【簡単解説】核融合とは?【3分でわかる】

【簡単解説】核融合とは?【5分でわかる】 宇宙全般

急に核融合について知りたくなったあなたに。

簡単にご説明します。

核融合とは?

非常に高温かつ高圧の環境で、 例えば水素のような軽い原子核同士がぶつかり融合してヘリウムのような重い原子核になること。

英語ではNuclear Fusion。

核融合はその反応の際にとても大きなエネルギーを生み出すので、新しいエネルギー源として現在研究が進められています。

太陽などの恒星は核融合によって生み出されるエネルギーで光輝いています。

核融合反応は、もっとも軽い水素からヘリウムへの核融合が終わったら、次にヘリウム→炭素の核融合とより重い原子への核融合反応へ移っていき(炭素→ネオン→酸素→ケイ素)、最終的には鉄が生成されます。(十分に高温かつ高圧である場合。)

核融合の特徴

核融合は

  • 燃料が地球上に豊富
  • 比較的安全
  • 放射性廃棄物が少ない

などの特徴があります。

現在の原子力発電は核分裂によってエネルギーを生み出していますが、核融合は上記の理由で核分裂よりも良いと考えられています。

いつ実現できる?

2020年1月現在ではまだ本格的な実験すらできていません。

核融合発電がそもそも実現できるかも不明といったところでしょうか。

しかし、様々なプロジェクトが進んでおり、2025年には世界で初めての商業規模の核融合炉が完成する予定 (稼働は2035年予定) です。(下記参照)

世界初となる商業規模の核融合炉が2025年に稼働を始める予定、日本を含む35カ国が協力
国際熱核融合実験炉(ITER)とは、核融合反応を利用した発電を行う核融合炉を実現することを目的とした、国際的な実験施設です。ITERは核融合炉の稼働に向けたマイルストーンを着実に達成していると発表し、6年半後の2025年に核融合炉の初稼働が行われる見込みだと述べています。

上記プロジェクト(ITER)は、総額2兆円を超えるメガプロジェクトで、35か国が分担して様々なパーツを製作していますが、日本が担当している超電導コイルが2020年1月15日に完成しました。(下記参照)

核融合発電の実験炉「ITER」 日本製の巨大超電導コイル完成へ
原子核同士を人工的に合体させて膨大なエネルギーを生み出す核融合発電に向け、フランスで建設が進む国際熱核融合実験炉「ITER(イーター)」で、世界初の主要部品とな…

また、早いところでは、中国では2020年に核融合の研究装置が稼働を開始します。(下記参照)

中国で次世代の核融合装置「人工太陽」がついに誕生へ(ニューズウィーク日本版) - Yahoo!ニュース
2020年、ついに中国が次世代の核融合研究装置「HL-2M」の運転を開始する。この核融合装置は、太陽の中心で起こる反応を再現してエネルギーを生成することから、「人工太陽」とも呼ばれる。運転開始後、実 - Yahoo!ニュース(ニューズウィーク日本版)

日本でも2020年に完成予定(稼働は2022年予定)の実験装置が建設されています。(下記参照)

【クローズアップ科学】日本の新核融合炉、建設大詰め エネルギー問題解決へ
人類のエネルギー問題を解決するともいわれる「核融合発電」を実現させるため、2020年の完成に向け世界最先端の大型実験装置「JT-60SA」(茨城県那珂市)の建設…

いずれにしてもまだ研究段階であり、商業的に利用できるのは2030年以降でしょうか。

最後に

宇宙では何をするにもエネルギーが重要ですが、核融合はエネルギーを生み出す最も良い方法なんだと思います。

なぜなら、宇宙空間ではたくさんの恒星が核融合しており、それらは自然にできたものだから。

自然の摂理というやつでしょうか。

エネルギーがないと人類は地球から出発して遠くの星まで行けないので、宇宙開発が進むにつれて核融合技術の進歩もますます早まりそうです。

エネルギー源が確保されたら次は鉱物資源の確保ですかね。

何か建造物を作るにも地球上の資源には限りがあるので宇宙に開拓しに行くのでしょうか。

参考までに

下記の動画が参考になります。

Fusion Power Explained – Future or Failure
How Close Are We to Fusion Energy?

参考)Wikipedia 

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