★今日は広島に原子爆弾(原爆)が投下された日。原子爆弾はウランやプルトニウムの核分裂反応を利用した非人道的な兵器です。世界は協力して核廃絶を実現しなければなりません。
★核融合エネルギーにも「核」という文字がつきます。残念なことですが核融合エネルギーも非人道的兵器に利用されたことがあります。水素爆弾(水爆)と呼ばれるものです。1950年代に米国によって実験が行われました。第5福竜丸が被曝したのも水素爆弾の実験(1954年)です。
★水素爆弾は原子爆弾(ウランかプルトニウム)の中心に重水素化合物(おそらく固体)を入れて、核融合反応を起こして爆発力を強めたものです。つまり核融合反応を起こすための起爆剤に原子爆弾を使ったもので、原子爆弾を使わなければ水素爆弾はできません。また水素爆弾の放射性降下物のほとんどがウランやプルトニウムからできたものです。
☆「制御された」核融合エネルギー(核融合発電所)は、純粋な重水素と三重水素(どちらも水素の同位体)の気体を混ぜて、真空に近い状態でゆっくりと反応させます。ウランやプルトニウムは使いません。核融合発電所の発電量は火力発電とほぼ同じ100万キロワット程度です。これに対して水素爆弾は、核融合発電で生じる「3年分の総エネルギー」を、10万分の1秒という一瞬に放出します。核融合発電と水素爆弾は反応の速さが桁違いに違う、全く別のものなのです。
☆爆発とは、高圧力に圧縮された物質が短時間に外に飛び散ることです。核融合発電の燃料は温度が高くなっても数気圧にしかなりません。これでは爆発しません。
☆核融合発電は爆発の心配のない発電システムなのです。
★核融合エネルギーにも「核」という文字がつきます。残念なことですが核融合エネルギーも非人道的兵器に利用されたことがあります。水素爆弾(水爆)と呼ばれるものです。1950年代に米国によって実験が行われました。第5福竜丸が被曝したのも水素爆弾の実験(1954年)です。
★水素爆弾は原子爆弾(ウランかプルトニウム)の中心に重水素化合物(おそらく固体)を入れて、核融合反応を起こして爆発力を強めたものです。つまり核融合反応を起こすための起爆剤に原子爆弾を使ったもので、原子爆弾を使わなければ水素爆弾はできません。また水素爆弾の放射性降下物のほとんどがウランやプルトニウムからできたものです。
☆「制御された」核融合エネルギー(核融合発電所)は、純粋な重水素と三重水素(どちらも水素の同位体)の気体を混ぜて、真空に近い状態でゆっくりと反応させます。ウランやプルトニウムは使いません。核融合発電所の発電量は火力発電とほぼ同じ100万キロワット程度です。これに対して水素爆弾は、核融合発電で生じる「3年分の総エネルギー」を、10万分の1秒という一瞬に放出します。核融合発電と水素爆弾は反応の速さが桁違いに違う、全く別のものなのです。
☆爆発とは、高圧力に圧縮された物質が短時間に外に飛び散ることです。核融合発電の燃料は温度が高くなっても数気圧にしかなりません。これでは爆発しません。
☆核融合発電は爆発の心配のない発電システムなのです。
コメント
②中性子が飛び出して来るが、電荷が中性な為に、超電導磁石では閉じ込める事ができない。核融合炉が速く傷むのではないか。
③またガンマ線も中性であるが、特に超電導磁石は極低温で超電導状態を保っているが、ここにガンマ線が入り込み、超電導状態を不安定にするのではないか。
①水素爆発は水素と酸素の化学反応で起こります。プラズマは、水素以外の酸素などの不純物が入り込むと、瞬時に温度が下がってしまいます。ですから運転中の核融合炉のプラスマには酸素は含まれず、水素爆発の可能性はありません。水素爆発の可能性があるとすれば、プラズマに何らかの理由で空気が入り込んだ場合ですが、プラズマの水素の重さは1グラムほどです。数気圧になるのは、温度が高いから(圧力は粒子密度と温度のかけ算)で、常温では数十万分の1気圧(ほぼ真空)です。1グラムの水素の燃焼熱は140kJ(34kcal)で、これでは水素爆発といえないほど小さなエネルギーです。
②中性子は発電のためのエネルギー変換と三重水素の増殖のために使われるため、プラズマと超電導磁石の間に設置されるブランケットと呼ばれる厚さ1メートルの板状の装置でほぼ全てが吸収されます。
https://marumaru-yamane-fusion.blogspot.com/2010/11/blog-post_1688.html
超電導磁石を通過するのはごく一部です。それでもそのごく一部の中性子が超電導磁石の性能を劣化させるため、核融合炉の寿命を考えて、超電導磁石に当たる総中性子量を許容できる値まで下げるられるよう、ブランケットの中性子遮へい性能を決めます。
③ご指摘のとおり、中性子を遮へいするとガンマ線が発生し、超電導磁石を通過します。その際、ガンマ線が超電導磁石を加熱します。これをガンマ加熱といいます。運転中は定常的な加熱となりますが、液体ヘリウムなどの冷媒で冷却することで、温度上昇を1℃以下にすることができます。超電導体の性能にもよりますが、1℃の温度上昇を許容する磁石の設計は可能です。
NHKの映像の世紀バタフライエフェクト「アインシュタイン 科学者たちの罪と勇気」を見て、戦争や核爆弾の恐ろしさを再認識するとともに、CO2の削減に必要だからといっても事故が起こってしまうと大変な原子力発電を使い続けることに不安を感じました。
上記映像と関連して、水爆は水素を使った爆弾のイメージであるにも関わらず、放射能が発生することについて疑問に思い検索したところ、こちらのサイトに辿り着き、腑に落ちました。ありがとうございます。
温暖化問題も気になるので、事故が起きた時に危険な原子力発電ではなく、万が一事故が起きても重大な事故にならないように作られた核融合発電が早期に実用化されることを切に願います。
プラズマ状態での温度は1万度程度あります。プラズマ状態に酸素のような不純物が入ると急激に温度が下がるとありますが、酸素濃度が5%以上になる時には既に500℃以下にまで下がっているという認識でよろしいでしょうか?
1万→500℃にまで瞬時に下がるとはにわかに信じ難いです。放熱に関する原理をもう少しだけ細かく説明していただけると幸いです。
最悪の事態を想定して、プラズマが生成される真空容器に繋がっている配管がギロチン破断し、空気が真空容器内に一気に入ったとします。プラズマの温度が下がったとしても、真空容器の金属壁は500℃以上あります(この温度はすぐには下がりません)から、酸素濃度は5%を超え、自然発火するはずです。ところが、真空容器内の水素の重さは1g程度です。1gの水素の燃焼熱は140kJ(34kcal)です。この程度のエネルギーでは、真空容器はびくともないことが分かっています。
真空容器に繋がっている配管にひび割れがあり、ゆっくりと空気がはいった場合はどうでしょう。プラズマの中に4%の酸素が蓄積すると、核融合反応によるエネルギー発生量が半分になります。このような状態になるまでには、当然気が付くでしょうから、インターロックを付けて、強制的に不純物を入れる(もちろん酸素以外)などして、核融合反応を停止し、水素を外部に排気してしまえば、水素爆発は回避できると思います。なお、プラズマの温度を下げるのに必要な時間は1分もあれば十分です。
「核融合発電は爆発しません」というタイトルを付けておいて、水素爆発(化学反応)は起こるかも知れないという矛盾したことを述べましたが、核反応による爆発は起こさないという意味ですので、ご容赦ください。