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夢のエネルギー「核融合」

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記事 27 by
○はじめに

 このスレッドを読まれる前に、
 18,「原子力(核分裂)」スレッドをご一読下さい<(_ _)>

○身近な「核融合」

 “身近な”と言う表現に、疑問を持たれた方は多いと思います。しかし、我々人間をはじめ地球上の生物は皆「核融合」の恩恵の下に存在しているのです。

それは「太陽」。地球の起源と同時に誕生した太陽は「核融合」によって光り輝き、その莫大なエネルギーを、地球をはじめ太陽系の惑星に与え続けているのです。

 ここで「太陽」について、少し語ります。
「太陽」は地球の約109倍の直径、約33万倍の質量、約130万倍の体積の巨大な星です。
その、表面温度は約6000度、中心部の温度は1500万度にも達します。
構成物質は、水素が約73%、ヘリウムが約25%、他に、酸素、炭素、鉄、ネオン、窒素、ケイ素、マグネシウム、硫黄などの物質も存在しますが、ほとんどは“ガス”で出来ているのです。
このガスのなかの、水素が「合体」して、ヘリウムに「変身」するのが「核融合」です。

 もう一つの“身近な”核融合は、人類がその技術を手に入れてしまった結果、“兵器”として実用化されてしまいました。
それは「水素爆弾」、わずか数トンの弾頭一つで、広島・長崎に投下された原爆の数百倍の破壊力を持つ、恐ろしい、究極の破壊兵器です。

○核融合反応とは

 太陽の構成物質を見ると分かる通り、水素が「燃料」で、ヘリウムが反応後の「生成物」です。

 もっと詳しく解説します。
“ほとんどの”水素は陽子1個の原子核と電子1個の原子構造をしています。しかし、ごく僅か(零コンマ数パーセント)ですが、原子核が陽子1個と中性子1個で構成された「重水素」、陽子1個と中性子2個の原子核を持った「三重水素」が存在します。これらは「(宇宙規模での)自然界」に“必ず”一定割合で存在します。
一方、ヘリウムは陽子2個と中性子2個で構成された原子核と電子2個から成り立っています。
つまり、重水素(三重水素)が、原子レベルで“融合”してヘリウムになるのが「核融合」です。
そして、この“融合時”に莫大なエネルギーを放出するのです。

「核分裂」よりは単純でしょ?

 しかし、「核分裂」が自然に起こる現象であるのに反して、「核融合」は非常に特殊な“環境”が要求されるのです。
それは“高温・高圧”の環境です。

「水素爆弾」では、水爆内部の「原子爆弾」の核分裂エネルギーによってこの“高温・高圧環境”を作り出して「核融合」を引き起こさせています。
唯一、実戦で使用された核兵器「原子爆弾」は、今、水爆の「起爆剤」として利用されているのです。

「太陽」内部では、先に述べました“高温環境”そして自身の質量による強大な万有引力で“高圧環境”が形成されているので「核融合」が連続して起きているのです。

 余談ですが「核融合」はヘリウムで終わりではありません。更なる“高温・高圧環境”であれば、ヘリウム同士、ヘリウムと水素の「核融合」も起こります。更にその「生成物質」も「核融合」を起こして...最終的に「鉄(Fe)」に到達します。
元素表の「鉄」までの元素は、宇宙創造初期の「核融合」によって生成されました。

○無尽蔵のエネルギー

 エネルギー源として「核融合」が注目される理由は、その莫大なエネルギーによるところが大きいですが、それ以上に人類(地球人)にとって願ってもない理由があるのです。

それは“無尽蔵”であること。
そんなバカなとお思いでしょうが、本当の話です。

地球はその表面の7割が海の「水の惑星」です。この海には莫大な量の「水素原子」が含まれています。この海から「重水素(三重水素)」を取り出して「核融合」の燃料に出来れば、化石燃料なんて足元にも及ばない量の燃料が存在するわけです。

しかも、前項で書いたとおり、自然界には一定割合の「重水素(三重水素)」が“必ず”存在するのです。つまり、人類が「重水素」をいくら汲み上げても、補充されるのです。←この理由については割愛させていただきます<(_ _)>
また、私自身、未確認なのですが、“普通の”水素原子を「重水素」に変える方法があるとか。

これが「無尽蔵」の理由です。

○核融合の実用化

 現在、世界各地の大学や政府機関で、この「平和目的の核融合技術」の研究開発がなされています。
 その、一大共通目標は「高温・高圧環境の生成、維持」です。
“数千万度・数万気圧”(←記憶があやふやです)という環境を実現させるために、様々な方法が考え出され実験されています。
数年前の新聞発表では、日本の某大学機関で、核融合可能な環境を十秒間維持できたと発表されていました。

つまり、未だ人類は「水素爆弾」以外での「核融合」は実現できていません。
まだまだ、実用化までには相当な時間が要求されると思います。

しかし“地球上に太陽を生成する”「核融合」が人類のテクノロジーに加われば、人類は「エネルギー問題」から開放されることでしょう。

○放射能について

今回「核融合」に伴う、「放射能」について全く触れていません。
これは、私自身が”知らない”からです。

私の理解の範囲では「核融合」に伴って「放射性物質」が生成されることはありません。

ただし「放射線」は放出されます。

この「放射線」によって、周囲の物質を「放射性物質」に変えてしまうことはあると思います。

「水素爆弾」はその内部に「原子爆弾」を保有していることから、「放射性物質」(死の灰)が発生します。

※「放射能」と「放射線」は全く別の言葉です。

○最後に

私の稚拙な文章を読んでいただいてありがとうございました。
何分、素人が興味本位で得た知識ですので、事実誤認の部分もあるかと思います。
誤った箇所がありましたら、遠慮なくご指摘下さい。<(_ _)>

>ぶんちゃんへ
転載しても、良いですけど、載る?この文章量(^^;
To:ミト

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2002年4月24日(水) 21時3分 1件目のコメント
コメント 28 by ミト
ヤフーで「核融合」を検索すると、たくさんのサイトが引っかかった(^^)ゞ
あやふやな記憶のみで書く前に、もっとよく調べれば良かったと反省してます。
私の、書き込みで「核融合」に興味を持たれましたら、これらのサイトを訪問して見ることをお勧めします。更に分かりやすく解説してるサイトもありますから(^^;
この投稿に返信
2002年4月24日(水) 21時8分違反通報親記事 2件目
コメント 29 by ぶんちゃん
ミトさんへ

メルマガについて<無理です(^^ゞ
はじめ〜る♪ミトの主張という件名で単独でなら
出すことができます笑
この投稿に返信
2002年4月25日(木) 3時14分違反通報親記事 3件目
コメント 30 by Machine_Ito
ミトさんへ

自分で調べもせずに申し訳ありません笑
核融合というのは水素だけなんでしょうか?

何はともあれ,核分裂とはちょっと次元が違うものなのかな?ということはわかりましたので,分裂した核廃棄物を核融合によって元に戻すことが難しそうだという気はしました.

ちょっと調べてこようっと…
ピョーン°゜°。。ヘ(;^^)/ スタコラサッサ

ぶんちゃんへ
「ミトの主張」とか,「ミトスペシャル」とか…笑
号外みたいな形で出したら楽しいかも…
この投稿に返信
2002年4月25日(木) 8時46分違反通報親記事 4件目
コメント 32 by くーろん
ミトさんへ
ぼくは現在「原発反対派」でも「原発推進派」でもありませんが
以前は、「原発反対派」の立場でものを考えていた人です。

というのも、「推進派」は都合の悪いデータには言及せず
一方「反対派」の一部では、「と学会」的なもののいい方をしているように
おもわれて、双方に辟易しているからです。

僕の環境問題に対してのものの見方は
「将来に悪影響をあたえない、子供に子孫に問題を残して死なない」
に、重きをおいています。
そのためには、何が正しいかをたえず考えながら見極めが重要だと
思っています。

では、追加情報を♪
>私の理解の範囲では「核融合」に伴って「放射性物質」が生成されることはありません。

これは正しいとおもわれます。軽水炉=原発のようには使用済燃料のような
高レベル放射性廃棄物は「核融合」では燃料自体ではね

>この「放射線」によって、周囲の物質を「放射性物質」に変えてしまうことはあると思います。

ここは、現在の技術では「炉」を囲む構造材が、中性子によって
放射化してしまいます。人間がちかづけないほどの放射化が発生します。
これは、構造材の材質を選んでも、ある程度発生します。
原発ほど高レベルの「放射性廃棄物」が発生するのではないのですが
中レベルの「放射性廃棄物」を同様または、一部では「原発」よりも
発生させるとささやかれています。
この意味では、決して「クリーン」なエネルギーとはいえません。

僕の立場では、原子炉も核融合炉でも
大量の放射性廃棄物の発生と、その処理の仕方に解決の見通しがあまい
つまり、将来に禍根を残すということで不安があります。
地下に埋めたり、地球のマントル層にほりこんだり、太陽にほりこむ
というような、廃棄物にたいしての処理法がいわれてますが
納得はできないし・・・
一方では、放射能消滅処理というのも研究されていますが
技術的なものと経済効率について、見通しがたっているわけでは
ありません。
これが、クリアできれば本当に「夢のエネルギー」なのでしょね♪

繰り返しますが、現状では、火力発電も原発も将来の環境負荷が
発生することを前提にした技術です。
僕自身は、それに目をつぶってたよらなければならない
文明のスピードに大きな危惧をいだいています。

以上なんですけど、間違いがあれば遠慮なくご指摘ください

蛇足では、ありますが「原発反対」関係の情報
ネットor書籍のほうも、確かに「と学会」的なものも
おおいですが、目を通すことをおすすめします
何が正しいかは、いろいろな情報をみて判断するのが一番です。
ぼくのように、多すぎてまよっているのも、問題ですが・・・・





この投稿に返信
2002年4月25日(木) 11時1分違反通報親記事 5件目
コメント 33 by みさと
ミトさんへ
私にこれだけの知識があれば、もっと楽しい社会人でいられたのかも知れない。  バケガク?物理学?苦手です。 頭が不自由なんですね、基本的に。
私は十数年間、機械設計をやって来て、ヒョッコリヒョッコリと条件の良い会社などに移り、数社の仕事をして来ましたが、この原子力、というよりも、
東電の原発の仕事はかなりの確立で受けました。 誰もが嫌がる原発の仕事として、一部の業界ではかなり有名になってます。(おこられる?)
書類が多い、手続きが多い、根拠を求められる、保証を要求される、何かあった場合の対処が、それ以上に複雑で面倒。などなどですが、それ以上に大問題なのが、中心部の設計などはとてもとても手を出せるような問題ではないのですが、三時冷却、固化系放射性廃棄物、衣服の洗濯、ペレットの攪拌とか訳の分からない機械の設計は、放射性物質の何たるかを全く理解していない俺みたいな者が設計して動いているのですから、そりゃあ冷却水も漏れるわなあ。
安全? うっそーって感じです。

この投稿に返信
2002年4月26日(金) 14時53分違反通報親記事 6件目
コメント 34 by ミト
Machine_Itoさんへ

ありがとうございます。

文中にも書きましたが、水素だけでなくもう少し重い元素でも“核融合”は出来ます。ただし、水素核融合以上のもっと過酷な環境が要求されます。

>「ミトの主張」とか,「ミトスペシャル」とか…笑
>号外みたいな形で出したら楽しいかも…

いやいや(^^)ゞ私の稚拙な知識ではそんな大それたことはとてもとても...
あくまで「興味を持っていただけたら、専門家のサイトを探してみて下さい」と言うことで。
この投稿に返信
2002年5月1日(水) 1時31分違反通報親記事 7件目
コメント 35 by ミト
くーろんさんへ

いつも、辛口なご意見ありがとうございます。

最初に断っておきます。私はただの「科学技術奉信者」ですので、純粋に「技術的興味」しか持ち合わせておりません。ですから、「原発問題、環境問題」についてはここで一切触れるつもりはございません。

ただ「放射性廃棄物」に関して、先日訪問した専門家サイトで得た付け焼き刃知識で反論させていただきます。
「核融合」においては、“将来的に”放射性廃棄物の発生は「0(ゼロ)」に出来ます。

まず「核融合」には3種類の反応があります。
1.反応温度は低く(7億℃)反応率は高いが、高エネルギー中性子を多く発生してしまう「DT反応」
2.反応率が低くなるが、高エネルギー中性子の発生は低くなる「DD反応」
3.全く中性子が発生しないが、反応温度が非常に高い(25億℃)「pB反応」

現在は、まだ「DT反応」での“自己点火”と“定常運転”を目標に開発がなされているそうです。
「DT反応」では、炉壁材料の“放射化”は避けることが出来ません。そこで、素材メーカーは「低放射化素材」の開発に力を入れて、実用化まであと一歩というレベルに達しているようです。
この「低放射化素材」が実用化されれば、炉壁材の放射化は100年程度で再利用可能レベルに抑えられるそうです。つまり、「廃棄物」として長期間管理するだけではなく、一定期間で再び「炉壁材」として再使用できるのです。

「DT反応」の技術を確立すれば、次の「DD反応」の実用化もそう時間は掛からないと思われます。
「DD反応」では、炉壁材の“放射化”は低く抑えられるので、廃棄物の発生は減り、炉壁材の長寿命化も果たせると思います。

そして、究極の「pB反応」では、炉壁材を含めて一切“放射化”は起こりません。まさに理想的な「夢のエネルギー」です。

まだまだ初期段階の現在は“放射性廃棄物”の発生は避けられませんが、“将来的には”廃棄物ゼロとなるのです。

この投稿に返信
2002年5月1日(水) 2時17分違反通報親記事 8件目
コメント 36 by ミト
みさとさんへ

私も内部事情に通じた人間なのですが、ダメですってそんなことバラしちゃぁ(^^;ゞ
みさとさんが、あの膨大な設計図の一部を作成されてらっしゃるとは...
まぁ、これを機会に少し勉強されてはいかがですか(^^?
きっと、仕事上無駄になることはないと思いますよ、私はほとんど役に立ってませんけど...(^^)ゞ

まぁ、定修の度、細かな“改良”が行われているのは事実ですから、未だに「完成品」では無いのは確かですね(^^;
この投稿に返信
2002年5月1日(水) 2時27分違反通報親記事 9件目