（１３１．２８ｋｅＶ）
これは、密封容器内に閉じ込められた放射能の低減を示している。この測定値は、提示の方法の累積誤差内であると解釈および考えられなければならない。
・  容器の構造により、含まれる物質は、体積を現状のままにしておくことができない。質量Ｄｗにおいて少しの差が報告される。重量の比率とＣｓＰＭは、この差が低減の原因ではないことを示している。実際、最も悪い場合における（０，０６２／１）ｇでは、１０％の低減を引き起こし得るが、反応炉内のガンマ放出核の９０％を超える喪失を説明するには不十分である。
・  本処理による反応炉内のソースの分布により、検出器の効率が変化する可能性がある。このため、サンプルが、処理後に測定箇所に配置されると、一方で、処理前の手順において測定されたものに関して、反応炉内のソースの検出器に近づく差によるもっと多くの信号が存在するか否かを評価する。この評価は、この差がいずれの場合も２０％未満であることを示す。
【０１６６】
図示のガンマ低減は、検出不能な放射を有する安定した物質による放射性物質の置換によって提示されるスペクトル上で解釈されることができる。放射性物質が含まれる限られた容積により、含まれる原子核の放射能特性の本処理による変化としてこの結果を解釈するしかない。
【０１６７】
このシステムの出力エネルギーは、行われた実験と事前の理論的評価とによれば、試験の実施と、反応炉内に存在する生成物（放射性核種およびドライバ）の量とに大きく依存する。
【０１６８】
１  エネルギー収率
より詳細には、処理の温度が高いほど（すなわち、処理の強度が大きいほど）、ＣＯＰが高くなることが明らかになる。ＣＯＰ（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ：性能計数）は、システムまたは処理の入力エネルギーと出力エネルギーの比率の測定単位である。例えば、ＣＯＰ＝３０は、ある特定の処理が、その処理を始動して支持するのに必要なエネルギーよりも３０倍高いエネルギーの大きさを提供することを意味する。
【０１６９】
同様に、主に―限定ではないが―始動時に最大量のエネルギーがシステムに供給されるという事実に応じて、処理の継続時間がエネルギーの余剰を増大し、熱発生が急激に増大し、また、本処理の間、略一定のまま変わらない。
【０１７０】
装置内に存在する物質の量により、処理の考え得る継続時間が―少なくとも理論的に―決まる。しかしながら、物質の量は、システムのエネルギー効率の定義に―実際は―干渉しない。しかしながら、この記述は、（本処理において非放射化される（ｎｏｎ−ａｃｔｉｖａｔｅｄ）元素への）変換の過程に含まれる質量のパーセンテージとして制限的に解釈されなければならず、または、質量損失（余剰エネルギーの生成）は、本質的に、処理の継続時間（および余剰エネルギーの結果的な生成）が装置の容積（水素で飽和している）と、処理過程中に環境が維持される圧力とに依存することを保証するほど小さい。
【０１７１】
一例として、異なる条件の処理および継続時間による幾つかの実験事例を提示する。
【０１７２】
１．ａ  低強度の処理
この試験は、ここで要約される条件下で実行された。
１．ａ．１  試験時間：９，２４０秒（約２時間３４分）
１．ａ．２  用いられた物質の量（合計）：７．６５４ｇ（±１０％）、そのうち
１．ａ．２．１  放射性核種：０．８１９ｇ（±１０％）
１．ａ．２．２  金属ドライバ：６．８３５ｇ（±１０％）
１．ａ．３  試験の全継続時間を通してシステムに供給されるエネルギー：０．６３ｋＷｈｅ
１．ａ．４  試験の全継続時間を通して発生するエネルギー：４．３３９６ｋＷｈｔ
１．ａ．５  ＣＯＰ：７．０９０７７１１
更なる詳細は、実験２を参照のこと。
【０１７３】
１．ｂ  中低強度の処理
この試験は、ここで要約される条件下で実行された。
１．ｂ．１  試験時間：２２，４１４秒（約６時間１４分）
１．ｂ．２  用いられた物質の量（合計）：１２．５８１ｇ（±１０％）、そのうち
１．ｂ．２．１  放射性核種：１．３０９ｇ（±１０％）
１．ｂ．２．２  金属ドライバ：１１．２７２ｇ（±１０％）
１．ｂ．３  試験の全継続時間を通してシステムに供給されるエネルギー：１，２６９ｋＷｈｅ
１．ｂ．４  試験の全継続時間を通して発生するエネルギー：１６，８９３ｋＷｈｔ
１．ｂ．５  ＣＯＰ：１３．３１２０５６７
更なる詳細は、実験４を参照のこと。
【０１７４】
１．ｃ  中強度の処理
この試験は、ここで要約される条件下で実行された。
１．ｃ．１  試験時間：２７，８０５秒（約７時間４３分）
１．ｃ．２  用いられた物質の量（合計）：１７．８０６ｇ（±１０％）、そのうち
１．ｃ．２．１  放射性核種：１．８０４ｇ（±１０％）
１．ｃ．２．２  金属ドライバ：１６．００２ｇ（±１０％）
１．ｃ．３  試験の全継続時間を通してシステムに供給されるエネルギー：２．４９１ｋＷｈｅ
１．ｃ．４  試験の全継続時間を通して発生するエネルギー：６２．３９７ｋＷｈｔ
１．ｃ．５  ＣＯＰ：２５．０４８９７６３
【０１７５】
１．ｄ  理論的検討
エネルギー生産力の理論的計算は、Ｓｅｒｇｉｏ  Ｆｏｃａｒｄｉ教授（原子核物理学、ボローニャ大学）によって行われ、４６３（事前の実験時に記録された値よりも大幅に高い値）に等しいＣＯＰ値が示された。
【０１７６】
１．ｅ  結論への試み
用いられた生産物の質量のエネルギー生産力をプロットすることによって模索される要望は、最小値を画定するためにのみ可能であろう。
【０１７７】
実施された実験はいずれも、処理済み物質（さらには水素）の破壊係数に繋がらなかった。この理論は、期間が月単位で計算されることができるということである。実験室条件では、実験の継続時間は、水素の量によって制限される。約１０バールにて０，５〜４リットルの水素であれば、時間制限は、約２０日〜４ヵ月の間である。
【０１７８】
要約すれば、実験値によれば、１キログラムの処理済み生産物では、正味３，３６５ｋＷｈ未満になることはできないだろう。最小の実験的な理論的計算値を示すことにより、１ｋｇの処理済み生産物からのエネルギーの生産の正味値は、６２，１８６ｋＷｈになるだろう。
【０１７９】
２．  変換の考え得るメカニズム
２．ａ  ６０２７Ｃｏ
６０Ｃｏ（中性子の活性化によって５９２７Ｃｏから得られる―半減期が５．２７年の―人工の放射性同位体）の崩壊は、必然的に、６０２８Ｎｉに向かう。全反応の核方程式は、以下のように表されることができる。
【化２】
2017525980.tif 000008
【０１８０】
すなわち（最終的な崩壊のみに関して）、
【表５】
2017525980.tif 000009
【０１８１】
この変換は、６０２８Ｎｉ＊（励起したニッケル６０）までβ崩壊によって生じ、次に、ニッケル６０は、ガンマ線を放出することによって最低のエネルギー状態に切り替わる。すなわち、
【化３】
2017525980.tif 000010
上記式において、ｖ(＿)ｅは、反電子ニュートリノであり、
【化４】
2017525980.tif 000011
この二つ目の式は、静電分極の役割をよりよく説明している。
【０１８２】
実験段階では、サンプルは、ＳＥＭ  ＥＤＡＸによって分析され、図５に示すスペクトルを得た。このスペクトルは、明らかにニッケルの―略完全な―存在を示し、三つのピークで強調されている（記号Ｎｉで記されている）。コバルトのピークがあった位置は、記号Ｃｏで示されている。
【０１８３】
しかしながら、スペクトルのこの解釈は、ニッケルの二つの異なる安定した同位体の形成を示唆している。
【化５】
2017525980.tif 000012
これは超音波の役割を強調するためである。分極および「中性子雲（ｎｅｕｔｒｏｎ  ｃｌｏｕｄ）」が、これらの二つの異常な同位体の出現を促進するという説明になりえる。
【０１８４】
２．ｂ  １３７５５Ｃｓ
１３７Ｃｏ（主にウランの核分裂の副産物として、特に反応炉内において形成される―半減期が３０．１７年の―セシウムの放射性同位体）の崩壊は、必然的に１３７５６Ｂａに向かう。核方程式（最終的崩壊のみに関する）は、以下のように表すことができる。
【表６】
2017525980.tif 000013
この変換は、１３７５６Ｂａ＊（励起したバリウム１３７）までβ崩壊によって生じ、次に、バリウム１３７は、ガンマ放出によって最低エネルギーの状態になる。さらなる推論および評価は、６０２７Ｃｏに関して表された―既に説明された―ものによく似たものとして展開される。
【０１８５】
２．ｃ  ２３５９２Ｕ（＋２３８９２Ｕ）
用いられるウラン（ＣＡＳ登録番号６１５９−４４−０）に基づく生成物は、２３５Ｕおよび２３８Ｕの両方が非常に異なる自然崩壊のモードを有することが分かる。
【０１８６】
一例として、２３５Ｕの処理に金属を曝した場合に見られる崩壊系列を手短に検討する。この結果は、バリウムおよびクリプトンの安定した同位体におけるウランの変換の結果である。２３５Ｕは、処理（結果的に、電子が放出された同一の環境における）から陽子を獲得し、つかの間の２３６Ｕ（２３６Ｎｐ）になる。
【０１８７】
【化６】
2017525980.tif 000014
２３６Ｕは、ほぼ一瞬にして崩壊し、１４１Ｂａおよび９２Ｋｒ（両方とも不安定）および陽電子処理の放出環境を形成する。
【０１８８】
【化７】
2017525980.tif 000015
電子および陽電子は、エネルギーの放出（冷却システムの流体貯留によって吸収される）によって消滅する。
【０１８９】
【化８】
2017525980.tif 000016
不安定な１４１Ｂａおよび９２Ｋｒは、いずれの場合も三つの中性子の放出によって夫々の安定した形状（１３８Ｂａおよび８９Ｋｒ）へと一瞬にして崩壊する。
【０１９０】
【化９】
2017525980.tif 000017
六つの中性子（寿命≦１．１００秒）は、流体格納容器内で最終的に熱運動化する。
【図１】
2017525980.tif 000018
【図２】
2017525980.tif 000019
【図３】
2017525980.tif 000020
【図４】
2017525980.tif 000021
【図５】
2017525980.tif 000022
【図６】
2017525980.tif 000023
【図７】
2017525980.tif 000024
【図８】
2017525980.tif 000025
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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