核融合が起きるしくみ

☆核融合というのは、2つの原子核をくっつける（融合）させることです。その仕組みについてお話ししようと思います。2つの原子核をその直径程度の距離（1兆分の1センチメートル）に近付けると強力な引力が働きます。これを核力と呼びます。そして原子核同士が融合します。これが核融合です。引力が働いてくっつくので、なんか簡単なことのように思えます。

☆ところが、この距離から少しでも離れていると、今度は逆に反発力が働くのです。原子核（陽子）がプラスの電気を帯びているので、電気（静電）的な反発力と呼びます。そして比較的遠くまで働きます。さて困りました。核力が働く距離に近付けるまでは、この反発力に打ち勝たなければいけません。

☆この状況は、上の絵のように、山状になったグリーンの頂上にあるカップにゴルフボール（赤い玉）を入れるのに似ています。カップに向かってボールを打ち、見事カップに入ると穴に落ちていきます。（これで黄色の玉と赤い玉が融合）上り坂が反発力で、カップの穴に落ちるのが吸引力です。このたとえのように、核融合を起こすのは結構難しいことなのです。

☆核融合を起こすためには、電気的な反発力に打ち勝つだけの力（速度）を原子核に与えなければいけません。核融合発電の場合は、水素の同位体（重水素と三重水素）の原子核に、毎秒1,000キロメートルという速度を与える必要があります。これを温度に換算するとなんと1億度になります。そして上手く2個の原子核を衝突させることができたら、今度は核力による引力が働くことで、大きなエネルギーが発生します。これを利用するのがプラズマ（希薄な高温ガス）を利用した核融合発電で、今、全世界で研究が行われています。

☆ちなみに、ウラン235に中性子が吸収されて分裂が起こる核分裂反応では、中性子が電気を帯びていないので、上の核融合のような反発力が働きません。だから核融合より簡単に起こすことができるのです。