1: 2016/07/26(火) 21:42:36.71 ID:CAP_USER
【プレスリリース】レーザーの対向照射による核融合燃料の高効率加熱に成功 - レーザー核融合の実用化へ前進 - 日本の研究.com
https://research-er.jp/articles/view/48719
https://research-er.jp/img/article/20160726/20160726174634.png


光産業創成大学院大学(浜松市西区、学長 加藤義章)、トヨタ自動車株式会社(本社 豊田市、代表取締役社長 豊田章男)、浜松ホトニクス株式会社(本社 浜松市中区、代表取締役社長 晝馬明)らは、核融合燃料に対向して設置したレーザーから強度を変えて 3段階で対向2ビーム(計6ビーム)照射することで、効率の良い核融合燃料の新たな加熱機構を発見しました。これは、大型のレーザー核融合施設と比較してレーザー本数が少なくコンパクトな装置でも核融合燃料を圧縮でき、十分に加熱、発光可能なことを示したものであり、将来のレーザー核融合実用化に向けて前進しました。本研究成果は、7月28日(木)付け米国物理学会誌「PhysicalReviewLetters(フィジカル・レビュー・レターズ)」の電子版に掲載される予定です。また、10月17日(月)から6日間、国際原子力機関(IAEA)が京都で主催する「第26回IAEA核融合エネルギー会議」で本研究成果を発表する予定です。なお、本研究チームは、光産業創成大学院大学、トヨタ自動車株式会社先端材料技術部、浜松ホトニクス株式会社中央研究所、株式会社豊田中央研究所、名古屋大学未来社会創造機構、公益財団法人レーザー技術総合研究所、米国ネバダ大学リノ校、国立研究開発法人産業技術総合研究所の8研究機関19名の研究者で構成されています。


研究成果の概要

本研究では、直径500マイクロメートル(マイクロは百万分の一)、殻の厚み7マイクロメートルの球殻状の核融合燃料に、最初にピーク強度3000億ワット毎平方センチメートル(3.0×1011W/cm2)、パルス幅25.2ナノ秒(ナノは十億分の一)のフットパルスレーザーを対向2ビーム照射し、核融合燃料を内向きに加速させます。次に加速された核融合燃料に、ピーク強度21兆ワット毎平方センチメートル(2.1×1013W/cm2)、パルス幅300ピコ秒(ピコは兆分の一)のスパイクパルスレーザーを対向2ビーム照射し、中心部に押し込んでコア(高密度化した燃料)を形成します。最後に形成されたコアにピーク強度670京ワット毎平方センチメートル(6.7×1018W/cm2)、パルス幅110フェムト秒(フェムトは千兆分の一)のヒーターパルスレーザーを対向2ビーム照射してコアを加熱、発光させます。このように核融合燃料の圧縮によるコアの形成後にヒーターパルスレーザーでコアの加熱を行う「高速点火方式」でコアからのX線発光を観測したのは初めてであり、またこの発光はスパイクパルスレーザー照射後の状態と比較して6倍以上にも増大していました。今回の成果は、ヒーターパルスレーザー照射前にコアの形成に必要なエネルギーを2段階に分けて照射して核融合燃料から無駄なく低温高密度なコアを形成したこと、精緻に光軸とタイミングを合わせた対向2ビーム照射を実現したこと、また3段階それぞれのビームの集光位置を工夫したことによります。

観測結果をシミュレーションで確認した結果、コアへ対向2ビーム照射をすることで、レーザーパルスがコアの縁で吸収されて光の速度に近い高速の電子流が発生し、この高速の電子流がコア中央部で交差して強い磁場(500万ガウス以上)が形成され、電子流を構成する電子がこの磁場に巻き付き、コアが効率よく加熱されていることが分かりました。ヒーターパルスレーザーからコアへ伝搬されたエネルギー変換効率は14%程度と見積もられ、米国、日本、中国の大型レーザー施設の実験結果(3〜7%)を大きく上回っています。

コアへレーザーを照射するとこのような強い磁場が発生し、コアを効率良く加熱できる可能性があることは10年以上前のシミュレーション結果から提案されていましたが、コアの密度が高くなると、磁場をつくるための電流がコアの電子、イオンとの衝突でかき消されてしまうため、将来のレーザー核融合の実現に向けてコアがより高密度化されるとこの加熱機構は機能しないとされていました。しかし今回の発見により、高密度なコアでも対向の高速電子流が交差すると磁場が形成されてこの加熱機構が維持されることが分かりました。この加熱機構は、レーザー本数が多く大型のレーザー核融合施設と比較して小型でコンパクトなレーザー核融合施設でのレーザー核融合実用化が期待できることを示したものです。

今後は、引き続きコンパクトな装置でのコア加熱の効率化、レーザーの大出力化を進め、レーザー核融合の実用化に向けた研究開発を進めていきます。

続きはソースで

 
images (5)

引用元: 【エネルギー技術】レーザーの対向照射による核融合燃料の高効率加熱に成功 レーザー核融合の実用化へ前進 [無断転載禁止]©2ch.net

スポンサーリンク
4: 2016/07/26(火) 22:01:45.48 ID:MaNvQiRq
レーザー核融合は阪大が進んでたんじゃない?
かなり前の話だったけど今はどうなんだろう?

16: 2016/07/26(火) 23:10:03.22 ID:ZnXu7xJZ
>>4
阪大レーザー研からスピンアウトした研究者がメインなんだけどね。
浜松創成大の初代の学長の中井教授、今の加藤義章教授とか元・阪大レーザー研( ・ω・)y─┛~~

5: 2016/07/26(火) 22:02:33.28 ID:AjAy2twq
で、その状態を何アト秒維持できたのかね?

13: 2016/07/26(火) 22:53:19.92 ID:GDQnVZxY
>>5
アト1秒あればいい…。

7: 2016/07/26(火) 22:22:47.14 ID:LkmT+dL6
お湯沸き放題、カップラーメン食べ放題

8: 2016/07/26(火) 22:22:58.68 ID:xtRQYbMi
核融合は装置一式が一トン以下で収まるコンパクトさで
かつ一回完璧にできればよい

38: 2016/07/27(水) 08:09:09.26 ID:oIXPFzFS
>>8
その用途は「純粋核融合爆○」しか思いつかない。
何に使えるの?

69: 2016/07/28(木) 16:33:23.59 ID:wNlEfIyQ
>>38
> その用途は「純粋核融合爆○」しか思いつかない。
> 何に使えるの?
船舶や鉄道、大型車両や航空機のエンジン

9: 2016/07/26(火) 22:30:30.72 ID:/uZ1XfZ5
うーん、核融合は反応が継続できないと何とも言えんよな
実用化されればまさに夢のエネルギーだけど俺が生きてるうちには無理だろうな

11: 2016/07/26(火) 22:48:51.44 ID:TRzcj6SE
結局はお湯を沸かすことが目的

32: 2016/07/27(水) 02:37:57.94 ID:ItKoxnCv
>>11
それの一体何がおかしいんだ?
トータルで効率良いならどんなレトロな手段でも優れているって事も分からんお馬鹿さんかな?

14: 2016/07/26(火) 23:00:03.58 ID:aP5b+DZ1
まだまだ太陽熱発電の方が効率がいいな
空に巨大な核融合炉が浮かんでるのにそれを利用しない阿呆

15: 2016/07/26(火) 23:05:23.38 ID:zFZs8r72
>>14

太陽光発電より太陽熱発電のほうがエネルギー効率が良いという不都合な真実。

43: 2016/07/27(水) 17:54:27.38 ID:9CfCRMsz
>>14
日照時間はコントロールできないし

人間が1日あたっていても死なない程度のエネルギーだから
集めるの大変なんだ。マッチの火でも火傷するのに・・・

18: 2016/07/26(火) 23:18:55.91 ID:BdXZyz0O
勘違いしてるやつが居るが、燃料の入ったカプセルをポトポト落として一づつ反応させる方法。
だから反応を連鎖させる必要はない。

65: 2016/07/28(木) 13:56:08.86 ID:Vtm+fLGG
>>18
ある程度の時間閉じ込めないと十分に核融合が起きないのに、その勘違いは恥ずかしい

66: 2016/07/28(木) 14:56:27.40 ID:Cyed6JcR
>>65
オマエ、慣性核融合の意味がわかってないだろ(´・ω・`)

67: 2016/07/28(木) 15:07:46.01 ID:0beyAQym
>>66
https://ja.wikipedia.org/wiki/慣性閉じ込め方式
慣性核融合の理論図。(1)粒子線によって表面がプラズマ化する。(2)膨張エネルギーが内部と
外部へ向かう。(3)外部からの粒子線によって圧力が内部に向かう。(4)核融合。

と外からレーザーで押さえつけてるわけなんだけど、ひょっとして慣性で静止してるとでも勘違いしてた?

20: 2016/07/26(火) 23:54:17.01 ID:Iic6n6fd
少し前からレーザー核融合の話がよく出てる気がするけどトカマクはオワコンなの?

28: 2016/07/27(水) 01:14:09.07 ID:cK/LwRPp
>>20
核融合プラズマ自体はトカマクのほうがずっと進んでる

でも、放射線下で熱交換機を回すこと考えると、トカマクは炉壁の設計が大変な気がする

レーザー式は磁場発生設備を必要としないから、使い捨てに出来る部品が多そう

29: 2016/07/27(水) 01:38:56.60 ID:R27YWd1d
「夢のエネルギー 核融合発電」と聞くと、核融合炉から直接莫大な電気エネルギーが取り出せる、と想像したものだが、
上の方のレスにもあるように、結局、熱を発生させてお湯を沸かすことしか出来ないことを知り落胆。
これでは火力発電や原子力(核分裂)発電と同じではないか、と。

46: 2016/07/28(木) 06:27:11.95 ID:aEmsPCPy
>>29
目的と手段を混同してはいけません

タービンを使わないカッコいい発電

が目的なのですか?

47: 2016/07/28(木) 06:35:15.77 ID:UykMsYKp
>>46
核融合の話になると決まってこういう「結局はお湯を沸かしてタービン回して発電するんだろ?」って
勝手にがっかりするキチガイが湧くんだよ
無尽蔵にエネルギーが使えるなら多少効率が悪かろうがどうでもいい話なのにこのキチガイどもは
そんな簡単なことも理解できないくらい狂ってる

52: 2016/07/28(木) 07:11:29.12 ID:XeY4foAD
>>47
無知とキチガイは違うだろ。

34: 2016/07/27(水) 05:29:29.55 ID:jb0wRjc7
単純に大型化しても駄目なんだろうね装置を大型化するよりペレットを小型化する方がいいんじゃないかと

40: 2016/07/27(水) 09:56:39.31 ID:yfQ9d5sY
ヘリカル型融合炉の構造はもはや芸術品。とんでもない複雑さ。

42: 2016/07/27(水) 16:39:30.26 ID:ixCYG06i
宇宙ロケットに使えるんかな?

48: 2016/07/28(木) 06:45:24.06 ID:BH2LR3vO
>>42
反射鏡置くだけで良いから発電より簡単なんじゃね?恒星間探査の夢が広がるね。
母船で探査機持って行って子機で探査し孫機送り返して太陽系近傍でデータ受信とか

59: 2016/07/28(木) 10:44:44.19 ID:tFHz0VqU
うまくすればかなりの小型化が実現するな
モビルスーツのエンジンが少し近づいた