ITER

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原子力発電

未来のエネルギー:トカマク型核融合

核融合とは、軽い原子の核同士がくっついて、より重い原子の核になる反応のことです。太陽のように、自ら光り輝く星はこの核融合の力で莫大なエネルギーを生み出し、輝き続けています。この宇宙のエネルギー源とも言える核融合を地上で再現し、エネルギーとして利用しようという研究が世界中で進められています。核融合では、重水素と三重水素という水素の仲間を燃料として使います。これらの燃料は、海水から簡単に取り出すことができるため、事実上無尽蔵に存在すると言えます。また、核融合反応では、二酸化炭素のような地球温暖化につながる気体や、原子力発電のような危険な放射性廃棄物はほとんど発生しません。わずかに発生する放射性物質も、数十年で放射能がほぼなくなるため、環境への負荷が極めて低いエネルギー源です。核融合反応では、重水素と三重水素の原子核が融合し、ヘリウムの原子核と中性子という小さな粒子が生まれます。この時、莫大なエネルギーが同時に発生します。このエネルギーを利用してタービンを回し発電するのが核融合発電です。核融合発電は、エネルギー問題の解決に大きく貢献すると期待されています。化石燃料のように限りある資源を使う必要がなく、地球温暖化への影響もほとんどありません。また、原子力発電のような大事故の心配もありません。核融合発電が実用化されれば、エネルギーに関する様々な問題を解決できるまさに夢のエネルギーと言えるでしょう。世界中で研究開発が進められており、近い将来の実現が期待されています。
原子力発電

未来のエネルギー:核融合炉ITER

核融合とは、軽い原子核同士が融合し、より重い原子核へと変化する現象です。この時、融合前の原子核の質量の合計よりも、融合後の原子核の質量がわずかに軽くなります。この失われた質量は、アインシュタインの有名な式「E=mc²」に従って、莫大なエネルギーへと変換されます。私たちの頭上で輝く太陽も、この核融合反応によって莫大なエネルギーを生み出し、輝きを放っています。太陽の中心部では、高温高圧の環境下で水素原子核が融合し、ヘリウム原子核へと変化しています。この過程で発生する膨大なエネルギーが、太陽光として地球に届き、私たち生命の活動を支えているのです。核融合は、未来のエネルギー源として大きな期待が寄せられています。その理由の一つは、少量の燃料から膨大なエネルギーを取り出せることです。例えば、重水素と三重水素と呼ばれる水素の同位体を燃料とした核融合反応では、同じ質量の石油を燃やした場合に比べて、数百万倍ものエネルギーを得ることができると言われています。さらに、核融合は環境への負荷が非常に小さいことも大きな利点です。核融合反応では、二酸化炭素などの温室効果ガスは発生しません。そのため、地球温暖化対策としても有効な手段と考えられています。また、ウランやプルトニウムなどの放射性物質を燃料とする原子力発電とは異なり、高レベル放射性廃棄物がほとんど発生しないため、より安全なエネルギー源と言えるでしょう。核融合発電の実現に向けて、世界中で研究開発が進められています。しかし、核融合反応を起こすためには、太陽の中心部と同様に、非常に高温高圧な状態を作り出す必要があります。この技術的な課題を克服することが、核融合発電の実現に向けた最大の壁となっています。現在、国際協力のもと、国際熱核融合実験炉(ITER)計画などが進められており、近い将来、核融合発電が実用化されることが期待されています。
原子力発電

未来のエネルギー:核融合炉

核融合とは、軽い原子核同士がくっついて、より重い原子核になる反応のことです。この反応の際に、莫大なエネルギーが放出されます。このエネルギーの発生の仕組みは、太陽や夜空に輝く星々と同じです。太陽の中心部では、水素の原子核が核融合反応を起こし、莫大な光と熱を放出し続けています。核融合は、原子力発電とは全く異なる仕組みです。原子力発電はウランなどの重い原子核が分裂する時に発生するエネルギーを利用しています。この核分裂では、放射性廃棄物と呼ばれる危険なゴミが発生します。しかし、核融合では、ほとんど放射性廃棄物が発生しません。そのため、環境への負担がとても小さい、未来のエネルギー源として期待されています。核融合の燃料となる重水素と三重水素は、海水中に豊富に含まれています。重水素は海水から直接取り出すことができ、三重水素はリチウムと中性子の反応から作り出すことができます。リチウムも地球上に豊富に存在する資源です。そのため、核融合に必要な燃料は、事実上無尽蔵に存在すると言えるでしょう。核融合発電が実現すれば、エネルギー問題の解決に大きく貢献すると期待されています。化石燃料のように二酸化炭素を排出することもなく、ウランのような放射性廃棄物の心配もほとんどありません。海水から燃料を生成できるため、資源の枯渇の心配もありません。地球環境を守りながら、持続可能な社会を実現するための、まさに夢のエネルギー源と言えるでしょう。