核融合発電について踏み込んで解説していきます。
Part1動画は、核融合発電概論の内容になっています。
世界中の研究者や技術者らが手がける壮大な核融合発電プロジェクトが進んでいます。
【書き起こし】(2) 【核融合】核融合反応が世界の次世代エネルギーを担う理由
(00:03) こんにちは今回のテーマはですね次世代核融合発電とお会いしてお話ししていきます 動画の構成はですねここに抱えた6校木で話ししていきます 今回の動画はですね前編となってまして こう鋼次の動画次回作の動画であげたいと思いますどうぞよろしくお願いします それではですね最近あたニュース記事ですけれども 月氏が注目の核融合発電今日ダイハツスタートアップ挑むということで日経産業新聞の 記事です 記事の音冒頭分だけ紹介しますと 核融合発電が世界で注目されていますかアメリカのマイクロソフト創業 シャビいう芸術あのビルゲイツ氏らが投資を欠かさず見ていると で日本はですね兄弟初の企業が名乗りを上げていて発電主要な機器ですとか開発陣在確 を加速するという内容でした ということで核融合発電についてねあの 調べてみました結構ね youtube では動画上げてる人も多くてエアまあまあ
(01:09) なぁの人気ぶりなのかなぁと思い ます まず予備知識としまして必要材料構成する原子の内部構造についてお話ししたいと思い ます a 氏はですね原子核と電子で構成されていますさらにですね 原子核は領主と中性子で構成されていますよくですね 物質の違いを表す 幻想というね言葉があるんですけれどもこれはですね原子核の中の用紙の数が違うん ですね で正祖は1個ヘリウムはねニコ市馬さんこと言うようにですね用紙の数は原子番号にも ねあの対応しています そしてですね様子と中性子の数を合わせたものは出漁するといいます 原子とですね原子核の大きさを比較しますと を同期のことがねわかっています原子の中身はですね実はスッカスカでして原子の号機 さんおねえの例て1ナノメートル程度としますと中心の音原子核の千紗はですね十万分
(02:17) の一程度の位置フェムトメートル程度というですね 中の-15ジョーメートルというですね もうちょっとわけわかめな小ささしかないとされていますね 原子核の大きさを実験的に明らかにした えラザフォード博士はこの結果をですね大政党の中を飛び回るねハエのようだと言った そうですね それではですねこの原子高そうなコードを頭に入れつつですね 各平衡反応とは何かということですけれども 核融合っていう言葉をですね岩波の理化学辞典で調べたところですね 鉄より軽い元素同士がですね融合して重いへそれ変換するときな発熱反応と 書かれてありました ってことはですねえっと核融合っていうのはまあ1フェムトメートル越えですね めちゃめちゃちっちゃな う ちっちゃくて軽い元素がですね核融合炉の中で衝突してですねえぷ応用し同市の音反発 +と+動詞の音反発を超えて中心角の融合が起こってですね重い元素と中性子のような
(03:27) 高エネルギー粒子とともにですねエネルギー 月が発生します まちなみにですねえっと鉄より重い幻想が分裂して軽い元素へ変換される時の発熱反応 を核分裂と言います それではですねなんで核融合反応でエネルギーが取り出せるのかということですけれど も 例えばですねこちら三重水素と中水槽というですね2つの軽い元素からヘリウムと中性 子 縁部というですね重い元素と中性子が発生する核融合反応 を考えてみますと ヘリウムとですね中性子の質量の合計はですね 重水素と三重水素の質量の合計よりも軽くなる 小さくなることがわかっていますでもねあのおかしな話じゃないですか 花の前後で容姿と中性子電子の数は変わっていないのに 質量 m の分だけ変わっているんですよね
(04:32) ただですねこの核融合によって17.6名がエレクトロンボール道というエネルギー熱 が発生します これはですね軽い原子を構成する粒子のですね組み替えが書く英語で起きて思いゲース を形成することを形成した時に呼ぶなエネルギー よねまあこれをいわゆる原子力ですけれどもこれを皇室した結果なんですね この質量とエネルギーの関係は夢がですね会いしたい博士の有名な数式 いい高齢 mc 事情という数式で説明ができます この式っていうのは質量はエネルギーに転換できると いうことをまたですねいいと m っていうのはエネルギーと質量は=で結べますよと 言う new そういうふうに思っていますよってですね減少した 質量のさ m はですねエネルギーに変換されたと解釈できるんですね これはですね核分裂反応でも同じことが言えます ただですね核融合や核分裂は安定な原子核を形成するとですね
(05:46) 反応は進まなくなりますこのグラフはですね 様々な原子核の質量数での結合エネルギーですね 原子力をプロットしたものです結合エネルギーというのはですね 結びつきの強さ ですねこの数値が高い報道 その原資ではねバラバラになりにくいそういうことを意味しますね 人間で例えるまだねあの握手するみたいが握力みたいなものですねまぁこれを見ますと ですねどエアですね 質量数56付近にですね 結合エネルギーの最大値があるんです ねこの質量数に相当する元素は鉄ですね fe 原子核はですね前元素中でもですね安定になっていまして 最大の音桀王エネルギーを有していますそしてねえとこの鉄を境に鉄より重い元素は核 分裂版を軽い元素はですね核融合を起こしてエネルギーを放出していくことの います 7輌数が小さなものはですねヘリウム
(06:51) リチウムヘリウムやリチウム水素などがあって必要数が大きなものはねウランとか プルトニウムとかあるんですけれども 出漁酢1から3のですね水槽核融合で放出されるエネルギーというのはですねえ とても大きなエネルギーが取り出せますのでこのエネルギー熱をね電気に変える これがですね核融合発電です 核融合発電のメリットを取り上げますとまずですね海水が海水中にですね資源が豊富に あることそれからですね co2を排出しないことの特徴としてありますエネルギー 問題とね環境問題を根本的に解決するものと期待されていまして また他にですね 各永劫エネルギーの研究開発というのは水爆とかの技術に軍事的な理由に応用されん じゃないのといった声があるんですけれども 核融合発電の原理はですね軍事技術とですね梱包的に 原理が違うので安全保障上の制約が少ないという特徴があります
(08:00) 今からですねえと30年前のですね当該冷戦下の1985年にですね行われた 米ソ種の当時のはですねレーガン大統領と ゴルじゃっゴルバチョフ書記長の会談においてですねえ平和目的のための核融合研究を 国際協力の ことで行うそういうことがデン既に低称されていました それからですね原発で使用されるウランを燃料としない 核融合発電ではですね暴走 爆発連鎖反応再臨界メルトダウンといったリスクがありません 原子力発電とノートの違いはですねええ 校長コーン高真空と結構年条件が厳しいので冷却することでね核融合反応が消えて しまうので原理的に暴走というのが起こらないですね これはですね反応が消えやすいということは長時間発電ですとか安定供給という点で デメリットなのかもしれないんですけれども
(09:08) まあ人の命をねあの考えたと上田目の安全第一で考えたらねあのとても大きなメリット となっています それからですね放射性廃棄物を出しません 廃棄物というか副産物としてはヘリウム金発生します 発電所機にはですねトリチウムという放射性物質を使用しますが崩壊するスピードがね あのウランなどの比べるとまぁ とても早いですので件現状の音原発よりもね汚染リスクはとても小さいと言います デメリットはですね調べてもあんまり出てこなかったんですけれども おっ よろしくね技術的なハードルが高い上ですね ベラボナーお金がかかるくらいまあそういったことでしょうかね 核融合発電の研究開発の流れと現状についてはですね 文部科学省ホームページの核融合研究の中で紹介されています 第1段階はですね科学的 実現性の確立というフェーズでしてそもそもね原理的にね実現できるのかという研究 段階で
(10:14) ねぇ 核融合発電は dt 反応が使われています皆さんもねー 水草って幻想を知っていると思うんですけれどもそのですね原子核は容姿1個で駅後は 1 h ですねでその聖書にですね中世漆黒ついて質量数になったものを重水素と いいまして記号はですね a 21 mature または d で荒尾されます そしてですね中性子もう一刻くっつきますと質量数3のですね三重水素となって3 h または後リチウムの t と書かれたりします このですねえっと d と t が核融合反応しますと質量数4のですねえヘリウムと 中性子1個がパ生成すると言われています 今寝ないかと嫌われている二酸化炭素を生成しないわけですね そしてですねこの反応はプラズマ状態で行われるんですけれども まあそれがですね最大限になる状態
(11:21) りんかいプラズマ条件ローソン条件とも言われているんですけれどもこれのですね条件 も達成 えっていうのが求められる段階ですね 1フェムトメートルでですねめちゃめちゃ小さな原子核同士をぶつけ合ってですね核 融合を起こすっていうことは容易なことではありません というのもですね原子核はプラスの電荷を持っていますので ただチケ近づけるだけでは常お互いが非常にねあの反発力を出してしまう でなかなか衝突してくれません でこの反発力にと口かって ぶつかってね打ち勝ってさらに原子核に あの融合を起こすためにはですねとても速いスピードねあ 牡丹は与えないといけませんそのためにはですね ペット高い温度が必要になっていましてそこではですね全ての物質はプラズマという ですね状態になっています プラズマって言う何+マンの兄って方をですね 過去動画ですね見られるこちらからですねびっくりマークからちょっとプラズマ状態の
(12:29) 動画載せてますのでまぁ見てみてください 他にもですね効率よくエネルギーを発生させるためには まあ温度以外に2つの音ポイントがあってですねまぁしともう一つがですね密度を 高めるということですねまぁ現象ですねたくさん入れてまあすごい高密度にしておけば それだけねあの衝突する確率は上がるので核融合派 のは起こりやすくなります それからですね閉じ込めの時間を長くすることですね 現象長い時間一緒に当時込めて長い時間に閉じ込めておけばそれだけで戦勝と頭を 起こす確率が上がります これらのですね条件をまとめますと原子たちをですね コーンコーン高密度プラズマ 高温高密度プラズマにした限られた領域で反応を起こさせることでですね たくさんお花が起こってより多くの音 n エネルギーを得ることができます 民会プラズマ条件っていうのはですね運転開始に必要なエネルギーが核融合反応で得 られている状態でして
(13:38) まあですね温度1億を1億度というですね あの本当は許家銘なですね超高温度が必要 また越冬影具格 融合の密度がですね1立方メートルあたりですね100釣行 閉じ込め時間1秒で旅券達成となっています 第2段階はですね技術的実現性の確立へとフェーズでして 原理的には巻いているんだけれどもこれをどのように応用を実現できるのか もですね研究段階です2021年現在はすでにこの第2段階目2で突入しています このですね段階でのポイントとしましておですね 二口店カー条件とあのジック点火条件の達成と長時間プラズマの意地の2つですね 自己点火条件の達成というのはですね 最初だけは加熱が必要なんですけれどもまあとから加熱を止めても反応によって発生し た莫大なエネルギーを使って自ら勝手に
(14:45) 各班のサイクルが進んでいくそんな状態にするためな条件達成ですね 添加なので例えるならですね火を起こすきっかけというか 火起こしのイメージになります 長時間のプラズマイジーというのはねあの先ほど村条件で1秒しかあの 1秒で達成となってたんですけれども今後ねえとかどうしていくにあたって1秒しかね プラズマを維持できないというのはです話ですと核融合発電として釣った使えないわけ ですよねよってねあの何時間も 稼働できる技術が必要になりますしない必要になりますね つまりですね酸素を与え続けていれば焚き火が燃え続けるようなあのイメージです まあそういった技術が必要でして核融合初 角栄を実験炉のですね建設を通して 炉型エルー a 助六与える税材料の開発 核融合エネルギーから熱を取り出す技術など多くので達成すべき課題がありますね 現在取り組んでいる段階がこの段階でして2007年よりですねイーターという国際熱
(15:59) 核融合炉をですね使った 世界的なプロジェクトが進行しています ここからですね未来の予定の話なんですけれども 技術的な課題が解決されていけば 第3第三段階そして実用化へと進んでいきます 技術的実証経済的 実現性の確立というフェーズでして 原子炉のですね 原子炉の原型炉の建設を通して実際に角栄号炉が安定して稼働することで発電すること を実証してですね また人間社会を支えていくものとなって経済性が向上するのか そういうことをね判断していきますこれはですね2030年代に判断される と言われていましてこの3第三段階がまぁ ok となれば次の音商業炉の建設を進め て実用化となりますこれはですね 82050年外になる見込みと言われています
(17:08) ピーターはですね現在フランスナームのかだラッシュという場所にありまして 国際協力によって核融合エネルギーの実現性を研究するための実験施設です このですね核融合実験炉はですね核融合炉を構成する機器をですね統合した総合試験 装置でもあります 2006年11月にはですねプロジェクトの主体となります国際機関をですね 設立する国際協力の署名が行われまして兄1007年にはですね iter 国際核融合エネルギー機構かですね 国際機関として成立正式に設立されています まということですねこのようなえっと世界規模で研究が進む 実勢大核融合発電についてお話ししてみました 次回の動画ではですね iter 含めですねこの 各 uo ローンについて解説動画を出そうと思いますのでよかったら次回作も見てみ てください
(18:12) ここまでね御視聴いただきどうもありがとうございました
この動画を作成する際に下記の動画を参考にしました。
・文部科学省ＨＰ
トップ＞科学技術・学術＞研究開発の推進＞核融合研究開発＞核融合研究
https://www.mext.go.jp/a_menu/shinkou/iter/019.htm
・核融合とは？
トコトンやさしい『プラズマ』の本
「4章 超高温プラズマで人工太陽を創ろう（夢のエネルギー編）」より抜粋
http://www.ees.nagoya-u.ac.jp/~web_dai6/kaisetsu/fusion.htm
・原子核の物理̶̶核融合と核分裂の果て
平成 27 年 (2015 年) 度「宮水学園」マスター講座【日常は物理で満ちている】真貝
https://www.oit.ac.jp/is/shinkai/nishinomiya/2015/shinkai_text9.pdf
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#次世代エネルギー
#プラズマ
