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核融合炉の中でプラズマを温める方法

核融合発電の炉の中では、水素の同位体(重水素三重水素)が超高温プラズマ状態になっています。プラズマは粒子の密度が空気の10万分の1という希薄な(ほとんど真空の)ガスの状態です。そしてある温度以上になったとき中心部が核融合反応を起こし、エネルギーを発生します。そのような超高温プラズマを作るためには、最初に室温の水素のガスを温める必要があります。その方法について説明します。

☆プラズマを温める方法には大きく2種類があります。ひとつは電波を当てて温める方法です(絵の左側)。皆さんの家でも電子レンジを使って料理に電波を当てて温めていますよね。あれと同じ原理です。もうひとつは、加速器で高速に加速した(つまり温度の高い)水素をプラズマに入れる方法です(絵の右側)。こちらはヤカンで沸騰させた水を、冷たい水に注ぎ込むということに似ています。この二つの方法を上手く組み合わせてプラズマを温めていきます。

☆ 一度プラズマが温まってしまうと、後は自分の作ったエネルギーで温度を維持します。その状態にまで温めることを「点火」といいます。また温度を維持するためには、温度が下がらないように、周りを真空で断熱しなければなりません。そのためにプラズマは、強力な磁力を使って真空の中で浮かせます。核融合炉は、完全に真空に取り囲まれていて、魔法瓶のように熱が逃げない構造になっています。