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核融合【かくゆうごう】

核融合とは、二つの原子核を合体させて新たな原子核を作る反応を指す。核融合は、太陽や星のエネルギーの源でもあり、大気汚染物質を発生させないクリーンなエネルギーとして注目されている。さらに、燃料となる物質が海水中に全て含まれていることから、実現すれば人類は恒久的なエネルギー源を手に入れることができると言われている。大気汚染物質を発生させないことや恒久的なエネルギー源と目されていることから、優れた循環型のエネルギーとして期待されている。

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核融合を用いた発電について

それに伴って、近年は、核融合を使った発電が研究されている。核融合が発生すると、高エネルギーの粒子(陽子、中性子など)やガンマ線、ニュートリノなどの形の大きなエネルギーが放出されることとなる。特に、核子1個当りの結合エネルギーは、軽い原子核ほど小さいため、原子番号28(ニッケル、Ni)程度までは,原子核融合により余分のエネルギーが放出される可能性があると言われている。その大きなエネルギーを用いて電力へ変換することが世界各地で研究されている。

核融合の手段について

核融合にはいくつかの手段がある。主立ったものを挙げれば、重力閉じ込め式核融合、熱核融合がある。重力閉じ込め方式核融合とは、圧力により温度を上昇させることにより、原子ないし分子の運動を活発化させる方法である。熱(温度)とはすなわち原子ないし分子の運動が活発さを示す数値であり、熱(温度)が上昇すればするほど活発になる。そのため、一定の空間内に閉じ込めた原子を圧力により温度上昇させることにより、原子の運動を活発にしてやれば、温度上昇した分だけ原子同士が衝突を起こす確率が高くなるため、これを利用して核融合反応を起こす事が可能である。 当然のことであるが、温度が上昇し運動が活発になれば膨張力が働くため、膨張を閉じ込めておくだけの圧力も必要である。言い換えれば、可能な限り圧力により圧縮していけばそれだけ温度が上昇し、核融合反応を起こすことが可能であると言える。一方の熱核融合は、磁場閉じ込め式核融合とレーザー核融合とがあるが、ここではレーザー核融合を説明する。レーザー核融合とは、核融合反応に必要不可欠な超高温・超高圧状態を強力なレーザーで作り出す方式のことをいう。具体的な方法としては、燃料となる重水素をプラスチックの球殻に詰めて凍結し、このプラスチックの球殻に対してあらゆる確度からレーザーを照射する。すると、プラスチックの球殻はレーザーの高温により破裂し、その反動により燃料である重水素は中心に向けて爆縮(急速に圧縮されること)される。その後、融合反応を起こすことになるが、融合反応の方法には二種類ある。一つは、主に米国で研究されている中心点火、もう一つは、主に日本で研究されている高速点火である。中心点火は、そのプロセスがディーゼルエンジンに例えられ、圧縮された燃料自体の断熱圧縮による熱で点火する方式をいい、一方の高速点火とは、圧縮された燃料の一部に圧縮用レーザーとは別の超強力かつ瞬間的なレーザーを照射して加熱、点火し連鎖反応で燃料全体を燃やしつくす方式をいう。

問題

核融合とはどのような反応のことを指すか。

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