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核融合反応とは?

かくゆうごうはんのう

核融合反応とは、軽い原子核どうしが融合してより重い原子核になる際に莫大なエネルギーを放出する反応で、太陽がエネルギーを生み出す仕組みと同じ原理です。

核融合反応(Nuclear Fusion)とは、2つ以上の軽い原子核が合体してより重い原子核を形成する際に、質量欠損に相当する大きなエネルギーが放出される核反応のことです。

融合前の原子核の質量合計は、融合後の原子核の質量より大きく、この差(質量欠損)がアインシュタインの式 E=mc² に従いエネルギーとして放出されます。代表的な反応として、重水素(デューテリウム)と三重水素(トリチウム)が融合してヘリウムと中性子が生成されるD-T反応があります。

核融合が起きるためには、正の電荷を持つ原子核どうしが近づくために、極めて高温・高圧の環境(数千万〜数億度以上のプラズマ状態)が必要です。太陽や恒星では重力が核融合を維持しています。

地上での核融合発電の実現に向け、次のようなアプローチが研究されています。

  • 磁場閉じ込め方式(トカマク型:ITER国際プロジェクト)
  • 慣性閉じ込め方式(レーザー照射による圧縮)
  • 民間企業による小型炉の開発

核融合は燃料が海水から得られる重水素であること、二酸化炭素を排出しないこと、高レベル放射性廃棄物が核分裂より少ないことから、次世代のクリーンエネルギー源として期待されています。

使い方・例文

太陽が輝き続けているのは内部で水素の核融合反応が起き続けているからであり、地上での核融合発電はこれを人工的に再現しようとする試みです。

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