気体中放電による重水素吸蔵金属電極からの過剰熱発生と電極生成物に関する研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14550255
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 山田 弘 岩手大学, 工学部, 教授 (60125482)
• 研究分担者: 成田 晋也 岩手大学, 工学部, 助手 (80322965)
• キーワード: 重水素 / パラジウム / 過剰熱 / 水素吸蔵 / グロー放電 / 核変換 / ガンマ線計測 / TOF-SIMS

研究概要

軽水素または重水素吸蔵パラジウム板を陰極として軽水素または重水素雰囲気中で放電を継続し、その間、NaIシンチレーション・カウンターによりガンマ線を計測した。さらに放電試行後にパラジウム電極に対するTOF-SIMSによる試料表面の元素分析を行った。その結果、重水素封入気圧1atm放電実験において74試行中8試行でガンマ線スペクトル上に50〜300keVのエネルギーに対応する幾つかのピークが観測された。同条件の軽水素雰囲気中で行った放電実験ではこのエネルギー領域のガンマ線が検出されなかったことから、重水素原子に関わる核反応によりガンマ線が放出したと考えられる。また、軽水素封入気圧1atm放電実験では2試行において300keV以上のエネルギーをもつガンマ線が観測された。試料表面の元素分析では、軽水素3Torr放電実験において自然存在比と異なる同位体存在比のバリウムが、軽水素1atm放電実験においては自然存在比と異なる同位体存在比のカリウムが、重水素封入気圧1atm放電実験においては自然存在比と異なる同位体存在比のマグネシウムが検出された。
さらに補足実験として金表面修飾を片面に施したパラジウム板に軽水素を吸蔵後、真空中において、約24時間電流を流し、その間、試料の温度計測および四重極型質量分析計による質量分析を継続した。その結果、吸蔵軽水素ガスの放出に伴い異常温度上昇を起こすことが分かった。その条件として初期の温度上昇時の大きな上昇率と真空度の高さが必要である。軽水素放出の際にその流れの不均一性を作り出すことにより、パラジウム試料の厚さが異なってもガス放出に伴う発熱現象を容易に再現できた。ただし、軽水素吸蔵実験においてガス分析によってトリチウムまたは重水素の生成は立証できなかった。

研究成果

• [文献書誌] T.Ohmori, S.Narita, H.Yamada et al.: "Enrichment of ^<41>K isotope in potassium formed on and in a rhenium electrode during plasma electrolysis in K_2CO_3/H_2O and K_2CO_3/D_2O solutions"Journal of Applied Electrochemistry. 33. 643-646 (2003)
• [文献書誌] S.Narita, H.Yamada et al.: "Gamma Ray Detection in DC Glowlike Discharge with Deuterated Palladium Electrode"Jpn.J.Appl.Phys.. 42. L1185-L1187 (2003)
• [文献書誌] A.Arapi, S.Narita, H.Yamada et al.: "Experimental Observation of New Elements Production in Deuterated and/or Hydride Pd Electrodes, Exposed to Low Energy DC Glow Dischar"Proceedings of the 9^<th> International Conference on Cold Fusion. 1-4 (2003)
• [文献書誌] S.Narita, H.Yamada et al.: "Anomalous Heat Evolution for Palladium Hydride in Controlled Gas Out-diffusion"Proceedings of the 9^<th> International Conference on Cold Fusion. 280-283 (2003)
• [文献書誌] T.Ohmori, H.Yamada, S.Narita et al.: "Excess Energy and Anomalous Concentration of ^<41>K Isotopes in K Formed on/in a Re Electrode during the Plasma Electrolysis in K_2CO_3 Solution"Proceedings of the 9^<th> International Conference on Cold Fusion. 284-287 (2003)
• [文献書誌] H.Yamada, S.Narita et al.: "Production of Ba and Several Anomalous Elements in Pd under Light Water Electrolysis"Proceedings of the 9^<th> International Conference on Cold Fusion. 420-423 (2003)