☆下の絵は、核融合発電の仕組みを簡単に書いたものです。核融合発電の中心にあるのは「核融合炉」です。(火力発電の「ボイラー」、原子力発電の「原子炉」に相当します)核融合炉の中では、水素の同位体( 重水素 と 三重水素 )を 真空状態に近い希薄なガス にし、 1億度 まで加熱します。これを物質の第4の状態である 『プラズマ』 と呼びます。最も温度の高いプラズマの中心部では 核融合反応 が起きていて、反応で発生したエネルギーを熱として取り出して、水を(超臨界圧の)蒸気に変えます。そしてこの蒸気でタービンを回し発電します。蒸気はもう一度海水で冷やして水に戻します。ここまでの話では、エネルギーの源が違うだけで、火力発電、原子力発電とおおまかな仕組みは同じです。(次世代の核融合発電では効率の高い 直接発電 も考えられています) ☆火力発電や原子力発電では燃焼している燃料から直接熱が発生し、その熱を直接取り出すことができます。ところが核融合炉の燃料部分であるプラズマは、温度は高いものの 希薄である ため、ここから直接熱を取り出せるわけではありません。核融合炉ではまず、核融合反応で発生した高速で飛び出してくる素粒子、つまり 中性子 を周りを覆った厚さ1mの ブランケット と呼ばれる部分で減速させ捕獲します。ブランケットの中で中性子は速度を落とし、その落ちた速度に相当するエネルギーが熱に変わります。(この時のプランケットの温度は500度ぐらい)この中性子の運動エネルギーが熱エネルギーに変わるところが、従来の発電と異なる点です。 ☆材料(主に金属)に中性子が当たると、機能が劣化したり、 放射化(普通の材料が放射能を持つように変化) したりします。中性子が当たっても丈夫な材料、さらに放射化しにくい材料の研究が現在精力的に行われています。そして最初の核融合炉に使うことができる材料の候補もすでに見つかっています。中性子はエネルギーの源なので、ほとんどは核融合炉から外に逃げないようになっています。でも完全ではありません。当然のこととして、 生体遮蔽(作業者や周辺の住民に中性子を含む放射線が当たらないようにすること) が絶対に必要ですが、その技術はすでに確立されています。中性子は、プラズマが消えれば発生しません。 プラズマを消す手段 はいくつかあって、簡単に消すことができます。 ☆ プ...
海水が原料となる核融合発電は、持続可能なエネルギー源として、今地球の抱えている色々な問題を解決してくれるはずです。そんな核融合発電について解説します。 水色の文字は、サイト内の関連記事にリンクしています(外部リンクと表示のない限り) このサイトでは、主に「磁場閉じ込め核融合」を扱っていますので、「レーザー(慣性閉じ込め)核融合」とは技術的に異なる点があります。ご注意ください。