阪大など､核融合の効率化技術を実証 ほか 日刊工業新聞から核融合ネタ３題

https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00491272
放射性核廃棄物、ミュオン核融合で放射線遮断　中部大が近く実験開始
　日刊工業新聞 電子版　2018/10/10　名古屋

中部大学工学部の佐藤元泰特任教授らは、人工的核反応技術「ミュオン核融合」を用いて放射性核廃棄物から放射線が出ないように安定化する技術の実証実験を近く始める。

素粒子の一種であるミュオンのうち負の電荷を持つ負ミュオンを、水素原子核の周囲の電子と置き換えて核融合を起こして中性子を発生させ、中性子を放射性物質に当てて放射線を出さない状態に変化させる。５年間の実証実験を行い、将来的に原子力発電所の放射性核廃棄物を処理できるようにする。

負ミュオンと電子を置き換えると、核融合の原料である二重水素原子と三重水素イオンの間で核融合が起こる。ヘリウムイオンと１４・１メガ電子ボルトのエネルギーで核融合中性子が発生、放射性核廃棄物に当てると物質状態が変化する。

セシウムやジルコニウムは、約１０年当て続けると放射線発生量は自然界レベルに低下するとみられる。パラジウムを放射線を出さないパラジウムや銀に変え、産業利用が可能になる。

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阪大など、核融合の効率化技術を実証　強い磁場でプラズマ加熱
　日刊工業新聞 電子版 2018/9/27

大阪大学レーザー科学研究所の坂田匠平特任研究員と藤岡慎介教授らは２６日、核融合の際、強い磁場を加えてプラズマを加熱し反応を効率的に起こす技術を実証したと発表した。広島大学や東北大学、米ネバダ大学リノ校などとの国際研究。レーザーを使った核融合反応で、反応部分の温度が下がらず確実に反応が進む。将来の核融合エネルギー利用や、星の内部状態の再現、新物質の創成といった研究に応用できる。

核融合は海水に含まれる重水素とリチウムから作り出す三重水素の核を近づけて反応させ、エネルギーを生み出す仕組み。高出力のレーザーによる核融合では、反応が始まる点火時に、核融合燃料の温度が急激に低下し失敗することがあった。温度を下げないよう強いレーザーを使っても、電子が広がり核融合燃料に衝突せず反応が起きにくかった。

国際研究グループはネオジム磁石の約６００倍の強い磁場で、レーザーの電子を直径１００マイクロメートル（マイクロは１００万分の１）以下の核融合燃料に集中させた。大阪大の高出力レーザーで効率的に反応する環境を実現した。

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プラズマ内の間欠的バースト現象、量研機構など解明　核融合炉安定に貢献
　日刊工業新聞 電子版 2018/9/19

量子科学技術研究開発機構と核融合科学研究所は、プラズマ中の高速粒子が瞬時に大量に失われる「間欠的バースト現象」の発生原因を解明した。シミュレーションによる再現に成功し、同現象が高速粒子と電磁波の相互作用によることを初めて示した。核融合エネルギーによる発電の実現に向け、核融合炉を安定して運転する手法の確立につながる。

核融合炉では、プラズマを加熱し、１億度Ｃ以上の高温プラズマになると核融合反応が起こる。この反応で発生した高速粒子により、高温プラズマ状態が維持される。だが同現象が発生すると、高速粒子が失われてプラズマの加熱効率が低下してしまい、安定運転に影響する可能性がある。

同現象は、これまでも高速粒子と電磁波の相互作用による可能性が考えられていた。だが、高速粒子がプラズマ粒子と衝突して減速する事象と電磁波挙動の時間スケールには数百倍の差があるため、シミュレーションで再現できず、その関係を示せなかった。

研究グループは、高速粒子と電磁波の両事象を同時に考慮するため、低速と高速の計算を交互に切り替える数値計算手法を開発。これをシミュレーションに導入し、同現象を正確に再現した。

成果は、２０２５年の運転開始に向け、フランスで建設中の国際熱核融合実験炉「ＩＴＥＲ」（イーター）で、プラズマ性能の予測精度向上に役立てられる。