核融合発電の仕組み
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核融合発電の仕組み. 基礎セミナー 中間発表 浅井宏祐. 核融合発電の仕組み. 核融合発電の仕組み 核融合とは 発電の種類 エネルギーを得る原理 燃料・廃棄物に ついて ②  まとめ. http://www.sigma.phys.nagoya-u.ac.jp/sigmae/. 核融合発電の仕組み. 1.核融合とは 粒子が衝突して融合し、新しい粒子が生成する事。この時エネルギーが放出される。実用化に最も近いとされているのは重水素と三重水素を核融合させる D-T 反応である。

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Presentation Transcript


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核融合発電の仕組み

基礎セミナー 中間発表

浅井宏祐


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核融合発電の仕組み

  • 核融合発電の仕組み

  • 核融合とは

  • 発電の種類

  • エネルギーを得る原理

  • 燃料・廃棄物について

    ② まとめ

http://www.sigma.phys.nagoya-u.ac.jp/sigmae/


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核融合発電の仕組み

1.核融合とは

粒子が衝突して融合し、新しい粒子が生成する事。この時エネルギーが放出される。実用化に最も近いとされているのは重水素と三重水素を核融合させるD-T反応である。

しかし、核融合では、正の電荷を持つ核どうし電気的反発力に打ち勝って融合反応を起こすために、1億℃でのプラズマ状態が条件となる。

httpwww.ile.osaka-u.ac.jpjplaserfusionindex.html


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核融合発電の仕組み

プラズマとは

物質の状態である個体・液体・気体のいずれとも違い、原子核と電子が離れ離れになってしまうような状態のこと。

http://sci.digitalmuseum.jp/project/nins03/pre_4_1.php

太陽は常時プラズマ状態で水素原子が衝突し、核融合が起き、最終的にヘリウムになる。太陽は非常に大きく重い為、大きな引力が発生し、プラズマが一箇所に集まっている。

地球上で核融合を起こすには?

http://www.sigma.phys.nagoya-u.ac.jp/sigmae/

http://www.sigma.phys.nagoya-u.ac.jp/sigmae/


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発電の種類

地球上で核融合を起こすには?

1.超高温(プラズマ状態にするため)

2.超高密度(核融合を起こしやすくするため)

3.長時間一箇所に閉じ込める(連続してエネルギーを得るため)

の3点が必要になる。

発電には磁場による核融合プラズマの閉じ込めを行うトカマク・ヘリカル方式、レーザーによる慣性閉じ込めを行うレーザー方式がある。

http://www.mext.go.jp/a_menu/shinkou/iter/019.htm


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エネルギーを得る原理

核融合炉で発生するエネルギーは熱として得られる。核融合炉を覆うブランケット内に通る管に冷却水が流れていて、得られた熱によって冷却水が蒸発し、蒸気がタービンを回す。


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燃料・廃棄物について

・燃料

核融合の燃料は、水素の同位体である重水素と三重水素(トリチウム)を用いる。重水素やトリチウムの元となるリチウムは海水中に含まれ、無尽蔵である。

また、核融合反応では、少量の燃料から膨大なエネルギーが発生し、例えば、1グラムの重水素−三重水素燃料から石油(約8トン)に相当するエネルギーを得ることができる。(核分裂だと1gのウランから石油1.8トン)

・廃棄物

発電の過程で放射性物質であるトリチウムが出るが、トリチウムはβ線であるため皮膚を貫通せず、大量に飲み込んだり、吸い込んだりしない限り大丈夫である。また、海水を燃料とするため、二酸化炭素を排出しない。


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まとめ

核融合発電の大まかな仕組みについて理解することができた。長期間熱に耐えるブランケットの開発や経済性、放射化した装置の問題があるが将来のエネルギー源となりうる研究の一つではないかと思った。

参考文献

「トコトンやさしいエネルギーの本」、山崎耕三

「レーザー核融合 二十一世紀エネルギーへの挑戦」、中井貞雄

www8.cao.go.jp/cstp/siryo/haihu13/siryo5-2.pdf


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