2021年11月05日 (16:18)

核融合プラズマの拡散抑制を【核融研が国際共同研究で成果】

核融合科学研究所
(土岐市下石町・吉田善章所長)は、
日欧の国際共同研究により、
核融合プラズマの拡散の抑制について、
新たな研究成果を得たと、発表した。
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国際共同研究に参加したのは、日本側は、
核融合科学研究所の田中謙治教授・
沼波政倫准教授・仲田資季准教授ら。
ヨーロッパ側は、
マックス・プランク・プラズマ物理研究所
(ドイツ・IPP)の
フェリックス・ワーマー博士・
パブロス・サントポウロス博士ら。
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核融合発電を実現するには、高温のプラズマを、
磁場で閉じ込め、維持することが必要。
しかし、磁場で閉じ込めると、
プラズマは拡散する性質がある。
そのため、プラズマの拡散を引き起こす要因、
『乱流』と『粒子の衝突』を、
抑制する技術が求められている。
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プラズマを磁場で閉じ込める方法の1つとして、
プラズマの外部に『コイル』を配置する、
「ヘリカル/ステラレータ方式」がある。
核融合科学研究所の実験装置
「大型ヘリカル装置」(LHD)も、
マックス・プランク・プラズマ物理研究所の実験装置
「ヴェンデルシュタイン7─X装置」(W7─X)も、
同じ「ヘリカル/ステラレータ方式」だが、
LHDは二重らせん状のコイルを用いるのに対し、
W7─Xはモジュラーコイルの組み合わせで、
プラズマを閉じ込める磁場を形成している。
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そこで、田中謙治教授ら国際共同研究グループは、
コイルの形状だけが大きく異なる、
両実験装置を比較することで、
磁場の構造とプラズマの拡散との関係を、
突き止めることにした。
両装置を使った実験では、
磁場の構造だけを比較対象にするため、
プラズマの体積・密度・温度は等しくなるように、
プラズマの加熱パワーを、そろえた上で行った。
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比較実験の結果、
LHDの磁場構造は『乱流』の低減に、
W7─Xの磁場構造は『粒子の衝突』の低減に、
それぞれ優れていることが、分かった。
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田中謙治教授は「核融合炉の実現に向けて、
『乱流』と『粒子の衝突』を同時に低減させるには、
LHDとW7─Xの長所を合わせることが、
非常に有効だと言える。
今回の比較実験により、
プラズマの拡散を抑制する磁場構造の研究を、
さらに進展させるための新たな可能性を、
示すことができた」と述べた。
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