重水素吸蔵金属中での低温核融合反応

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02640475
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 斎藤 直 大阪大学, 理学部, 助手 (50153812)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 土江 秀和 大阪市立大学, 理学部, 助手 (30137187) ; 馬場 宏 大阪大学, 理学部, 教授 (60156536)
• Keywords: 低温核融合 / 重水素 / 水素吸蔵金属 / パラジウム / 中性子 / パイ中間子

Research Abstract

重水の電気分解の際に水素吸蔵金属を用いた陰極中で重水素間の核融合反応が起こると報告されて以来、固体中の低温核融合に対して多数の実験的な試みや理論的研究がされてきた。しかし、低温核融合の確認実験は逆に否定的な結果をあたえるものが多く、理論的にも従来の物理の枠内では理解しがたい状況にあるといえる。本研究では吸蔵金属中の重水素の非平衡的要素が重要であると考えてその方向で実験的な試みを前年度より引き続いて実施しており、固体中の重水素の低温核融合の実験と検出を目指した。さらに低温核融合の反応機構についての知見を得る実験も行った。核融合反応の検出は、高感度かつ高選択性である中性子測定を中心に行った。それには速中性子を陽子反跳液体シンチレ-ション検出器と波形弁別法を組み合わせて測定した。他に検出もシリコン表面障壁型検出器で試みた。重陽子・陽子間の低温核融合に対してはゲルマニウム半導体検出器で核融合γ線を探した。パラジウムなどの金属への重水素の吸蔵はおもに電解法によった。吸蔵量が多くなるという点から、電解槽の温度を下げ、電解中に中性子測定などを行った。銅などで表面処理する場合は、電解直後に金属イオンを含む重水電解液と交換した。金の場合は、スパッタリング法なども用いた。高圧重水素ガスと接触させたまま、あるいは吸蔵済みの金属に温度変化を与えたときの中性子バ-スト発生を探した。すべての試みにおいて低温核融合は検出することはできなかった。他に、負パイ中間子のパラジウム中の水素原子への捕獲確率を測定し、これより水素原子の価電子密度が極めて低いという情報を得た。これから重陽子間の電子遮蔽が有効ではなく静的なトンネル透過による核融合が起こりにくいと推定できる。また捕獲確率が低いために、宇宙線によるミュ-オン触媒核融合も極めて起こりにくいと結論できる。

Research Products

• [Publications] T.Saito: "Search for Neutrons from Cold Nuclear Fusion in DeuteriumーContaining Meal" OULNS(Osaka Univ.,Lab.of Nuclear Studies)Annual Report. 157-159 (1990)
• [Publications] T.Saito: "Measurement of Atomic Capture Probability of Negavite Pions in Palladium Hydride" OULNS(Osaka Univ.,Lab.of Nuclear Studies)Annual Report. 160-162 (1990)