10億度のプラズマの入れ物

核融合に必要な10億度のプラズマがそろそろできそうだ…という報道を見ました。

ふと思ったのは、「10億度といったら、あらゆる物体が溶けてしまうのに、いったい
どのような容器に入れて実験をしているのだろう？」という子どものような疑問でした。

無重力中なら何にも触れずに保存することは可能でしょうが…。

それから、そのような超高温に、どうやって加熱することができるのでしょう？

文系の一般のおっさんにも理解できるよう、どなたか解説していただけませんか？

No.3 ベストアンサー 回答者： teppou 回答日時： 2014/04/04 13:38

　十分な説明ができるような能力はありませんが、一般的に。

　ご心配のように、プラズマは容器に入れとおくというわけにはいきません。

　核融合炉研究の歴史は、高温高圧のプラズマをいかに閉じ込めるかという研究の歴史です。

　現在研究されているのは、磁気閉じ込め方式と、レーザー閉じ込め方式の二つです。

　多分、現在最も主流のトカマク型も、磁気閉じ込め方式の一種です。

　プラズマは、電気を帯びた粒子の集まりですので、磁界の中で運動すると、直進できず磁力線の周りを回転運動しながら移動します。
　この磁気の力で、プラズマを閉じ込めるのですが、身の回りにある磁石のような磁界では、プラズマが磁力線にそって磁極に集まってしまいますので、核融合炉では磁界の作り方が一番重要です。

　ちなみに、オーロラも太陽から来たプラズマが、地磁気にそって回転しながら両極に集まる事によっておこる現象です。

　トカマク型では、ドーナツ型の真空容器の外側にコイルを巻いて、真空容器の中心にリング状にプラズマを集めるような構造になっています。

　現状ではまだ、さまざまな問題があり、少しづつ解決しながら前進しているようです。

　その他の磁気閉じ込め方式に、ヘリカル型というのもあります。

　レーザー型は、また違った方式です。

　wikiのURLを貼っておきますので、興味があれば読んでください。

　核融合炉
　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%A0%B8%E8%9E%8D% …

　トカマク型
　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%88%E3%82%AB% …

　レーザー型
　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AC%E3%83%BC% …

No.2 回答者： foobar 回答日時： 2014/04/04 13:30

現在主流なのは、＃１さん回答にあるように磁力線を使って容器から離して保持する、って方法です。

プラズマって電気を帯びた粒子なので磁力線に沿って移動するって性質があり、うまく磁力線を輪っかにしてやれば、その輪っかに沿って動きそこからはみ出さないようになります。
実際にはもっといろいろ面倒なことがあるようですが。
この磁力線をつくるのに、普通の電線だと大電力が必要なので超伝導をつかったりしてるのだとか。

あと、加熱はプラズマの中に電磁波を入れたり、加速器で作った高エネルギーの粒子を打ち込んで行います。10億度といっても加速器の電圧に換算すると100kV（10万V）程度とそれほど高いものではないので、これで十分加熱できます。
電磁波は電子レンジで料理を温めるような感じ、高エネルギー粒子の注入はぬるい風呂の湯を暖めるのに熱湯を注ぎこむような感じです。
（高エネルギー研究で使われている加速器は、これより桁違いに大きなエネルギーを与えています。）

No.1 回答者： LEVELUP100 回答日時： 2014/04/04 12:20

　実験炉でＩＴＥＲ（イーター）なるものがあります。

　日本国内にも研究炉がありますが、当然のように超高温のプラズマが隔壁に接触すると融解しますので、強力な磁場で閉じ込めておくようです。

　この磁場の発生には大電力を投入する必要があるため、冷やかす人は電力を取り出せないのでは無いか？と冷やかされるくらい必要です。

＞ITER
＞http://ja.wikipedia.org/wiki/ITER

＞JT　60　ホームページ
＞http://www-jt60.naka.jaea.go.jp/

参考URL：http://ja.wikipedia.org/wiki/ITER