掲載日：2015年3月23日
http://www.zaikei.co.jp/article/20150323/241715.html



　名古屋大学の森島邦博特任助教らによる研究グループは、東芝と共同で、原子核乾板を用いた宇宙線ミュー粒子の測定によって、東京電力福島第一原子力発電所2号機の原子炉内部を透視することに成功した。

　原子炉内の状況の把握は溶融燃料取り出しや廃炉に寄与するが、直接内部を観測することは難しく、未だに内部イメージは得られていない。ミュー粒子は、岩盤1kmでも透過するような非常に高い透過力を持つ素粒子で、大型構造物の周辺にミュー粒子検出器を設置し、構造物を通過して来たミュー粒子の飛来方向分布を計測する事で、X線写真のようにミュー粒子の飛来経路中に存在する質量を推定する事ができる。

続きはソースで

　なお、この内容は3月22日の物理学会で報告された。

<画像>
ミュー粒子を利用した原子核乾板による投資結果を示す図（名古屋大学の発表資料より）
http://www.zaikei.co.jp/files/general/2015032314211190big.jpg

<参照>
名古屋大学が㈱東芝と共同で、福島第一原子力発電所2号機原子炉内部の宇宙線ミュー粒子による透視に成功
http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20150320_esi.pdf

掲載日：2015年3月11日
http://news.mynavi.jp/news/2015/03/11/131/



　極めて強力なレーザー光で、電子をまとわない「裸」イオン状態の鉄の原子核を作り出し、その原子核を光の1/5の速さに一気に加速することに、日本原子力研究開発機構量子ビーム応用研究センター(京都府木津川市)の西内満美子(にしうち まみこ)研究副主幹と榊泰直(さかき ひろなお)研究副主幹らが世界で初めて成功した。

　実験室内で生成できても短時間ですぐに壊れるため、取り出すことが難しい原子核の詳細な研究・分析に新しい道を開いた。既存の加速器技術と融合させて、物理学の新分野を開拓する画期的な成果といえる。神戸大学、九州大学、大阪大学、ロシア合同高温研究所との共同研究で、3月9日付の米物理学会誌Physics of Plasmasに発表した。

　強いレーザー光を物質に照射すると、物質中の原子は、瞬時にプラズマ化し、電子を全く持たない「裸」イオン状態か、「裸」イオンに近い状態になる。同時に、プラズマ中に生じる強い電場で、一気に加速されて物質から引き出されると考えられていた。しかし、実験例はなかった。今回、研究チームは、ポリイミド膜を用いた新型検出器と精密なX線分光を組み合わせて、電気の力で粒子を加速する大型の重元素加速器と同じように、光で「裸」の鉄原子核を加速して取り出すことができることを世界で初めて実証した。

　量子ビーム応用研究センターには、世界最高強度のレーザー光を瞬間的に発生できる装置がある。直径1ミクロン(1ミクロンは1000分の1ミリ)のごく狭い領域に、極めて短い時間、集中的にレーザー光を絞り込み、1兆キロワット近くのレーザーを出せるようになっている。研究グループはこのプラズマ光を薄膜に照射し、ほぼすべての電子がはぎ取られた鉄原子核の「裸」イオンがビームとなって飛び出してくるのを、5センチ離れた検出器で捉えた。この鉄原子核の速度は光速の1/5にまで達していたことも測定した。

　成功のポイントは、ここでしか出せない強力なレーザー光に加えて、薄膜標的(0.5%の鉄を含むアルミニウム薄膜)の設計、重いイオンの検出器導入、X線結晶分光器による鉄原子核の裸イオン状態の計測が有効だったという。重元素を加速するのには大型加速器が現在必要だが、このレーザー新技術は、非常に小さな領域からほぼ「裸」のイオンを高エネルギーに加速できるので、装置の小型化が実現する。

続きはソースで

 

2015/1/20 1:00

　恒星が寿命を終える際の「超新星爆発」と同じような衝撃波をつくるのに必要な強い磁場を発生させることに成功したと、大阪大など日米欧のチームが19日付の英科学誌ネイチャーフィジックス電子版に発表した。
衝撃波が関わってできるとされる宇宙線の仕組み解明を目指す。

　大阪大の高部英明教授（プラズマ物理学）によると、超新星爆発では秒速２千～３千キロでプラズマが噴き出し、宇宙空間に広がるプラズマの中を伝わり衝撃波ができる。
プラズマは、原子をつくる原子核と電子が超高温でバラバラになり飛び回っている状態。

(記事の続きや関連情報はリンク先で)
引用元：日本経済新聞 http://www.nikkei.com/article/DGXLASDG19HER_Z10C15A1000000/

Yahoo!ニュース - 次世代発電「核融合炉」　日仏で施設建設が本格化、５年後に実験もコスト課題 （産経新聞）
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20141201-00000556-san-sctch


　原子核同士を融合させて巨大なエネルギーを取り出す核融合炉の実験施設の建設が、日本とフランスで本格化している。核融合炉は輝く太陽と同じ原理のため「地上の太陽」とも呼ばれ、環境にやさしく安全な次世代発電と期待されており、２０４０年代に原型炉の運転開始を目指して技術の検証を行う。（伊藤壽一郎）

　◆茨城に新装置

　日本原子力研究開発機構は今年５月、茨城県那珂市の那珂核融合研究所で、欧州連合（ＥＵ）と共同で建設している核融合実験装置「ＪＴ－６０ＳＡ」の心臓部の組み立てを開始した。

　直径約１０メートル、高さ６・６メートルの円筒形で内部にドーナツ状の空間があり、真空容器と呼ばれる。来年夏に組み立てを終了し、２０１８年に装置全体が完成。翌年から容器に燃料を入れ、運転を始める。

　核融合炉の燃料は本来、水素の同位体の重水素と三重水素を使う。これらを１億度以上に加熱すると、原子核と電子がバラバラに飛び回る「プラズマ」という状態になる。

　プラズマは、容器の外側に並べた超電導磁石の強い磁力線の殻で閉じ込め密度を高めると、超高温で運動が活発になった重水素と三重水素の原子核が毎秒１千キロの超高速で衝突して融合。大きなエネルギーを持つ中性子と安定した物質のヘリウムに変化する。

　プラズマの状態確認が主目的のＪＴ－６０ＳＡは燃料に重水素だけを使うが、重水素同士の衝突で三重水素が少量発生するため、核融合反応も確認できる。
同研究所の栗原研一副所長は「実用化に向けては、超高温で高密度のプラズマを安定的に長時間維持することが重要。その制御技術を確立していく」と話す。

　◆４０年代に原型炉

　ＪＴ－６０ＳＡの技術を踏まえ、エネルギーの発生実験を行うのが国際熱核融合実験炉「ＩＴＥＲ（イーター）」だ。ＥＵと日本のほか米国、ロシア、韓国、中国、インドの国際協力により、フランス南部のカダラッシュで建設が進んでいる。

　０７年に着工後、本体建屋などの基礎部分の工事はほぼ終わり、現在は主要部品などを製作する段階に入った。２０年に運転を始める。

　プラズマを閉じ込めた真空容器のリチウム製の内壁構造材に、核融合で発生した中性子が衝突。リチウムはヘリウムと三重水素に分裂しながら熱エネルギーを放出する仕組みだ。連続運転の場合は外部から投入したエネルギーの５倍、短時間の運転では１０倍以上のエネルギーを発生させることを目標に掲げている。

　最終段階の発電は原型炉で実証する。熱エネルギーを水やガスなどの冷却材で外部に運び、蒸気を発生させてタービンを動かし、電気を起こす。ＩＴＥＲの実験運転と並行して設計・建設に着手し、早ければ４０年代半ばの運転開始を目指す計画だ。

　◆少ない環境負荷

　核融合発電は石油などを燃やす火力発電と違い、地球温暖化をもたらす二酸化炭素が発生しない。燃料供給を止めれば停止するため原理的に暴走せず、原子力発電で問題になる高レベル放射性廃棄物も生じないなど利点が多い。

　燃料１グラムで石油８トン分に相当するエネルギーを生み出せる。燃料のうち重水素は海水１トンに３３グラム含まれ、三重水素は海水１トンに０・２グラム含まれるリチウムから容易に作れるため、ほぼ無尽蔵。三重水素は発電時にも回収する。

　核融合で生じた中性子を浴びた金属や三重水素は放射能を持つが、微弱なため安全に管理することが可能。このため政府は今年４月に閣議決定したエネルギー基本計画で、核融合の研究開発推進を改めて盛り込んだ。

　ただ、課題は技術的な難しさに加え、高コストが指摘されている。発電換算で出力が１７万キロワットのＩＴＥＲの総事業費は約２兆円とされるが、通常の１００万キロワット級の原発の建設費は３千億～４千億円。環境負荷の低さや安全性を差し引いても、あまりに高い。

　栗原副所長は「最先端技術の塊であるＩＴＥＲは、全ての部品や機器を新たに作るため高額になる」と説明。実用段階では１００万キロワット級を５千億円程度で作れるとの試算があり、「最終的には発電コストも１キロワット時当たり約１０円と既存の原発と同レベルに近づくだろう」と話している。