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公開番号2024021929
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-16
出願番号2022125136
出願日2022-08-04
発明の名称α崩壊による放射エネルギー利用型電源装置及び発電方法
出願人個人
代理人個人
主分類G21H 1/10 20060101AFI20240208BHJP(核物理;核工学)
要約【課題】今までの大がかりなインフラ設備のエネルギー供給の形態とは全く異なる次世代型のエネルギー供給を可能とする電源装置及び発電方法を提供する
【解決手段】ゼーベック効果を発生させる第1の金属300と第2の金属400の各一方の端部をホウ素からなる担体にウランとトリウムを担持させた一端側結合部100で繋ぐと共に、他方の端部を炭素からなる担体にウランとトリウムを担持させた他端結合部200で繋いだ接続構造を有し、一端側結合部を、ウラン(U)とトリウム(Th)のα崩壊により第1の温度まで上昇させ、他端結合部を、ウラン(U)とトリウム(Th)のα崩壊により第1の温度と異なる第2の温度まで上昇させ、第1の温度まで上昇した一端側結合部と第2の温度まで上昇した他端側結合部の相対的温度差に基づいてゼーベック効果によって電流を発生する電圧電源装置である。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
それぞれが一方の端部と他方の端部を有する形態をなし、かつゼーベック効果を発生させるのに適した異なる種類からなる第１の金属と第２の金属の各一方の端部をホウ素（Ｂ）からなる担体にウラン（Ｕ）とトリウム（Ｔｈ）を担持させた一端側結合部を介して導通させた状態でつなぐと共に、他方の端部を炭素（Ｃ）からなる担体にウラン（Ｕ）とトリウム（Ｔｈ）を担持させた他端結合部を介して導通させた状態でつないだ接続構造を有し、
前記ホウ素（Ｂ）からなる担体にウラン（Ｕ）とトリウム（Ｔｈ）を担持させた一端側結合部は、ウラン（Ｕ）とトリウム（Ｔｈ）のα崩壊により発熱させて第１の温度まで上昇するように形成されており、
前記炭素（Ｃ）からなる担体にウラン（Ｕ）とトリウム（Ｔｈ）を担持させた他端結合部は、ウラン（Ｕ）とトリウム（Ｔｈ）のα崩壊により発熱させて前記第１の温度と異なる第２の温度まで上昇するように形成されており、
前記第１の金属には第１の出力端子部が備わり、かつ前記第２の金属には前記第１の出力端子部とは異なる第２の出力端子部が備わり、
前記第１の温度まで上昇した一端側結合部と前記第２の温度まで上昇した他端側結合部の相対的温度差に基づいてゼーベック効果によって発生する電流を前記第１の出力端子部と第２の出力端子部を介して原子誘起電圧電源装置として出力可能な構造を有することを特徴とするα崩壊による放射エネルギー利用型電源装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
それぞれが一方の端部と他方の端部を有する形態をなし、かつゼーベック効果を発生させるのに適した異なる種類からなる第１の金属と第２の金属を用意し、
前記第１の金属と第２の金属の各一方の端部をホウ素（Ｂ）からなる担体にウラン（Ｕ）とトリウム（Ｔｈ）を担持させた一端側結合部を介して導通させた状態でつなぐと共に、他方の端部を炭素（Ｃ）からなる担体にウラン（Ｕ）とトリウム（Ｔｈ）を担持させた他端結合部を介して導通させた状態でつなぎ、
前記ホウ素（Ｂ）からなる担体にウラン（Ｕ）とトリウム（Ｔｈ）を担持させた一端側結合部を、ウラン（Ｕ）とトリウム（Ｔｈ）のα崩壊により発熱させて第１の温度まで上昇させ、
前記炭素（Ｃ）からなる担体にウラン（Ｕ）とトリウム（Ｔｈ）を担持させた他端結合部を、ウラン（Ｕ）とトリウム（Ｔｈ）のα崩壊により発熱させて前記第１の温度と異なる第２の温度まで上昇させ、
前記第１の金属に第１の出力端子部を導通接続し、かつ前記第２の金属に第２の出力端子部を導通接続し、
前記第１の温度まで上昇した一端側結合部と前記第２の温度まで上昇した他端側結合部の相対的温度差に基づいてゼーベック効果によって発生する電流を前記第１の金属に導通接続した第１の出力端子部と前記第２の金属に導通接続した前記第１の出力端子部とは異なる第２の出力端子部を介して電源として利用することを特徴とするα崩壊による放射エネルギー利用型発電方法。
【請求項３】
前記ウラン（Ｕ）は、その同位体の核種である質量数２３８の天然放射性元素からなり、前記トリウム（Ｔｈ）は、質量数２３２の天然放射性元素からなることを特徴とする請求項１に記載のα崩壊による放射エネルギー利用型電源装置。
【請求項４】
前記ウラン（Ｕ）は、その同位体の核種である質量数２３８の天然放射性元素からなり、前記トリウム（Ｔｈ）は、質量数２３２の天然放射性元素からなることを特徴とする請求項２に記載のα崩壊による放射エネルギー利用型発電方法。
【請求項５】
前記原子誘起電圧電源装置を複数有し、それぞれの原子誘起電圧電源装置を互いに電気的に直列接続又は並列接続することによって所望の電力を発電可能としたことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載のα崩壊による放射エネルギー利用型電源ユニット。
【請求項６】
前記原子誘起電圧電源装置を複数有し、それぞれの原子誘起電圧電源装置を互いに電気的に直列接続又は並列接続することによって所望の電力を発電可能としたことを特徴とする請求項２又は請求項４に記載のα崩壊による放射エネルギー利用型発電方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、今までのいわゆる大がかりなインフラ設備としてのエネルギー供給の形態や近年利用の普及が考えられているいわゆる小型燃焼システムを利用したモジュール型のエネルギー供給の形態とは全く異なる次世代型のエネルギー供給を可能とするタイプの電源装置及びこれを用いた発電方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
図１は、従来技術及び本発明の範囲を含む電力供給の仕組みをシステマティックに示す概念図である。この概念図に含まれかつこの図の一部をなす従来技術の内容について説明する。この図１から分かるように、発電に必要なエネルギーは、自然界から得られる諸エネルギーを回転エネルギーに変換することによって得ることができる。
【０００３】
自然界で得られるエネルギーは、一度熱エネルギーに変換して活用・利用する方法と、自然界で得られる熱エネルギー及び石油・石炭のような熱エネルギー変換して動力エネルギーを得る方法とが一般的に活用・利用されている。
【０００４】
一方、近年利用の普及が考えられているいわゆる小型燃焼システムを利用したモジュール型のエネルギー供給の形態を有する電源モジュールが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１０－１３５１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した発電システムの内で例えば都市部から離れた場所に設置された原子力発電所や火力発電所、水力発電所で発電した電力を送電線で都市部に供給するシステムが現状では最も一般的となっている。しかしながら、このような大掛かりなインフラ設備は、一旦大地震や巨大台風の到来などの異常気象、テロ行為などによってシステム内の一部でも機能不全に陥ると、電力供給システムのインフラ全体が機能しなくなり重大な事態に陥る。
【０００７】
また、太陽光発電や風力発電、潮力発電、地熱発電などの自然エネルギーを利用した発電だけでは実際に必要とする発電量を到底まかなうことができず、その上発電した場所から前述のように同様に都市部等に送電線で電力を供給しなければならず、この過程で何かしらの問題が発生すると電力供給がストップして復旧に時間を要してしまう。
【０００８】
一方、上述したモジュール型の分散発電システムを利用して、このような大規模な電力供給の障害発生時に備えることも進められているが、このようなモジュール型の発電ユニットは通常燃料を燃焼して大量の熱エネルギーとして発生させてからこれを回転エネルギーに変換して電力として取り出す必要があるため、近年の地球温暖化の低減という重要な社会的課題に反してしまう。そのため、上述のようなそれぞれの発電システムの有する不都合な点を生じさせることのない画期的な電源装置の開発が喫緊の解決すべき課題となっている。
【０００９】
本発明の目的は、今までのいわゆる大がかりなインフラ設備としてのエネルギー供給の形態や近年利用の普及が考えられているいわゆる小型燃焼システムを利用したモジュール型のエネルギー供給の形態とは全く異なる次世代型のエネルギー供給を可能とするタイプの電源装置及びこれを用いた発電方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に係るα崩壊による放射エネルギー利用型電源装置は、
それぞれが一方の端部と他方の端部を有する形態をなし、かつゼーベック効果を発生させるのに適した異なる種類からなる第１の金属と第２の金属の各一方の端部をホウ素（Ｂ）からなる担体にウラン（Ｕ）とトリウム（Ｔｈ）を担持させた一端側結合部を介して導通させた状態でつなぐと共に、他方の端部を炭素（Ｃ）からなる担体にウラン（Ｕ）とトリウム（Ｔｈ）を担持させた他端結合部を介して導通させた状態でつないだ接続構造を有し、
前記ホウ素（Ｂ）からなる担体にウラン（Ｕ）とトリウム（Ｔｈ）を担持させた一端側結合部は、ウラン（Ｕ）とトリウム（Ｔｈ）のα崩壊により発熱させて第１の温度まで上昇するように形成されており、
前記炭素（Ｃ）からなる担体にウラン（Ｕ）とトリウム（Ｔｈ）を担持させた他端結合部は、ウラン（Ｕ）とトリウム（Ｔｈ）のα崩壊により発熱させて前記第１の温度と異なる第２の温度まで上昇するように形成されており、
前記第１の金属には第１の出力端子部が備わり、かつ前記第２の金属には前記第１の出力端子部とは異なる第２の出力端子部が備わり、
前記第１の温度まで上昇した一端側結合部と前記第２の温度まで上昇した他端側結合部の相対的温度差に基づいてゼーベック効果によって発生する電流を前記第１の出力端子部と第２の出力端子部を介して原子誘起電圧電源装置として出力可能な構造を有することを特徴としている。
（【００１１】以降は省略されています）

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