原子力発電の代替

Question

今現在原子力発電所ではウラン等の原子核分裂反応を利用していますが
軽元素を使った核融合炉を使うことは今現在不可能なんでしょうかね？
極高圧、極高温の状態を作らないとダメなのはわかりますが技術的にとかもちろん金銭的にとか・・・

核分裂と違い　いわゆる連鎖反応がないですから原理としては暴走が無いですし炉心溶融の心配も無いはずなんですが・・・あくまで机上ですが

kenchin · Accepted Answer

色々問題は多いんですけど
条件が半端なく厳しいですし、制御の問題も厳しいんです。

バクッというと、核分裂は不安定な物質が他の物質に変化
する速度を加速させて、その過程で余分なエネルギー（主として
熱ですが）が外部に放出されるなら、それを利用しようってのが
原子力発電なんです。

核融合はこの逆。
安定した物質同士を融合させて他の物質を作る。
この過程で.....（以下略）

極論すれば全ての物質が核融合で作れるんですが、重い
原子を燃料にすればするほど、反応温度が上がってしまう。
（これは後で関係します。）

温度だけに注目しても、最も低いのが水素の250万度ですか。
２０００度くらいなら、まぁ材料も何とかありますが、ここまでの
高温になると、それに触れても大丈夫な材料（固体とか液体）
がない。
（圧力を変えれば温度は変化しますが、とりあえずこれは
無視します。）

もちろん、水素爆弾みたいなものは別ですよ。
あれは爆発した以後に核融合が始まるんですが、その段階では
容器を心配する必要はありません。
なにせい、爆弾ですからね。（触れた物を破壊させるための存在）

現在研究されているのは、磁力線で燃料を真空中に浮かせて
反応させようって方法です。
形で言うと、ちょうどキャンディーと包み紙みたいな関係。
紙の真ん中にキャンディーを入れて両端をクルクル！っとしますよね？
あれと同じです。
紙が磁力線、キャンディーが燃料。

こうなると
　　・クルクル！の部分を通じて、どうやって安定的に燃料を
　　　継続供給するか？
　　・核融合は強烈な放射線（中性子）を出して材料を脆く
　　　したり材料に放射能を持たせたりするが、その対策を
　　　どうするか。（適当な材料が無いと云う問題）
　　・そもそも中性子を遮蔽仕切れるか？（これはある程度の目処
　　　が立ってきました。）
なんて問題が出てきます。

で、先に書きましたが「軽い原子ほど低い温度（といっても数100万度ですが）
で核融合する。」というものを利用して、いまは三重水素を使っているのですが
これ自体も放射性を持っているので漏えい対策は必要です。

＞核分裂と違い　いわゆる連鎖反応がないですから原理としては（略）

いえいえ、机上どころか、これはもう各国が真剣に研究していますよ。
やっとと云えばオカシイかもしれませんが、ある程度の安定度を持って
核融合を起こすことは容易になりましたしね。

ただ、それでもまだ商用炉として使うには、上に書いた材料だとか
制御だとか、そういう物の解決に長い時間が必要なんです。

そうですね、私たちの孫の世代までに実用化されると良いんですが。
むしろ、天然の核融合炉である太陽のエネルギーを利用する方が
楽なんじゃない？とか、宇宙空間に新しい太陽を生み出すほうが
早いんじゃないと思います。

k_kota · Answer

今回を機に調べたのでしょうね。

技術的にはまだまだのレベルですね。
月面移住とかそれに近いレベルかもしれません。

また、核分裂の原子炉のデメリットは軽減されますが、放射性物質はでますし、
制御系のパワーが大きいので、単純にそれ自体がリスクにもなります。

kokubosino · Answer

トリチウムを使うんだったらウラニウムより先に無くなります、数年で使い果たすでしょうね。

重水素だったら、それを作るのに膨大な電力が要るわけで(^_^;

核融合も連鎖反応です。陽子同士の

tpg0 · Answer

身近な例では、太陽は水素で核融合を起こしてます。
しかし、太陽からも強烈な放射線が放出されてるのをご存知でしょうか？
ウランが放射線を放出してるのではなく、核融合が放射線を出すのです。

vio30com · Answer

私も同感です。
前は、核融合と聞くと、水爆と思っていましたが、
水爆は、核融合の起爆剤として、原爆を使用しているから
放射能の問題があるんですね。
核融合発電、早く実現すれば良いと思います。

今、実験炉を国際協力によって、建設開始している様です。
完成は2019年の予定だそうです。
下記ＵＲＬより。

参考URL：http://www.asahi-net.or.jp/~rt6k-okn/fusion.htm

Stereo-Composer · Answer

まさしく、机上では可能です。トカマク炉とか有名ですよね。
なんと個人で核融合装置を完成させた人もいます。
http://www.narinari.com/Nd/20100613784.html

ただ、安定動作させる、コストを抑える、安全に扱うとなるとまだまだ先の話になりそうです。
原子力すらうまく扱えていないのですから、核融合云々言うのはまだまだ人類には早いのではないでしょうか。

原子力発電の代替

色々問題は多いんですけど

今回を機に調べたのでしょうね。

トリチウムを使うんだったらウラニウムより先に無くなります、数年で使い果たすでしょうね。

身近な例では、太陽は水素で核融合を起こしてます。

私も同感です。

まさしく、机上では可能です。

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