核融合エネルギー

<新しいエネルギー開発の必要性>

 世界の人口は、産業革命以降、生活の利便性や医学の進歩に伴い急激に増加し、現在は60億人を超えています。さらに、生活水準の向上や、より便利な社会が実現され、1人当たりのエネルギー消費量も急速に増大しています。現在、我々人類は、この地球が何億年もかけて蓄えてきた石油・石炭・天然ガスなどの貴重な資源を「One match in the long night」、すなわち1本のマッチが長い夜を一瞬だけ輝らす様な急激な勢いで消費しており、これから新しい埋蔵資源が発見されたとしても、近い将来にこの貯蓄が無くなることは間違いない事実です。また、我々は化石燃料の大量消費に伴う地球温暖化問題にも直面しています。
 これらの問題を同時に解決するために、燃料が無尽蔵にあり、CO2の発生がない核融合エネルギーの実現が期待されています。

<核融合とは>

 核融合とは、重水素と三重水素の原子核をクーロン力を超えて融合させることでヘリウムと中性子を作り出すものです。このとき、ごくわずかな質量が失われます。この失われた質量はすべてエネルギーとして放出されます。放出されるエネルギーは失われたエネルギーと光速の2乗の積に比例することから、莫大なエネルギーとなります。


 核融合反応によって発生するエネルギーと反応を維持するために必要なエネルギーが釣り合うための条件をローソン条件といい、レーザー方式の核融合の場合、
 1. プラズマ温度が100万度以上
 2. プラズマ密度と閉じ込め時間の積が10の14乗/cc秒以上
になります。

<2つの方式>

 太陽は生命の源であるエネルギーを水素の核融合反応により発生し、地上に送り続けています。この太陽活動を地上に実現しようというのが核融合です。
 核融合エネルギーには慣性閉じ込め核融合エネルギー(IFE*) と磁場閉じ込め核融合エネルギー(MFE*) があります。慣性核融合は核融合燃料を瞬間的に高温高密度に圧縮し、燃料自身の重さ(慣性力)で燃焼を維持させる方式で、レーザー核融合がその代表です。これに対し、磁場核融合は低密度の燃料を磁場容器に長時間閉じ込めて核融合反応を起こさせる方式で、トカマク型がその代表です。両者は互いに異なる技術を基盤としており、我が国を始めとして世界各国で研究が進められています。

 

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