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特許拒絶査定不服審判

2022-018230

高電圧 高圧力 直接印加型 核融合方式 / High voltage electric high pressure direct applying fusion / Thunderbolt nuclear fusion

審判番号
2022-018230
法域
特許
審判種別
拒絶査定不服審判(拒絶査定不服の審決)
出願番号
特願2021-099872
請求日
2022年11月14日
審決日
2023年11月17日
公報発行日
2024年03月29日
結論
請求不成立
当事者
  • 【請求人】深田 明美
審判長/審判官
  • 審判長 波多江 進
  • 審判官 山村 浩
  • 審判官 松川 直樹
分類
P18 .537-Z (G21B) / P18 .538-Z (G21B)
根拠条文(結論部分から自動抽出・参考)
特許法36条4項1号
条文(本文から自動抽出・参考)
特許法第36条第4項第1号、特許法第2条第3項第2号
データ出所
審決公報(XML)

事件の表示

特願2021- 99872「高電圧 高圧力 直接印加型 核融合方式 / High voltage electric high pressure direct applying fusion / Thunderbolt nuclear fusion」拒絶査定不服審判事件〔令和 4年12月28日出願公開、特開2022-191576〕について、次のとおり審決する。

結論

結 論 本件審判の請求は、成り立たない。

理由

理 由 第1 手続の経緯 本願は、令和3年(2021年)6月16日の出願であって、その手続の主な経緯は次のとおりである。 令和3年 9月 6日 :手続補正書 令和4年 4月12日付け:拒絶理由通知書 同月29日 :手続補正書 同年 6月25日 :意見書・手続補正書(差出日) 同年10月 6日付け:拒絶査定(以下「原査定」という。) 同年11月14日 :審判請求書 第2 本願発明 本願の請求項1に係る発明(以下「本願発明」という。)は、令和4年6月25日の手続補正書により補正された特許請求の範囲の請求項1に記載された事項により特定されるものであり、その請求項1の記載は次のとおりのものである。 「【請求項1】 本方式は、絶縁体、または高抵抗、半導体の性質を持つ、固体、液体、及び反応中における高圧縮気体状の高密度な状態の、目的とする量に容易に調整可能とした、多様な核融合燃料に対して、充分な高電圧で電力、即ち、電子を印加、放電し、高エネルギーの状態を、瞬間的、または持続的に生成し、燃料を密閉して加圧可能とする物理的な隔壁、または加圧バルブ機構による一部開領域における機械的な加圧、爆縮を併せることで高密度の状態を生成し、電力、即ち電子の原子に対する衝突により、原子に衝突電離を起こし、電離した原子核の衝突を促し、補助的に電磁波や光粒子の照射を行い原子の振動を促し、核融合反応を誘起するものであり、その熱源を利用して多用途に適用するものである。」 第3 原査定の拒絶の理由 原査定の理由である、令和4年4月12日付け拒絶理由通知書で通知した拒絶理由は、概要、次の内容を含むものである。 本願の発明の詳細な説明の記載は、本願出願時の技術常識を考慮しても、本願発明が具体的にどのようにすれば実施できるのかを見いだすために、当業者に期待し得る程度を超える試行錯誤や複雑高度な実験等を必要とするものであり、本願の発明の詳細な説明は、当業者が本願発明を実施することができる程度に明確かつ十分に記載されたものではないから、本願は、発明の詳細な説明の記載が特許法第36条第4項第1号に規定する要件を満たしていない。 第4 当審の判断 1 本件補正後の本願の明細書、特許請求の範囲又は図面(以下「本願明細書等」という。)の記載 本願明細書等には、以下の記載がある(なお、【0004】以外の下線は強調のために当合議体が付したものである。) (1)【背景技術】 「【0002】 ・はじめに 物質はエネルギーである。 石油などの化石燃料は有限の資源であり、それを代替するエネルギー源の重要性については論判を要さない。地球的な観点では、石油の「可採年数」は、あと喫緊の数十年分しか無く、またウランなどの核分裂燃料も100年分程しか無い事は、多数の組織による調査で示されている通りである。 持続可能性の観点から、クリーンで半永続的な持続可能性を持つとされるエネルギー源として、水素などの小型な原子を核融合することで発生するエネルギーは、有力な候補の一つである。約1グラムの重水素から、理想的に約1グラムのヘリウムを生成した場合、約8000リットルの石油を燃焼するのに相当するエネルギーを発生する。また主要な燃料となる重水素は、天然水の約0.015%(約7000分の1)存在しており、地球全体の海水などの量を勘案すると、ほぼ無尽蔵にあるとされている。(現在の発電量を基準にして約1万年分との試算もある。) 然し、現在の発電ペースで、重水素が1万年分、存在するとしても、仮に今の100倍のペースで電力を消費すれば、100年で資源が尽きて仕舞う計算になる。現に、EV(電気自動車)等の移動体のエネルギー消費量は膨大であり、現在の石油代替を全て電力で賄うとすると、現在の100倍以上の電力が必要となり、1万年分/100≒100年分となり、重水素といえども無尽蔵なエネルギー源ではなくなると思量する。 そこで重水素よりも大量に存在する、反応への要求エネルギー量の大きな原子の核融合を可能にすることを視野に入れて、正に無尽蔵のエネルギー源を得る方法について思量した。 先ず、従来のITER(イーター)を始め、主要各国のトカマク型やヘリカル型、その応用型の核融合方式は、投入したエネルギー量を回収するには、原理的に不十分な方式である。そこで、エネルギー収支の向上を念頭に課題と目標を掲げ、高密度で多量の燃料に対して、超高エネルギー状態を作り、燃料の量を制御可能とし、隔壁の耐熱性と強度を維持しつつ高圧力状態を作り、熱交換により直接、エネルギーを効率よく回収する方式について考察した。 「ローソン条件」という、核融合反応を起こすための条件としての代表的な値は、温度(=1億度)、原子密度(=100兆個/cm3)、反応時間(=1秒)として提示されている。然し、太陽の中心部(約1600万度)や水素爆弾(約200万度)の実例を挙げる迄もなく、代表的なローソン条件の値は、厳密ではない。核融合反応を発生する条件としては、「核融合積」と呼ばれる、温度、密度、時間を組み合わせた「積」が重要である。実際に、太陽内部の温度は1億度に満たない1600万度程度であると云うが、2400億気圧と云う圧力を重力により生成して気体状のプラズマを圧縮し、核融合反応を誘引している。但し、太陽サイズの恒星では、ブラックホールの様に原子が構造変化をして収縮するには至らないので、太陽内部の原子密度は超高圧縮下においても、イワユル、常温の固体、液体の原子密度に対して、最中心部でも最大20倍程度のオーダーであることが示されている。また水素爆弾においては、核融合反応の初期状態において200万度程度の状態で、瞬時において固体内部の隔壁による加圧により、爆縮で核密度を維持することにより、核融合反応を誘起している。即ち、短時間での反応を完了させることで、恒星に匹敵する原子の高密度状態を物理的に確保し、代表的なローソン条件の温度よりも低い熱エネルギー状態で核融合反応が発生している。 100兆個/cm3=10x10^14個/cm3は、1気圧の大気中の2.68x10^19/1x10^14=2.68x10^05=26.8万分の1の密度でしかない。つまり代表的なローソン条件の値は真空状態に近い環境での原子密度である。この低密度の状態においては、原子の衝突を起こすのは極めて困難である為、自然界には太陽系には存在しない1億度と云う、太陽中心核(約1600万度)よりも1桁、水素爆弾(約200万度)よりも2桁も高い温度が条件となる。またこの真空に近い低密度の燃料から得られるエネルギー量は微々たるものしか期待できない。また隔壁とは非接触型であり、真空に近い炉中は断熱効果も高いので、エネルギーを回収する方法も非効率な方式しか、原理的に実装できない。 太陽においては、水素だけでなく、より核融合反応への必要エネルギーが高い、比較的大きな原子の炭素(C)、窒素(N)、酸素(O)などによる、連続したCNOサイクル型の核融合反応も、観測されている。より重い原子を核融合させるには、陽子の数に応じて、水素よりも更に高いエネルギーを印加が必要であり、より強いクーロン斥力を超越させるポテンシャルエネルギーにより核融合反応の誘起ができる。核融合反応に必要なエネルギーは、一つの目安として原子番号1の水素原子に対して約数KeV~10KeVとされており、同様に原子番号6の炭素を核融合するには約50~60KeVのエネルギーが必要とされている。水素を1としてその原子番号、つまり陽子の数に概ね比例した量の高いエネルギーを印加することで、より大きな原子の核融合反応の誘起が可能となる。つまり、CNOサイクルやそれよりも大きな原子を核融合するには、イワユル、代表的なローソン条件の温度や密度条件では不足で、より大きなエネルギー印加と高密度状態の持続が必要である。 核融合の基本は、原子核を衝突させることである。それに必要なのは、クーロン斥力、核力を超越して、原子核を衝突させるのに充分なエネルギーであり、それを実現する方法は多数ある。 ・熱をエネルギー源とする、熱核融合は、原子のブラウン運動により、原子核同士を衝突させる。 ・凝縮核融合は、金属などに水素同位体を浸透させた金属水素化物の状態で、原子レベルでの超高圧状を保ち、比較的低い熱エネルギーなどの印加により、水素同位体などの原子核を少量ずつ衝突させる。 ・バブル核融合は、超音波によりキャビテーションを発生させ、破裂、凝縮時の運動エネルギーで重水などの原子核同士を衝突させる。 ・焦電核融合は、焦電性結晶の静電場により、水素同位体イオンなどを加速し、水素同位体を含む金属水素化物に少量ずつ衝突させる。 ・フューザーなどは、基本的に真空状態に近い密度のチャンバー内で、水素同位体ガスに対して放電し、少量ずつ衝突させる。 【0003】 そして、今回提案する方式は次のようなものとなる。 ・本方式は、電気的に絶縁体、または絶縁体に準ずる性質を持つ、液体・固体などの高密度な状態の、高純度の核融合燃料を、適切な量に調整された状態に対して、絶縁破壊電圧を充分に超える高電圧で、電力(電子)を直接的に印加し、(自由電子ではない)電子の運動により、格子原子へ衝突させることによって、原子の衝突電離を発生させ、電子雪崩などを伴いながら、高エネルギーの状態を、瞬間的、または持続的に生成し、電離した原子核の運動を促し、更に補助的にマイクロウェーブなどの電磁波や光粒子などの照射を行い、原子核の振動を促し、更に、熱交換により熱管理される物理的な隔壁による機械的加圧、爆縮、また一部開領域における爆縮などを併せた高密度の状態で、原子核を衝突させる。」 「【0005】 電子(電気)の力は偉大である。物理学的には、1個の電子(e)に1ボルト(V)を印加した時に生じるエネルギー1eVは、約1万度の温度に相当するエネルギーとなる。概略の説明として、1eV(電子ボルト)=1.602x10^-19J(ジュール)、ボルツマン定数:k=1.381x10^-23J/K(J/ケルビン)と定義されている。これをエネルギーkTと対応付けて、k=1.381x10^-23J/K、1.381x10^-3T=1.602x10^-19i.e. T=1.602x10^-19/1.381x10^-23=11,600K(ケルビン)。即ち理論的には1eV(電子ボルト)の電気は11,600K≒1万度に相当する。更に、1万倍した1万ボルトは、約1億度に相当し、代表的なローソン条件の1億度も現実的な数値となる。但し、電子の運動ベクトルを勘案しなくてはならず、同方向の流れではエネルギーは発生せず、衝突や偏向時に初めてエネルギーとして成立する、処が難題であった。 技術的な実現性の観点では、数万ボルトはガソリン車のスパークプラグの電圧と同等であり、安価に実現可能なオーダーである。雷の電圧は、1000万ボルトを超えるとも云われるが、これは温度換算では1000億度に相当し、代表的なローソン条件の温度条件である1億度を遥かに越える。雷のようにエネルギーが高ければ、密度や閉じ込め時間の条件が緩くてもガンマ線の検出、即ち核融合(CNOサイクル)が発生することを示唆している。尚、1000万ボルト程度を発生、制御する装置も、雷強電試験装置やその他で既に実用化されている。 1個の原子レベルの観点では、原子1個あたりで反応に必要なエネルギー量、及び、原子1個あたりで発生するエネルギー量は微々たるものである。この微々たるエネルギーを、例えば原子の数を1mol(6.02x10^+23)の量で掛け算すると、約6,020該倍=60,200,000京倍=602,000,000,000兆倍の膨大なエネルギー量となる。つまり、反応する原子の量を調整することで、発生量を調整可能とし、必要充分のエネルギーの核融合反応による発生をコントロールすることで、多様なアプリケーションに利用することができる。 また電力(電子)を直接、燃料となる物質に印加し、「燃料内でエネルギー変換」させることで、エネルギー変換によるロスの発生ポイントを最小化することにより、各種のコイルや発振器、電磁波や熱線、光粒子、レセプターなどの各装置でのエネルギー変換効率や、発熱などによるキャパシティ制限などの問題から解放され、超高電圧、超高電力をそのまま燃料に印加して、超高エネルギー状態を生成することが可能となる。 また電力を使う事で、瞬時に超高エネルギー状態を作ることができるので、初期状態において、気体状の燃料よりも800倍以上に密度の高い固体、液体の状態の燃料を使うことを可能とし、燃料の量の調整も容易にすることが可能となる。 また電力を印加した部分だけに集中して、超高エネルギー状態を生成することが可能となり、即ち、局所的に超高エネルギーの領域を作り出すことで、燃料とは別個に、隔壁や電極などは熱交換などによる熱管理を行うことで固体の状態を維持することを可能とする。 これにより、固体の隔壁による機械的加圧、更に爆縮の効果による高圧状態の生成が可能となり、原子の高密度化が可能となる。 局所的に限定的な数の原子に対象を絞り、エネルギーを集中し、更に加圧、爆縮により高密度化を図ることで、1個の原子あたりのエネルギーの投入量と反応効率を高める余裕ができることにより、核融合反応の燃料を、水素同位体などに留まらず、核融合反応への要求エネルギー量が大きく、より反応が困難な、比較的大きな原子に対しても核融合反応を誘起させるエネルギーポテンシャルを得ることが可能となる。 核融合の燃料における原則の観点では、物理学的に「鉄」よりも原子番号が小さく軽い原子は、核融合をすることで鉄の重さに近い原子となり、反応の際にエネルギーを放出して安定する性質がある。また、鉄よりも原子番号が大きく重い原子は、核分裂をすることで、鉄の重さに近い原子となり安定する性質がある。即ち、鉄よりも軽い原子は、核融合の燃料となるエネルギーのポテンシャルを有している。例えば「デロリアンのバナナの皮」なども想定の範囲内。 また水素同位体を含む化合物において、水中で水素イオン(H+)と、水酸化物イオン(OH-)を生成して電離する硫化水素(H2S/H2SO4)、塩化水素(HCl)、酢酸(CH3COOH)などの、電離する性質の物質においては、水素原子(H)は電離して水素イオン(H+)、即ち、陽子(p)の状態で存在しており、電離に要するエネルギーが不要となり、より小さいエネルギーで原子の衝突を誘起することが可能となる。 尚、水素同位体、ヘリウム、リチウムなどの、より小さく軽い原子の方が、より大きく重い原子よりもエネルギーポテンシャルは高く、また比較的少ないエネルギーで核融合反応を誘起することが可能であり、より高品位なエネルギー源である。 本方式は、電力、即ち、電子をエネルギー源として、燃料に直接印加して、絶縁破壊、電離などを伴い、核融合反応を誘起させ、尚且つ、固体の隔壁などより直接エネルギーを回収することで、トカマク型などと比べてエネルギー効率を桁違いに上げ、且つ、重水素などに限らず、多様な燃料の利用を可能とすることにより、持続可能なエネルギー源を実現する。」 (2)【発明が解決しようとする課題】 「【0008】 先ずは既存の核融合技術における課題を明確化する。 既存の核融合技術における課題として、次のような課題がある。 1.エネルギー効率 a.1億度以上に燃料を加温し、超高温プラズマを生成する、膨大な電力エネルギーが必要(磁場閉じ込め型、慣性閉じ込め型、など) b.光粒子ビームを加速、凝集させる強力な磁力線を得る為のエネルギーが必要(磁場閉じ込め型、焦電核融合方式、など) c.超電導コイルを(1ヶ月以上掛けて)極低温に冷凍する電力エネルギーが必要(磁場閉じ込め型、など) d.レーザービームなどの発振器におけるエネルギー変換効率が低く、実効値の何倍、何十倍もの電力エネルギーが必要(慣性閉じ込め型、など) e.レーザービームなど、外部から加熱する際に、バレットの耐熱性と熱伝導率が相反(慣性閉じ込め型、など) f.直接的に、超高温プラズマから、電力を回収する方法はあるが、直接的に、超高温プラズマ状態を作り出すのは困難( 【特許文献1】Directenergyconversionassemblyfornuclearfusionsystems、 【特許文献2】MethodforGeneratingElectricalEnergybyLaser-BasedNuclearFusionandLaserReactor、など) 【0009】 2.エネルギー量 a.真空に近い状態の希薄な燃料から発生するエネルギー量が微小。(磁場閉じ込め型、焦電核融合方式、など) b.金属水素化物中から発生できるエネルギー量が微小。(凝縮核融合方式、焦電核融合方式、など) c.レーザー発振器におけるエネルギー変換効率、発熱などに起因するエネルギー絶対量の限界(慣性閉じ込め型、など) d.キャビテーションは、温度が上がり沸騰すると燃料が気化するため、発生しなくなる(バブル核融合方式) 【0010】 3.密度 a.真空に近い状態とするため、燃料の密度を上げることができない。(磁場閉じ込め型、焦電核融合方式、フューザー、など) b.金属水素化物中における燃料密度を上げることができない。(凝縮核融合方式、焦電核融合方式、など) 【0011】 4.時間 a.マイクロウェーブ発振器の発熱などにより、超高エネルギー状態を長時間維持することができない。(磁場閉じ込め型、など) b.磁場閉じ込めコイルの発熱などにより、超高エネルギー状態を長時間維持することができない。(磁場閉じ込め型、など) c.レーザー発振器の発熱などにより、超高エネルギー状態を長時間維持することができない。(慣性閉じ込め型、など) 【0012】 5.熱交換 a.真空に近い状態では、真空断熱効果があり、隔壁に触れない、炉中の燃料から、熱エネルギーのエネルギー回収が困難(磁場閉じ込め型、など) b.金属が(低温の)個体を維持しつつ発熱するため、大量の熱エネルギー回収が困難(凝縮核融合方式、焦電核融合方式、など) c.希薄な重水素ガス、重水などに、高周波電力を印加するだけでは、エネルギー効率の向上と回収が困難(フューザー、など) 【0013】 6.持続可能性 a.重水素の資源量は10,000年分程度との試算があるも、今後の化石燃料の代替し、EVなどにより電力使用量が100倍になると、100年分程しか持続可能性が無くなる(磁場閉じ込め型、焦電核融合方式、焦電核融合方式、凝縮核融合方式、バブル核融合方式、水素爆弾、など) b.核分裂方式のプライマリ利用による、ウランやプルトニウムなどの核燃料、運用、廃棄物の管理が困難で、可採年数的にも100年分しかなく持続可能性が無い(水素爆弾、など) 【0014】 7.コスト a.超高温プラズマを生成するマイクロウェーブシステムの初期、及び運用コストが膨大(磁場閉じ込め型、など) b.超高温プラズマを閉じ込める、超伝導コイルなどのシステムの初期、及び運用コストが膨大(磁場閉じ込め型、など) c.超高温プラズマを生成するレーザーシステムの初期、及び運用コストが膨大(慣性閉じ込め型、など) d.金属水素化物や電極などで使用する、パラジウム、プラチナなどの金属の初期、及び運用コストが膨大(凝縮核融合方式、焦電核融合方式、など) 【0016】 従来の磁場閉じ込め型や、慣性閉じ込め型、その応用型などの熱(=運動エネルギー)による核融合における課題の観点では、そもそも1億度以上の温度のプラズマ状態に加温するのに、そもそも膨大な電力エネルギーを要する。それに加えて磁場閉じ込め型やその応用型では、炉中のイオンプラズマのビームを加速、凝集させる強力な磁力線を作るための電力エネルギーや、更に、その超電導コイルを(1ヶ月以上掛けて)極低温に冷凍する電力エネルギーも膨大であり、何れも所要電力エネルギー量が膨大となる課題がある。また、荷電プラズマイオンの凝集には、強力な電磁力を使うが、原子は炉中で自由運動できる状態にあり、高密度を維持する事は原理的にも電磁力を発生する装置のリソース的にも困難が伴う。磁場閉じ込め型では、超高温プラズマ燃料に近接する物質は、全て超高温のプラズマ化してしまうため、機械的な力での加圧は原理的に不可能であり、また構造的、原理的に爆縮効果を得ることは不可能という課題がある。 【0017】 また「真空」に近い炉中の「微量」の燃料から核融合反応により生成されるエネルギーは、微量の熱エネルギーしかないという課題がある。また真空に近い炉中では断熱効果により、発生した熱を回収するのが困難となる課題がある。また極低温の超伝導コイルと超高温プラズマを共存させた状態でのエネルギー回収は極めて困難という課題がある。 【0018】 レーザー型などの慣性閉じ込め型も同様に、レーザー発振器のエネルギー効率から発振機側の熱問題が先に発生するため、高出力のレーザーを長時間、安定して発生させるのは困難を伴うという課題がある。 また慣性閉じ込め型で使用するバレットなどでは、熱エネルギーは外部より「隔壁を経て」燃料に伝達させるので、隔壁の温度は燃料と同時に高くなる為、隔壁自体も加熱により液化、気化、プラズマ化してしまう。よって低中温時のエネルギーの集中は可能だが、超高温時においてはバレット隔壁による物理的な凝集や圧縮は不可能となる。更に、爆縮に耐える耐熱、耐圧強度を持たせる事と、熱エネルギーの伝達効率は相反するので、原子への加圧、爆縮は原理的に困難を伴う。 即ち、磁場閉じ込め型、慣性閉じ込め型などの熱核融合方式では、大量のエネルギーを消費し、微量のエネルギーしか産まず、エネルギーの回収も困難であるという、エネルギーの回収率が原理的に少ないと云う課題がある。 【0019】 従来の水素爆弾などにおける核融合方式の課題の観点では、ウランやプルトニウムなどの核分裂をプライマー燃料とするので、重金属核物質の取り扱い、廃棄物、その他において、従来の核分裂方式と同じ問題が発生する。また同じく、ウランなどの核燃料の可採年数に依存するので、持続可能性も担保できない。即ち、既存の水素爆弾方式の核融合反応は、核分裂方式の持つ、廃棄物管理が困難で、持続可能性が無いと云う課題をそのまま包含する。 【0020】 凝縮核融合方式における課題の観点では、金属に水素を浸透させた状態で原子を閉じ込め、熱エネルギーなどを印加して、継続的に少量の原子核融合反応を得るが、金属に含有される水素同位体の含有率、含有量と、金属の耐熱性に依存するので、原理的に大容量のエネルギーを得ることは困難である。即ち、凝縮核融合方式は、微小なエネルギーの回収は可能であるが、燃料を媒介する金属への重水素浸透などのコストやその燃料密度、個体金属を維持しつつ発熱するという、大量の熱エネルギーを回収するのは原理的に困難と云う、課題がある方式である。 【0021】 バブル核融合方式における課題の観点では、超音波によりキャビテーションを発生させて、凝縮時の運動エネルギーで軽い原子核同士を衝突させると云う、極めてローコストなエネルギー発生が期待できるが、これも大規模なエネルギーを得るには、高温状態になることで、燃料は沸騰して気化し、キャビテーションが発生しなくなる。即ち、バブル核融合方式は、温度が上がり沸騰すると燃料が気化してキャビテーションが発生しなくなるため、原理的に大量のエネルギーを回収することは困難と云う課題がある。 【0022】 焦電核融合方式における課題の観点では、焦電性結晶の静電場により、重水素(またはトリチウム)イオンを加速し、重水素(またはトリチウム)を含む金属水素化物に衝突させて核融合反応を発生させるので、投入エネルギー量は比較的少ない。然し、イオン化した燃料の密度は低く、また金属水素化物中の水素も表面上の水素のみが衝突対象となるために、内部の水素は燃料とはならず、燃料効率、エネルギー効率が悪いなどの課題がある。 【0023】 重水素ガス、重水などに、高圧電力を印加し、穏やかな常温核融合を成功させているものがある。然し、重水素ガスや重水などにおいては自由運動する状態での反応であり、圧縮は考慮されず、且つ、エネルギーの集中も考慮されず、また構造的に爆縮なども考慮されておらず、大量のエネルギーを得るのは技術的に困難を伴う。」 (3)【課題を解決するための手段】 ア 【0024】~【0026】 「【0024】 本方式は、絶縁体、または高抵抗、半導体などの性質を持つ、固体、液体、及び反応中における高圧縮気体状の高密度な状態の、目的とする量に容易に調整可能とした、多様な核融合燃料に対して、充分な高電圧で電力、即ち、電子を印加、放電し、高エネルギーの状態を、瞬間的、または持続的に生成し、燃料を物理的な隔壁、または一部開領域における機械的な加圧、爆縮などを併せることで高密度の状態を生成し、電力、即ち電子の原子に対する衝突により、原子に衝突電離を起こし、電離した原子核の衝突を促し、補助的に電磁波や光粒子などの照射を行い原子の振動を促し、核融合反応を誘起するものであり、その熱源を利用して多用途に適用するものである。 以下、本方式の物理学の観点からの理論的な裏付け、及び既存の核融合方式における課題を解決するための手段を示す。 【0025】 本方式は、常温核融合ではなく、超高エネルギー核融合反応方式である。 エネルギー状態の観点では、理論的に1個の電子において、1eV(電子ボルト)の電気は、温度に換算すると11,600K(ケルビン)≒1万度に相当するエネルギーを持つ。よって、電力をエネルギー源として直接、燃料物質に印加することにより、1億度相当であれば1万ボルト(10KeV)、100億度相当であれば100万ボルト(1MeV)のエネルギーを、核融合燃料に印加することで、1個の電子に対して高エネルギー状態を瞬時に生成できる。 【0026】 本方式では、原子の温度、即ち、運動エネルギーを、超高圧の電力、即ち、電子の運動により、瞬時に高めることを可能とする。」 イ 【0033】 「【0033】 補助的に、電磁波や光粒子ビームなどを使用して、運動エネルギー量を増加させ、エネルギー効率を向上させることができる。」 ウ 【0039】 「【0039】 放電をする際に、核融合燃料に対して、陰極(カソード)側にはエアギャップを持たせることにより、電子の発熱と爆圧から、電極を保護するとともに、電子を核融合燃料に衝突させる対象を局所化することを可能とする。但し、エアギャップは必須ではなく、電極自体を隔壁として使用することにより、燃料を高密度状態に保つことも可能とする。」 エ 【0042】~【0047】 「【0042】 エネルギーの集中の観点では、電力を、固体、液体の核融合燃料に、電極から直接、電力を印加することでエネルギーを高める範囲を局所化し、熱、即ち、運動エネルギーの発生を局所化させることを可能とする。トカマク型などの磁場閉じ込め型核融合炉では、真空状態に近い原子密度の炉中で、加速器内の広範囲に存在する荷電プラズマ状態の燃料を衝突させ、核融合反応を誘起するが、対象物の燃料が非常に広範囲に存在し、且つ、常に運動状態にあるため、エネルギーの集中は原理的に困難を伴う。 本方式では、これにより隔壁や電極を低温に保った状態から、瞬時に核融合反応を誘起することを可能とする。 【0043】 原子密度の観点では、本方式では電力により瞬時に超高エネルギーを印加することにより、気体、プラズマ化する以前の、固体、液体状の高密度の燃料に対して、核融合反応に必要な超高エネルギー状態を瞬時に作ることができる。固体や液体の密度は、気体よりも、常温の1気圧下でおよそ800倍、高密度である。尚、超高温プラズマはシャルル・ボイルの法則より更に密度が下がる。太陽の中心では2400億気圧と云う超高圧で、気体状のプラズマを圧縮しているが、太陽程度のサイズではブラックホールの様に原子の構造を崩壊させるには至っておらず、太陽内部も、中心部で常温の固体の最大20倍程度の密度レベルであるとされている。即ち、常温の固体、液体は太陽の中心と同程度の原子の密度には及ばないが、爆縮を勘案すると瞬間的には等価と見做してよく、代表的なローソン条件よりも比較的低い温度に相当する運動エネルギーでも核融合反応を可能とする。 【0044】 圧縮の観点では、本方式では隔壁や電極と、燃料におけるエネルギー状態は独立している。トカマク型、ヘリカル型などの磁場閉じ込め型や、慣性閉じ込め型方式では、超高温プラズマ燃料に近接する物質は、全て超高温のプラズマ化してしまうため、機械的な力での加圧は原理的に不可能である。荷電プラズマイオンの凝集には、強力な電磁力を使うが、原子は炉中で自由運動できる状態にあり、高密度を維持する事は原理的にも電磁力を発生する装置のリソース的にも困難が伴う。また構造的、原理的に爆縮効果を得ることは不可能である。 またレーザー型などの慣性閉じ込め型で使用するバレットでは、熱エネルギーは「隔壁を経て」燃料に伝達させるので、隔壁の温度は燃料と同様に高くなる為、隔壁自体も加熱により液化、気化、プラズマ化してしまう。よって低中温時のエネルギーの集中は可能だが、超高温時においてはバレット隔壁による物理的な凝集や圧縮は不可能となる。更に、爆縮に耐える耐熱耐圧強度を持たせる事と、熱エネルギーの伝達効率は相反するので、原子への加圧、爆縮は原理的に困難を伴う。 【0045】 本方式では隔壁や電極と、燃料におけるエネルギー状態は独立しているので、温度管理により、隔壁や電極を固体に保つことができ、物理的な隔壁で燃料を加圧することで、高密度な状態を生成、維持することを可能にする。固体、液体の燃料を固体、液体の隔壁で圧縮することで、気体状のプラズマを電磁力で凝縮、圧縮するよりも桁違いに高い密度を、桁違いに少ないエネルギーで生成することができる。燃料は核融合反応により、隔壁や電極を加温されるが、燃料の量と印加する電力量を適切に調整し、発生するエネルギー量を調整することが可能であり、また隔壁や電極の溶融、気化を、熱交換を行うことで回避するとともに、核融合反応で生じる熱エネルギーを効率的な回収を可能とする。 【0046】 用途に応じて、隔壁内において爆縮を起こすことにより、より圧力を高めることで、効率的に核融合反応を発生させることを可能とする。その際のベンチレーションの圧力、強度も、用途に応じて強弱をつけることができ、例えば発破の用途などにおいては、隔壁は破壊を前提に限界まで爆縮、加圧状態を維持するなども可能である。 【0047】時間の観点では、雷の様に、超高圧電力によって、瞬時に、超高エネルギー状態を、集中して生成することができる。また容量の大きな核融合反応においては、電力エネルギーの印加時間を延ばすことで、エネルギー保存則に則り、燃料への充分なエネルギー印加を行うことができる。アレニウスの法則により、燃料、隔壁、電極が、加熱されるが、超高エネルギーを局所化し、短時間で反応させることで、高密度な固体、液体の状態の燃料に対して、固体の隔壁による加圧により、効果的に核融合反応を誘起できると云う効果をもたらす。」 オ 【0050】~【0053】 「【0050】 熱エネルギーの回収の観点では、本方式では、隔壁からの熱交換により行うことが可能である。トカマク型、ヘリカル型などの磁場閉じ込め型などにおける、真空に近い炉中からエネルギーを回収するのは、真空断熱効果により困難を来し、反応により発生した熱中性子などから間接的に回収することは可能だが、核融合反応で生じたエネルギーのごく一部でしかなく、核融合反応で発生する主だった大量のエネルギーを回収するのは構造的に困難を要する。 本方式では、隔壁や電極に接触、または包囲されている核融合燃料から、直接、熱交換で回収することを可能とする。 【0051】 温度、即ち、運動エネルギーの観点では、代表的なローソン条件の1億度と云うのは、真空状態に近い低密度における値である。燃料の原子密度が高い状態においては、より低い温度でも核融合反応が発生することは、太陽の中心温度でさえ、1億度に満たない1600万度でしかなく、水素爆弾の初期温度では200万度程度でも過剰に短時間にエネルギーを発していることから明白である。従来の真空状態に近い密度で核融合反応させる磁場閉じ込め型、それらの応用型などは、何れも1億度以上の超高温プラズマを前提としており、太陽系には自然には存在しない程の温度に加熱する必要があるり、そのエネルギー量は膨大である。 【0052】 燃料となる物質の観点では、軽い原子である水素、ヘリウム、ホウ素、窒素、酸素、などの他に、また化合物にして導電率を変えることでリチウム、ベリリウム、炭素など、鉄よりも軽い原子とその同位体の、固体、液体、及び高圧気体の分子、及び化合物が想定される。化合物としては、軽い原子の同位体(水素:1H、重水素:2H(D)、三重水素:3H(T)、ヘリウム:3He,4He、リチウム:Liなど)を含む全ての化合物が想定され、例えば水素同位体の化合物であるアンモニア(NH3)系、ヒドラジン(N2H4)系、水素化リチウム(LiH)系、水素化ベリリウム(BeH2)系、炭化水素化合物(CnH2n)系、水(H2O)系、その他、多様なバリエーションが想定される。 【0053】 但し、水素同位体を多く含む方が、核融合反応のエネルギー効率は良くなるが、常温で気体となる燃料の場合、例えば重水素などは高密度状態の液体にするために、-253℃の極低温にする必要があり、製造や管理に余計なエネルギーが必要であり、極低温からの発熱時におけるエネルギーロスや、取り扱いの困難さを考慮すると、重水素化リチウムや炭化水素化合物などの、化合物にすることで常温で液体、固体の高密度状態となることに優位性を見出すことができる。」 カ 【0055】~【0061】 「【0055】 超高エネルギーに晒される隔壁自体の長期的な耐久性は余り期待できず、溶融、気化、導電性物質の隔壁付着による漏電などの問題が想定される。当初は1回利用毎に燃料と隔壁、電極をセットにしたバレット方式で、交換、自動連続装てんするなどの方式が想定される。将来的には、連続利用を前提として、ある程度は劣化することを想定した上で、隔壁、電極などの自己修復性、動的修復性などについて検討を行い、連続使用可能なアプリケーションに対応することを可能とする。 【0056】 隔壁の素材の観点では、電気抵抗が、燃料の物質よりも高い物質を使用する必要がある。隔壁の素材には、電気抵抗率の高い石英ガラス(SiO2)系、磁器セラミック系、ポリエチレン系、ポリスチレン系、テフロン系、酸化ハフニウム系、その他の電気抵抗率が極めて高く、更に耐熱性の高い素材、または物質そのものが燃料となりえる素材を、重層、複合した構造で使用可能である。 【0057】 電極、及び導電体の素材の観点では、燃料に近接する部分には、電気抵抗が低いのは勿論、耐熱性、耐衝撃性の高い素材の使用が必須である。高圧電力の印加に対しては、比較的安価な部材を必要十分な大きさで、必要充分に物量を用いることで、汎用の安価な素材や装置を使い、物量を以て性能を担保し、更に熱交換により冷却を行うことで物質的に安定性を維持する、理論上可能である。電極においては耐熱性と圧力強度を持つ素材が望ましく、イリジウム、タングステン、モリブデン、また条件付きでグラファイトや銅など、耐熱性と強度を兼ね備えた素材などが、熱交換による冷却を前提として利用可能である。高価な超電導やレアメタル素材なども使用可能だが、必須とはしない。 【0058】 熱交換の観点では、隔壁や電極を充分な量の冷媒によって熱交換により冷却することで、核融合エネルギーの回収と、システムの物質的な維持を図ることを可能とする。熱交換の冷媒の観点では、基本的には水(軽水)が、安価で大量に使用可能で、中性子吸収率が一番高い水素を高濃度で含み、蒸気タービンなど既存の枯れた技術や装置を流用可能で、電気エネルギーへの変換するシステムも確立しており最適である。また水素化合物などを使用することで、水素が中性子線を吸収することで重水素、三重水素が生成、濃縮され、即ち高品位な燃料の再生産となり、回収、再利用により放射性廃棄物の極小化を図ることを可能とする。 【0059】 熱交換システムとして、エネルギー効率の高いナトリウムや、HTGRなどの高温ガス系などによる熱交換システムも、使用可能である。然し、必要十分な大量の軽水は、熱効率は劣るが、コストと安全面からメリットが十分あり、高価な熱交換冷媒システムは必須とはしない。構造的なヒントとして、ガソリンエンジンの冷却において、VR38DETTエンジンでは、シリンダーのスリーブを無くし、且つ、ウォータージャケットとの間隔を狭めて熱伝導率を高め、冷却水の流量を高めることで、熱交換率を高め、シリンダーの変形などを抑えている。その思想の延長線上で熱交換率をより高めることにより、隔壁や電極の保護を図ることは可能である。 【0060】 また熱交換の技術的実現性については、比較的単純な車載ラジエーターから、蒸気タービン装置、溶鉱炉、また水中における熱膨張による推力源、空気中における熱膨張における推力源、各種産業用や家庭用などの熱源システムなどを含めて、多様な用途への応用が可能である。 【0061】 初期コストの観点では、本方式は、電力を使って高エネルギー状態で核融合を誘起するので、超高温となる部分を局所化でき、更に熱交換などによる保護などを可能とすることにより、隔壁や電極に要求される耐熱性、耐圧性に対して、汎用品などの比較的リーズナブルな素材で構築することを可能とする。但し、性能が必要な部分には特殊な素材、開発品を使用することが望まれる場合もあるが、汎用品などを多数、大量に使用することで性能確保をすることも可能となる。 磁場閉じ込め型、慣性閉じ込め型などにおける、1億度を超える温度条件を満たす隔壁やエネルギー交換などの素材や設備は、自ずと高価な素材となり、またそれらを運用、コントロールするのに膨大な施設が必要となるため、初期コストは莫大な投資が必要となっている。 本方式では、熱条件が緩和されることにより、装置や設備を、既存の大量生産設備で提供される汎用品を使って構築することにより、初期コストの低減を図ることを可能とする。」 (4)【発明を実施するための形態】 ア 【0081】~【0083】 「【0081】 物理学的な裏付けを、数として示す。 (数1) ローソン条件(重水素で熱核融合反応を起こすための条件)で示される代表値 温度:1億度 原子密度:100兆個/cm3=1x10^14個/cm3 反応時間:1秒 【0082】 (数2) 既存の核融合反応温度が、代表的ローソン条件よりも低い温度で発生している例。 太陽内部:約1600万度(約2400億気圧) 水素爆弾:約200万度(核分裂反応による爆縮) (即ち、代表的なローソン条件よりも低い温度で、核融合反応が発生しているエビデンス。) 【0083】 (数3) 核融合積 核融合反応装置における、プラズマ温度(T)、プラズマ密度(n)、閉じ込め時間(τ)の 3つの量の積(n・τ・T)をいう。 即ち、密度が高くなれば、温度、時間の条件は低くても核融合反応が起こる。」 イ 【0100】 「【0100】(数20)炭素原子を核融合反応させる為に必要な、システム要件の試算仮に10万ボルトの高圧伝送路の電力を使用する場合における、生成可能なエネルギー量を試算する。A.炭素の反応への要求エネルギー:50KeV及び、2×10^8kg/m3 =2x10^2kg/cm3 =200kg/cm3B.想定されるシステム要件1.電圧:10万ボルト=100KV(絶縁破壊電圧にて100KeV相当)2.電流:1A(仮定)3.電力:10万ワット=100KW(仮定)4.生成可能な相当温度:10億度=100KeV=11,600x10K(キロ)K(ケルビン)5.原子密度(液体水素):2.23x10^22個/cm36.隔壁加圧強度:200+αkg/cm37.電力印加時間:1秒Aの条件を、1~7において、実現する装置は既存の設備において存在する。また、スペック的には、各々、10倍以上の余裕をもって実現可能である。鉄よりも軽い原子の核融合反応には、10万ボルトの10倍の、100万ボルト、即ち、1MV、即ち、100億度相当のエネルギーと、液体燃料の高濃度な原子密度によって、重水素の要求エネルギー量の100倍に相当し、余裕を以て適用できる。即ち、炭素やその他の、重水素よりも大きな核融合反応への要求エネルギー量の大きい原子へのエネルギーの供給は余裕がある。よって、本方式は、鉄よりも軽い多様な原子を、核融合燃料として利用可能とするポテンシャルを持つ。」 (5)図1は、次のとおりである。 「【図1】 [図:0001407328000001.jpg] 」 2 本願発明の技術的意義 上記1の各記載によれば、本願発明の技術的意義は次のとおりであると認められる。 (1)本願発明の技術分野 本願発明は、超高エネルギー核融合反応方式に関するものである。(【0025】) (2)既存技術の課題 既存の核融合技術は、熱による核融合は膨大なエネルギーを必要とすること、生成されるエネルギー量が微量であり熱エネルギーの回収が困難であること、を課題として有している。(【0008】~【0023】) (3)本願発明の課題を解決する手段 ア 本願発明は、高純度の燃料を、高密度、高圧縮状態にした上で、(雷のように)充分な高電圧を掛けた状態を、充分な時間維持することにより、核融合反応を効率的に誘起することを基本思想とするものである。(【0004】) イ 本願発明は、絶縁体、または高抵抗、半導体などの性質を持つ、固体、液体、及び反応中における高圧縮気体状の高密度な状態の、目的とする量に容易に調整可能とした、多様な核融合燃料に対して、充分な高電圧で電力、即ち、電子を印加、放電し、高エネルギーの状態を、瞬間的、または持続的に生成し、燃料を物理的な隔壁、または一部開領域における機械的な加圧、爆縮などを併せることで高密度の状態を生成し、電力、即ち電子の原子に対する衝突により、原子に衝突電離を起こし、電離した原子核の衝突を促し、補助的に電磁波や光粒子などの照射を行い原子の振動を促し、核融合反応を誘起するものである。(【0024】) ウ 本願発明は、電極から固体、液体の核融合燃料に直接、電力を印加することでエネルギーを高める範囲を局所化し、熱、即ち、運動エネルギーの発生を局所化させることを可能とし、これにより隔壁や電極を低温に保った状態から、瞬時に核融合反応を誘起することを可能とする。(【0042】) エ 本願発明は、原子密度の観点において、電力により瞬時に超高エネルギーを核融合燃料に印加することにより、気体、プラズマ化する以前の、固体、液体状の高密度の燃料に対して、核融合反応に必要な超高エネルギー状態を瞬時に作ることができる。(【0043】) オ 本願発明は、常温の固体、液体を爆縮することで原子の密度を高め、代表的なローソン条件よりも比較的低い温度に相当する運動エネルギーでも核融合反応を可能とする。(【0043】) カ 本願発明は、圧縮の観点において、隔壁や電極と、燃料におけるエネルギー状態は独立し、温度管理により、隔壁や電極を固体に保つことができ、物理的な隔壁で燃料を加圧することで、高密度な状態を生成、維持することを可能にする。固体、液体の燃料を固体、液体の隔壁で圧縮することで、気体状のプラズマを電磁力で凝縮、圧縮するよりも桁違いに高い密度を、桁違いに少ないエネルギーで生成することができる。燃料は核融合反応により、隔壁や電極を加温されるが、燃料の量と印可する電力量を適切に調節し、発生するエネルギー量を調節することが可能であり、また隔壁や電極の溶融、気化を、熱交換を行うことで回避する。(【0044】・【0045】) キ 本願発明は、時間の観点において、燃料、隔壁、電極が、加熱されるが、超高エネルギーを局所化し、短時間で反応させることで、高密度な固体、液体の状態の燃料に対して、固体の隔壁による加圧により、効果的に核融合反応を誘起できる。(【0047】) (4)本願発明の核融合燃料について 核融合燃料として、軽い原子である水素、ヘリウム、ホウ素、窒素、酸素、などの他に、また化合物にして導電率を変えることでリチウム、ベリリウム、炭素など、鉄よりも軽い原子とその同位体の、固体、液体、及び高圧気体の分子、及び化合物が想定される。化合物としては、軽い原子の同位体(水素:1H、重水素:2H(D)、三重水素:3H(T)、ヘリウム:3He,4He、リチウム:Liなど)を含む全ての化合物が想定され、例えば水素同位体の化合物であるアンモニア(NH3)系、ヒドラジン(N2H4)系、水素化リチウム(LiH)系、水素化ベリリウム(BeH2)系、炭化水素化合物(CnH2n)系、水(H2O)系、その他、多様なバリエーションが想定される。(【0052】) (5)本願発明の隔壁について 本願発明の隔壁として、石英ガラス(SiO2)系、磁器セラミック系、ポリエチレン系、ポリスチレン系、テフロン系、酸化ハフニウム系、その他の電気抵抗率が極めて高く、更に耐熱性の高い素材、または物質そのものが燃料となりえる素材を、重層、複合した構造で使用可能である。(【0056】) (6)本願発明の「電子を印加、放電」する手段について 本願発明の電極は、イリジウム、タングステン、モリブデンが、また、熱交換による冷却を前提としてグラファイトや銅が利用可能である。(【0057】) (7)本願発明の熱交換について ア 本願発明は、隔壁や電極に接触、又は包囲されている核融合燃料から、直接、熱交換で熱エネルギーを回収することを可能とする。(【0050】) イ 本願発明は、熱交換に用いる冷媒として、水(軽水)、ナトリウムや、HTGRなどの高温ガスを用いた熱交換システムが使用可能である。(【0058】・【0059】) ウ 本願発明において、核融合反応を起こし、熱エネルギーを回収する装置は、固体/液体核融合材料を、電極及び隔壁が接触又は包囲しており、また、前記隔壁と冷媒とが接触している。(【0050】・【0058】・図1) (8)本願発明の「補助的に電磁波や光粒子などの照射を行い原子の振動を促」す手段について 補助的に、電磁波や光粒子ビームなどを使用して、運動エネルギー量を増加させ、エネルギー効率を向上させることができる。(【0033】) (9)核融合反応を起こす条件及びシステムについて ア 核融合反応を起こすための条件としてローソン条件があり、当該ローソン条件において、プラズマ温度(T)、プラズマ密度(n)、閉じ込め時間(τ)の3つの量の積(n・τ・T)が重要であり、重水素により核融合反応を起こすための条件が代表的な条件で、温度1億度、原子密度100兆個/cm3(1×1014個/cm3)、反応時間1秒、である。(【0002】・【0081】・【0083】) イ ローソン条件の典型的な値よりも低い温度であっても、約2400億気圧である太陽内部では約1600万度で、核分裂による爆縮を用いた水素爆弾では約200万度で、核融合反応が起こりうる。(【0002】・【0051】・【0082】) ウ 炭素原子を核融合反応させる為に必要な、システム要件は、次のB.1~7とおりであり、実現する装置は既存の設備において存在する。 「B.想定されるシステム要件 1.電圧:10万ボルト=100KV(絶縁破壊電圧にて100KeV相当) 2.電流:1A(仮定) 3.電力:10万ワット=100KW(仮定) 4.生成可能な相当温度:10億度=100KeV=11,600×10K(キロ)K(ケルビン) 5.原子密度(液体水素):2.23×1022個/cm3 6.隔壁加圧強度:200+αkg/cm3 7.電力印加時間:1秒」(【0100】) 3 実施可能要件に対する判断 (1)特許制度は、発明を公開する代償として、一定期間発明者に当該発明の実施につき独占的権利を付与するものであるから、明細書に記載される発明の詳細な説明は、当業者(その発明の属する分野における通常の知識を有する者)が容易にその実施をすることができる程度に発明の構成が記載されていることを要するとしたものであるところ、特許法第36条第4項第1号が実施可能要件を定める趣旨は、発明の詳細な説明に、当業者がその実施をすることができる程度に発明の構成等が記載されていない場合には、発明が公開されていないことに帰し、発明者に対して特許法の規定する独占的権利を付与する前提を欠くことになることにあると解される。 本願発明は、方式に係るものであることから、方法の発明であるといえ、そして、方法の発明における発明の実施とは、その方法の使用をいうから(特許法第2条第3項第2号)、方法の発明について実施可能要件を充足するためには、当業者が、発明の詳細な説明の記載及び出願当時の技術常識に基づいて、過度の試行錯誤を要することなく、その方法の使用をすることができる程度に発明の詳細な説明の記載がなされていることを要する。そして、ここでいう方法の使用とは、単にその原理を説明することで思考実験を行えるのみでは足りず、当業者が実際に、「核融合反応を誘起」し、「その熱源を利用」することができることを要するというべきである。 (2)ア 上記(1)の説示、及び、本願発明が、高純度の燃料を、高密度、高圧縮状態にした上で、充分な高電圧を掛けた状態を、充分な時間維持することにより、核融合反応を効率的に誘起するものであること(上記2(3)ア参照。)を踏まえると、本願発明を当業者が使用できるというためには、当業者が、高純度の燃料を、高密度、高圧縮状態にした上で、充分な高電圧を掛けた状態を、充分な時間維持しうることを、過度の試行錯誤を要することなく、実際に実現できることを要するといえる。 しかしながら、本願の発明の詳細な説明は、以下に示すとおり、当業者が、高純度の燃料を、高密度、高圧縮状態にした上で、充分な高電圧を掛けた状態を、充分な時間維持しうることを、過度の試行錯誤を要することなく、実際に実現できる程度に、明確かつ十分に記載したものであるとはいえない。 イ すなわち、「高純度の燃料を、高密度、高圧縮状態にした上で、充分な高電圧を掛けた状態」は高密度、高圧縮状態に加えて核融合反応に必要な超高エネルギー状態でもあり(上記2(3)ウ~オ)、超高エネルギー状態は、技術常識に鑑みれば超高温状態であるといえる。さらに、「充分な時間」は核融合反応を起こすために必要な高密度、高圧縮かつ超高温状態を維持して核融合反応を効率的に誘起するのに必要な時間、例えば1秒である(上記2(9)ア及びウ)。そうすると、本願発明において、核融合燃料の高密度、高圧縮かつ超高温状態を充分な時間維持して核融合反応を効率的に誘起するためには、前記核融合材料が高密度、高圧縮かつ超高温状態である前記充分な時間の間は、核融合燃料を圧縮する機能を維持する必要があることは明らかである。 しかしながら、発明の詳細な説明の記載からは、核融合燃料の高密度、高圧縮かつ超高温状態である充分な時間の間、核融合燃料を圧縮する機能を維持するための具体的な構成は、以下に示すとおり不明である。 ウ 核融合燃料を核融合反応が誘起される超高温状態とすれば、固体、液体の状態を維持できず、気化又はプラズマ化し、熱膨張しようとするのが技術常識であることから、本願発明で想定している超高温状態(少なくとも200万度)では相当の熱膨張が生じ、当該熱膨張を抑えて原子の密度を固体、液体の状態と同程度に維持するためには、きわめて高い圧縮を要することが見込まれる。しかしながら、発明の詳細な説明の記載からは、当該熱膨張を抑えて固体、液体状態と同程度の密度に維持する具体的な手段が不明である。 エ この点、発明の詳細な説明には、燃料を圧縮する手段として、「燃料を密閉して加圧可能とする物理的な隔壁、または加圧バルブ機構による一部開領域における機械的な加圧、爆縮を併せること」が記載されている(上記2(3)イ)が、隔壁については核融合燃料を密閉して加圧するためには超高温状態で、これを固体に維持することが必要であるところ(上記2(3)カ及びキ)、その具体的な手段は下記オに示すとおり不明である。機械的な加圧や爆縮についても具体的な手段が開示されておらず、不明である。 オ(ア)発明の詳細な説明には、隔壁を固体に保つ手段として、燃料の量と印加する電力量を適切に調整して発生するエネルギーを調節し、又は、局在化して、温度管理を行うこと(上記2(3)ウ及びカ)、超高エネルギーを短時間で反応させること(上記2(3)キ)、が記載されている。しかしながら、発明の詳細な説明には、隔壁を固体に保つために、どのように発生するエネルギーを調節、局在化して温度管理を実現するのか、その具体的な手段は記載されておらず、技術常識であるとも認められない。また、印加する電力量と時間については、核融合反応に必要な超高エネルギー状態を作る必要性から、調節できる範囲は限定的であると考えられ、隔壁を固体に保つことと超高エネルギー状態を作ることとをいかにして両立できるのか、発明の詳細な説明の記載からは全く不明である。 (イ)また、発明の詳細な説明には、隔壁を固体に保つ手段として、熱交換を行うことが記載されている(上記2(3)カ)が、本願発明で核融合反応を誘起するために想定している超高温状態(少なくとも200万度)の核融合燃料に接触する隔壁も同程度の超高温状態になると考えられ、そのような超高温状態の隔壁をどのような手段によって冷却すれば固体状態に維持できるのか、不明である。この点について、発明の詳細な説明には、冷媒として水やナトリウムを用いた熱交換も記載されている(上記2(7)イ)が、そのような手段により本願発明で想定されているような超高温状態の燃料に近接する隔壁を固体に保つことができるとは、技術常識から見て到底考えられない。 カ したがって、本願の発明の詳細な説明の記載は、当業者が、高純度の燃料を、高密度、高圧縮状態にした上で、充分な高電圧を掛けた状態を、充分な時間維持しうることを、過度の試行錯誤を要することなく、実際に実現できる程度に、明確かつ十分に記載したものであるとはいえない。 (3)以上によれば、本願の発明の詳細な説明の記載は、当業者が実際に、「核融合反応を誘起」し、「その熱源を利用」することができる程度に、明確かつ十分に記載したものであるとはいえない。 4 審判請求人の主張について (1)請求人の主張の概要 審判請求人は審判請求書において、(i)本願発明は、ドイツのドレスデン・ロッセンドルフ研究所により公開された「Artificial lightning to prompt nuclear fusion」(以下「参考資料」という。)により実験的なエビデンスが得られていること、及び(ii)本願明細書等には、当業者が実施可能である程度の記載がなされていること、から、拒絶理由は解消している旨を主張している。 (2)請求人の主張についての検討。 審判請求人の主張(i)及び(ii)は、下記ア及びイの理由により、いずれも採用することができない。 ア (i)について 参考文献には、本願発明のように核融合材料として固体や液体を用いることや、隔壁や電極を用いることは記載されておらず、上記3で指摘した実施可能要件違反の結論に影響を与えるものではない。 イ (ii)について 請求人の(ii)の主張を考慮しても、上記3で指摘した高純度の燃料を、高密度、高圧縮状態にした上で、充分な高電圧を掛けた状態を、充分な時間維持することにより、核融合反応を効率的に誘起する点についての実施可能要件違反の結論に影響はない。 第5 むすび 以上のとおり、本願は、発明の詳細な説明の記載が特許法第36条第4項第1号に規定する要件を満たしていないから、拒絶されるべきものである。 よって、結論のとおり審決する。

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2022-018230

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同じ論点・分野の審決(審決分類)4件(537・G21B、538・G21B)
  • 2021-003826拒絶査定不服審判 / 2021-11-22 / 原査定取消(特許/登録すべき)真空プラズマ炉
    共通の審決分類: 537・G21B
  • 2020-002761拒絶査定不服審判 / 2021-04-23 / 請求不成立荷電粒子ビーム核融合
    共通の審決分類: 537・G21B
  • 2017-005366拒絶査定不服審判 / 2019-03-05 / 原査定取消(特許/登録すべき)荷電粒子ビーム非対称衝突型核融合炉
    共通の審決分類: 537・G21B
  • 2015-015905拒絶査定不服審判 / 2016-11-01 / 請求不成立エネルギ集中
    共通の審決分類: 537・G21B

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