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2017年06月09日 (14:24)

核融合科学研究所が平成28年度の「研究成果」を発表

核融合科学研究所(土岐市下石町・竹入康彦所長)は、
平成28(2016)年度の研究成果を発表。
核融合研究が、さらに進展したことを示した。
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04DSC_2591.jpg05DSC_2614.jpg06DSC_2620.jpg
主な研究成果として、
①活性炭を用いた排気システムの改良により、
プラズマをさらに高温に。
②金属の中にあるミクロな迷宮を、
スパコンで高速自動探索。
③強磁場の中を流れる液体金属への
ブレーキ作用の実証に成功(京都大学との共同研究)。
以上、3点を挙げた。
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10DSC_2630.jpg11DSC_2632.jpg12DSC_2635_20170609133716ba6.jpg
研究成果①については、
核融合科学研究所の大型ヘリカル装置(LHD)では、
真空容器の中に、水素ガス(気体)を入れて、
プラズマを発生させている。
ただし、プラズマにならなかった水素ガスは、
プラズマの温度を下げでしまうため、
ポンプで、外に排気する必要がある。
ポンプには、極低温に冷却した「活性炭」
(内部に小さな穴がたくさんある黒炭)があり、
水素分子(水素ガス)を吸着させて、排気する。
◆活性炭と冷却基板(銅)を接着する際、
従来は「有機接着剤」を使っていたが、
融点の低い金属を間に挟み込む「無機接着法」を開発。
◆コンピューターシミュレーションに基づき、
水素分子(水素ガス)を、外に導く経路の最適化。
◆水素分子(水素ガス)の吸着に、
最適な穴を持つ、活性炭の発見。
など、改良を行ったところ、
従来の排気速度よりも、7倍以上増加した。
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16DSC_2653.jpg17DSC_2655.jpg18DSC_2660.jpg
研究成果②については、将来の核融合炉では、
閉じ込められたプラズマの粒子は、最後に、
金属でできた「ダイバータ板」に衝突し、排気される。
しかし、一部の粒子は、ダイバータ板の中に侵入。
電気的に中性な原子となり、金属の中にたまってしまう。
この「侵入粒子」は、金属の奥へと、さらに進んだり、
金属の表面まで戻り、再び放出されたりするため、
プラズマに影響を与えてしまう
(※LHDのダイバータ板は、炭素でできている)。
◆核融合科学研究所のスーパーコンピューター・
プラズマシミュレーターを用いて、
金属中の侵入粒子の動きを把握。
侵入粒子の複雑な動きを、
全体像としてとらえた「移動経路図」を、
高速かつ自動的に作成する方法を、確立した。
プラズマと金属の相互作用を、把握できるので、
プラズマを利用した加工技術(半導体の製作)など、
核融合研究以外の分野でも、応用が期待できる。
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22DSC_2682.jpg23DSC_2708.jpg24DSC_2711.jpg
研究成果③については、
核融合科学研究所の流動試験装置
「熱・物質流動ループ装置Oroshhi-2」
オロシ2)を用いて、
冷却材「液体リチウム鉛」(液体金属)を、
曲がった管の中に流した際に発生する、
「電磁ブレーキ作用」を実証。
この電磁ブレーキ作用を表す、関係式の取得に、
世界で初めて成功した。
◆将来の核融合発電では、高速の中性子を熱に変換し、
その熱で、蒸気タービンを回して、発電する。
高速の中性子を受け止めて、熱を作る機器
「ブランケット」には、多数の配管がある。
この管に、冷却材(液体金属)を流すことで、
熱を外に取り出せるが、強い磁場の中で流すと、
液体金属の流れと逆向きの力「電磁ブレーキ作用」
(電磁流体圧力損失)が、働いてしまう。
流動試験装置で測定した結果、
電磁ブレーキ作用は、磁場強度の二乗に比例し、
液体金属の流量に、反比例することが、分かった。
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28DSC_2731.jpg29DSC_2738.jpg30DSC_2734.jpg
ちなみに、核融合科学研究所に、
新キャラクター「ヘリカ」が誕生。
ヘリカちゃんは、「プラズマくん」の妹分で、
10月28日(土曜日)に開かれる、
「オープンキャンパス」で、初登場する予定。
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カテゴリ : 土岐市記事のURL
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