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2017年09月23日

大人の自由研究 核融合について知りたい

大人の自由研究 核融合について知りたい 私が小学生低学年だった頃、40年後には石油が無くなると言われていた。
40年経った現在、幸いにも化石燃料は手軽な価格で使い続けることが出来ている。



同じく40年前、核融合による発電が40年後には実用化すると言われていた。
40年経った現在、核融合による発電は実現できていない。

核分裂と核融合の原理は以下の通り。


核分裂ではウラン235などの重い分子を分裂、エネルギーを生じさせるが、
核融合では二重水素(deuterium)と三重水素(tritium)を超高速で衝突、もしくは高温下で融合させ、核の質量が失われることによりエネルギーが生じる。

地上で核融合を継続させる(臨界状態)には超高温(1億2千万℃)の環境が必要と言われている。
こんな太陽よりも高い温度に耐えられる物質は存在しない。


ではどうするか。。

強力な磁場によって、超高温のプラズマが格納容器の壁に触れないように浮遊させるのだ。
その磁場を発生させるための設備が、Large Herical Device(LHD)と呼ばれる、プラズマ閉じ込め装置だ。


核融合実験を行う際は、
人が立っているこの空間↓すべてが真空状態になり、この中を1億℃を超えるプラズマが漂うことになる。

のたうつヘリカル管の内部は、超伝導を維持するため液体窒素で満たされ-190℃程度に保たれる。
そのそばを1億℃を超えるプラズマが漂う。
なんだか究極のマッチポンプだよね。


LHD内で発生したプラズマの写真

このプラズマが数秒間、最長でも48分間発生した
と言って喜んでいるのが現状。



装置の全体写真


これだけ大掛かりで莫大な費用をつぎ込だ実験装置でも、
核融合の臨界状態を保つのは容易ではない。

しかも、
これはあくまで実験装置であって、発電所ではない。
核融合を起こすためにつぎ込むエネルギーは膨大で、
核融合により得られるエネルギーを上回っている(´・ω・`)

10月末に核融合科学研究所のオープンキャンパスがある。
最前線で核融合を研究している方に発電に向けた実用化の展望を直接聞いてみたい。

個人的には核融合発電には期待しています。
だってさ、JR東海のリニアモーター鉄道とか、
電気自動車など大量に電気を使う輸送機器を作っておいて、その電力をどう賄うのか、考えないのは無責任でしょう。

ブログ一覧 | その他 | 日記
Posted at 2017/09/23 18:45:53

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この記事へのコメント

2017年9月23日 22:04
はじめまして、こんにちは!
現在では、核融合を1億度という高温ではなく、常温で行えるようですよ。常温核融合で検索すると、いろいろと出てきます。ご興味があれば、ぜひ検索してみてください。常温核融合は夢のエネルギーと言われていますから、実現すればものすごいことになりますね!放射能も出ないし、CO2もでない、クリーンなエネルギーのようです。
コメントへの返答
2017年9月23日 23:45
コメントありがとうございます!

常温核融合は、凝縮集系核反応とよばれ研究が進んでいるようですね。
私の知っている物理学では説明のできない元素変換によるエネルギーの生成なのですが、実用化したら素晴らしいことです。

人類のエネルギー問題が解決出来たら、争い事も減ると思います。
世界平和のためにも、研究者には頑張ってもらいたいですね。

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何シテル?   10/17 22:11
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