- ベストアンサー
核融合の疑問
- みんなの回答 （5）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
核融合を起こす(自己点火する)ための理論的な条件に、「ローソン条件」というのがあります。この条件を満たせば、核融合が起こるが、満たさなければ核融合が起きないとされる条件です。これは、 (1)プラズマ中心温度か１億度以上 (2)プラズマ中心における原子核の数密度とエネルギー閉じ込め時間の積が100兆個/cm3・秒以上 http://eneken.ieej.or.jp/data/old/pdf/kaku.pdf というものです。 したがって、温度が高いことと、原子核の数密度とエネルギー閉じ込め時間の積が大きいことが必要です。 エネルギー閉じ込め時間を長くできれば、数密度は小さくてもいいということですが、エネルギー閉じ込め時間も長くすることは難しいので、数密度を大きくしなければならない=圧力が必要ということになります。 質問者は、「高圧」といっていますが、これは、エネルギー閉じ込め時間との兼ね合いなので、エネルギー閉じ込め時間を 長くできればそれほどの「高圧」は必要ないし、エネルギー閉じ込め時間が短ければ「高圧」にする必要があるということです。 高温であればいいじゃないかということですが、１億度程度の高温だけでは核融合は起きません。また、非常な高温を達成・維持できないこともあります。
その他の回答 (4)
- Mokuzo100nenn
- ベストアンサー率18% (2123/11344)
核融合が起きればよいのか、核融合連鎖反応を起こしたいのか。 問題の定義次第でしょう。
- masudaya
- ベストアンサー率47% (250/524)
基本的な疑問だと思います.こういう疑問は理解を深めるために必要なもので とっても大事なことだと思います． 私も,そんなに詳しくはありませんが, 核融合に必要なことは原子核が高速で衝突することで間違いないです. ただ,原子核が2個核融合を起こしたところで,たいしたエネルギーを発生できないと思います. 今は知りませんが,核融合反応は3重水素と重水素を融合させて, ヘリウムと連鎖反応用の中性子を生成させたと思います. 連鎖反応用の中性子をほかの原子核にぶつけることで,連鎖反応を誘発させると思っています. これを実現させるためには,単位体積あたりの原子核数を(密度を)上げる必要があります. また,融合反応自体は量子力学的反応であるので,確率的な反応になると思います. その中で確実に一定数の反応を起こさせるためには,単位体積あたりの原子核数を 増やすことが必要になると思います.これは密度であり,これを増やすには 高圧にする必要があるのだと思います.
- tetsumyi
- ベストアンサー率26% (1855/7082)
エネルギーを取り出すのは全エネルギー量が多くないと実用的にはなりません。 ですから、当然密度がある程度高いことが必要です。
- NURU_osan
- ベストアンサー率50% (297/593)
高温が必要なのは原子核が分解しやすくなる…つまり脆くなる…ようにするためです。温度の低い原子核に少々衝撃を与えても分解しないので核融合は起きず、温度の低い物質に核融合を起こさせるには物凄いエネルギーをぶつける必要があります。 高圧が必要なのは加圧したほうが高温にしやすいのと、核融合を起こさせる原子の密度を上げることで衝突を起こしやすくするためです。 広大な空間に少数の爆弾を置いて、その内の一つを爆発させても誘爆は起きませんが、狭い部屋に爆弾をぎっしり詰め込んだ状態で一つを爆発させれば全部が誘爆してしまいます。 核融合を連鎖的に起こさせるためには、核融合を起こさせたい物質を狭い空間にぎっしり詰めたほうが良く、そのためには高圧を得た方が良いのです。 あとは、核融合を起こすほど高温に加熱すれば、必然的に高圧になってしまうというのもあります。圧力を下げるということは、放熱（冷却）させてしまうのと同じことなので、熱エネルギーが無駄になってしまいます。
関連するQ&A
- 天体内部での核融合反応について
地上で実験されている核融合反応では10億度や100億度ぐらいの高温が必要とされるのに、 太陽のような恒星の場合、1千万度程度で核反応が起こるのはどうしてでしょう。 圧力の低いところでは低い温度で反応が起こると思うのですが、 太陽の内部はどう考えても圧力が高いから、反応する温度も高くなると思うのですが・・・。
- ベストアンサー
- 天文学・宇宙科学
- 核融合反応より強力な反応
原子核融合反応よりも強力なエネルギーを出す化学反応は ありますか？ もちろん核融合によりつくりだされるエネルギーには反応する 原子核の数によって上限がないわけですが、ここでは 同じ量の反応材料とします。
- 締切済み
- 化学
- 地球内部が高温を呈しているエネルギー源は何ですか？ 圧力と温度が比例関
地球内部が高温を呈しているエネルギー源は何ですか？ 圧力と温度が比例関係になるのはわかります。高圧力で高温になっている地球内部で核融合がおこっているわけでは無いようです。 エネルギーを産むタメに質量欠損は不可欠と思います。地球内部の質量欠損は何ですか？
- ベストアンサー
- 地学
- 核融合と核分裂の発電量の違いは何？
核融合と核分裂の発生エネルギーは核融合の方が大きいでしょう。 でも、発電するために行うことはどちらも、 「水を沸騰させて水蒸気を出し、タービンを回し発電する。」 ということは変わらないのではないのですか？ そうすると、どんなに高いエネルギーでも、水は100度で沸騰し、 その時に水蒸気の壁が出来て、直接熱する事が出来ない。 ということを聞いた様な気がします。 (気化熱でエネルギーを奪われるから、だったでしょうか？) だから火の上を裸足で歩いても火傷をしない、と。 であれば、核融合であっても核分裂と同じ事しか出来ないのでは？ 圧力を加えれば沸騰温度は上がるでしょう。 でも結果は100度のときと変わらない気がします。 変わるのでしょうか? 核融合発電とはいったいどの様なものなのでしょうか?
- ベストアンサー
- 物理学
- 常温核融合って将来可能ですか
常温核融合は、1990年ごろに話題になって、現在は否定されていると聞いています。 話題になった方法と違い、根拠のない浅はかな考えですが・・・将来のエネルギーに不安を持っている一高校生の思いつき愚問に付き合ってください。 『まったく根も葉もない仮定ですが。 4つの力（重力、電磁力、強い力、弱い力）の関係が統一され、それぞれの関係がお互いに数式で結ばれ、強い力を電磁力でコントロールすることにより。 「軽い元素を、強い電界（磁界）中において、原子の方向を一定に保った常態で、さらに外部から、強い磁界（電界）を、ある定まった方向である高い周波数（原子内の素粒子の共振周波数など？４つの力が統一されれば判る？）で加え、原子の状態を不安定にした後、核融合の結果できる原子の安定する電磁界やエネルギー（高運動エネルギー素粒子などの衝突）を加える。」』 このような方法で、常温核融合が出来る可能性はないのでしょうか。 原子の中の中性子や中間子を構成している素粒子（クォーク）は電荷を持っており電磁界に影響を受けると思うのですが。しかし、フォトン、グルーオン、ニュートリノ、一部のクォーク、重力子（未だ見つかっていないようですが）は、電荷を持っていないので、電磁界に影響を受けないとは思いますが・・・。 それとも、素粒子は寿命が短く（約１０のマイナス８～１６乗秒）なので、普段は素粒子の状態で存在しないため、この質問はまったく無意味な質問なのでしょうか。
- ベストアンサー
- 物理学
- 核融合炉について
現在世界中で研究中の「核融合炉」についてお聞きします。 まだまだ発電施設を作るのに超高額な費用が必要だったり、安定してエネルギーを放出させるための技術が確立できていなかったり、ベストの組み合わせを探していたり、建材そのものを開発中だったり……と、解決すべき課題は山積みで、「原子」を使用するため、どうしても放射性廃棄物が出てしまったりとデメリットがあります。ですが、発電停止にした場合、現在主流の「核分裂」方式に比べて、溶融・爆発等による放射能汚染のリスクが少ないようです。 （↑gooで検索した情報をナナメ読みした印象です） そこで、質問です。 諸問題をクリアできた場合、日本でも「核融合炉」を導入するべきでしょうか？ それでも「原子力発電」であるため、見送るべきでしょうか？ それとも、他に実用化が見込める画期的な発電方式があるのでしょうか？ 私としては、徐々に「核分裂」式から「核融合」式に移行して、もっと費用・燃料確保・安全性の点で効率的な方法が発明されれば、「原子力発電」そのものを廃止してその新方式を取り入れるべきだと考えます。皆さんの意見を広くうかがいたいです。 ※水力・火力・太陽光・太陽熱・風力・地熱・バイオマス・海流発電については基本方式が確立されているため、ここでは対象にいたしません。 よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 自然環境・エネルギー
- 原子核反応について
教えてください。過程もお願いします。 ２個の重水素核の核融合によりヘリウム原子核が生成される原子核反応について答えよ。 ただし、重水素原子核およびヘリウム原子核の質量は、それぞれ、2.0140u、4.0026u とし、光速度はc=3.0×10^8[m/s]、１原子質量単位は1u=1.66054×10^-27[kg]である。また、1[eV]=1.602×10^-19[J]とする。 (1)この核融合反応における質量欠損をｋｇ単位で、また、発生するエネルギーをeV単位で求めよ。 (2)1gの重水素がすべて核融合をおこしたときに発生するエネルギーをJ単位で求めよ。
- 締切済み
- 物理学
- 物理数学における ０の反対はなんでしょうか 困っています
1秒は10万Kのエネルギーを持ち、 0Kの反対の温度は1000kです。＞NASAの仮説 まず、時間と空間の等価原理＝時間が斥力、空間が引力であり、 これが重力、陽電子、電子＝核子の回転の方向および回転数 これによる確率的な電磁気力、強い相互作用、 弱い相互作用があります。 これらは時空間の温度 圧力 速度の三要素から ０次元＝時間から、１次元＝時空間、２次元＝電荷時空間 ３次元＝クォークの力が発生、原子間力により４次元に 温度圧力速度の変化により次元が変化します。 よって、数学的 ０の反対は、温度では約１０００兆度 なのですが圧力は約何気圧ですか？ 温度１０００兆度と最高圧力から超光速航行に必要な 加速時間系の最高速おそらく１０ｘ２７plexｋｍ/sec程度ですが 無論静止時間系では３０万KM秒が限界です。 粒子加速器で素粒子にエネルギーを与えて加速すると引力が 増し時間が遅れます、逆に太陽や＝地球＝内部で起きている ＝核分裂＝反応はエネルギーを失う現象の為、斥力が発生します。 アイザック・ニュートンの万有引力の法則は間違っており 低温真空では引力が、高温高圧では斥力が強くなります。 すべての物質の表面に引力が発生しているのです。 よって核融合は低温真空で引力の強い水素が自然に するものです。逆に高温高圧固定では核分裂が自然に発生します。 太陽の表面で起きているのは核融合です。 よってホワイトホールは宇宙を支えています。 圧力の正確な数値が分かれば救かります。ｍ（＿ ＿）ｍ ありがとうございました。
- 締切済み
- 物理学
- 友人が研究したいと言っている反粒子と通常粒子の対消滅を利用した慣性核融合について質問します。
友人が研究したいと言っている反粒子と通常粒子の対消滅を利用した慣性核融合について質問します。 高校時代からの友人で、大学は別の大学で別の学部に言っている人が理系なのですが、専門分野を選ぶ際に「反物質と通常物質の対消滅を利用した慣性核融合」を生涯の研究者としてのライフワークにしたいといっています。私は今文系ですが、高校3年まで一緒に物理学や化学を学んできたのですが、到底できるとは思えません。 友人によれば 「核融合こそエネルギー不足の切り札だ。磁気閉じ込めはプラズマが不安定化して核融合を起こした状態で長期間保持するのは無理がある。そこでレーザー等を使った慣性核融合のほうが有利だが、一点に核融合をおこせるエネルギーを照射するレーザーの開発に難点がある。そこで、加速器などで核融合炉内の重水素などの固まりに反粒子と通常粒子を衝突させ対消滅により超高温高圧を作り出し、核融合を持続させそのエネルギーで対生成で反粒子、通常粒子のペアを作り出せばよいのだ。」 といっているのですが、反粒子と通常粒子をエネルギー資源、もしくはその点火源とするレベルで利用、生成することはできるのでしょうか。また、投入エネルギーよりも多い出力エネルギーをこのような核融合炉で得ることは可能なのでしょうか。 友人は我が強い方で、海外に行ってでも研究したいと言っていますが、何とか断念させ、もう少し地に足のついた研究をするよう説得させたいと思っています。友人をどのように断念させればよいのでしょうか。（教授や先輩もサジを投げているようです。できれば友人のアイデアを断念させることができるような物理学上の知見をいただければと思います。（それとも私が間違っていて可能なものなのでしょうか。）
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
核融合連鎖反応を起こさせるのが目的なら、それをさせない方が核融合発電にとってはメリットですよね。暴走しないし、ゆっくり反応させてエネルギーとして取り出せばいい。なので、核融合炉を数億度にする必要があるのか。