【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
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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。

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地球の内核は7億歳？地球冷却の歴史の一端が明らかに―地球中心核条件下での鉄の電気伝導度測定に成功― | 東工大ニュース | 東京工業大学
http://www.titech.ac.jp/news/2016/035339.html


要点
地球中心核に相当する高温高圧下における鉄の電気伝導度測定に成功した
地球中心核の電気・熱伝導度はこれまでの予想よりも3倍程度高い
内核の冷却速度を計算した結果、内核の年齢は約7億歳であり、地球の誕生時期46億年前よりもはるかに若い


概要

東京工業大学の太田健二講師、廣瀬敬教授と、愛媛大学の桑山靖弘助教、大阪大学の清水克哉教授ならびに高輝度光科学研究センターの大石泰生副主席研究員の共同研究チームは、大型放射光施設SPring-8[用語1]を利用して、地球中心核[用語2]の主成分である鉄の電気伝導度を最高157万気圧、4,500ケルビン（絶対温度、K）という超高温超高圧条件で測定し、地球中心核の電気・熱伝導度が従来の予想よりも3倍程度高いことを明らかにしました。

地球の中心部は固体金属内核とその外側の液体金属外核の2層構造になっている非常に高温高圧の領域です。地球内部の熱が地表へと移動することで地球内部の温度は徐々に低下し、それに伴い内核はその大きさを増しています。また、外核が対流することで、地球には約42億年前から磁場が存在していると考えられています。では、内核が何年前に誕生したのか、内核の存在が地球の磁場に影響を与えるのかどうかを知るためには鉄の伝導度[用語3]を実験によって明らかにすることが必要です。しかし、外核の最上部ですら135万気圧、4,000 K以上の超高温高圧状態であるため、こうした極限条件において物質の伝導度を計測することは技術的に困難でした。

共同研究チームは、鉄試料を高温高圧状態で保持できるレーザー加熱式ダイヤモンドアンビルセル装置[用語4]を用いて、SPring-8において、地球中心核条件に相当する高温高圧下で鉄の電気伝導度を測定することに成功しました。その結果、核の熱伝導度はこれまでの予想よりも3倍程度高い約90 W/m/K（ワット毎メートルケルビン）程度であり、核の熱・電気伝導は非常に活発であることが明らかになりました。核の伝導度から推定される内核の誕生年代は約7億年前となり、40億年以上前から存在することが確認されている地球磁場の生成・維持機構に関する新たな知見を与える結果です。本研究成果は国際科学雑誌『Nature』に6月1日に掲載されました。

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（略）

……話を整理しよう。ではなぜ、アメリカはこの月面宇宙人基地を壊滅させなければならなかったのか？　
ウェアリング氏によればそれは昨今の宇宙開発競争においてアメリカは、ロシアや中国、インドなどの猛追に晒されている
（提携関係にある日本は別として）からだという。このままであればいつかは他の国にも発見されてしまうこの宇宙人基地を、発見される前に壊滅させてしまう方策を選択したということだ。

そしてもうひとつ、ではなぜ派手な核爆発という“一大スペクタクル”が起きなかったのか？　
それはやはり、月面に基地を構えられるほどの技術力が為せる技であるということだ。
爆発が起こったとしても、爆風を除去し無力化する技術があるに違いないという。とすれば、この月面基地は今もほぼ無傷で存在していることになる。

そしてこれが本当であるとすれば、翌年のオバマ大統領の政策転換は、月からの撤退であり“侵攻作戦失敗”というニュアンスを帯びることになる。

気になるのは攻撃を受けた月面基地が地球へ反撃してくるのかどうかだが、2009年から7年目になる今のところは目立った攻撃はないように思える。
しかし、我々が気づかない方法（人工地震、人工ハリケーンなど）で、すでに幾度となく地球を攻撃しているのかもしれない。

人間が月面に降り立って今年で47年目。
普通に考えれば今頃は月旅行経験者が3桁に近づき、なんらかの施設が月面に建設されていてもおかしくないような気もするのだが、その後の月探索が思った以上に進まないでいるのは、やはり“先客”の存在が判明したからなのだろうか。
今後の月への動きがますます気になる話題である。



http://www.excite.co.jp/News/odd/Tocana_201604_post_9460.html?_p=4

火星の重力マップ公開、驚きの新事実が明るみに | ナショナルジオグラフィック日本版サイト
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/032800113/


　このほど米NASAが火星の重力データを使って地図を作成し、公開した。美しいだけでなく、火星内部の核から周囲の大気まで、目で見ただけではわからない地質学的な詳しい特徴が新たに示されている。

　米マサチューセッツ工科大学のアントニオ・ジェノバ氏らは、火星探査衛星3機16年分の軌道データを分析し、軌道と速度のふらつきから、位置による重力のばらつきを明らかにした。3月5日に科学誌「Icarus」に発表された火星の地図は、太陽系で最も高い山であるオリンポス火山の頂上からマリネリス峡谷の底まで、この重力のごくわずかな違いを画像として示したものだ。（参考記事：「オリンポス山、“太陽系最大”を返上？」）

　米NASAジェット推進研究所のリチャード・ズレック氏は、「火星を周回する探査機が火星から受ける重力のばらつきを分析すると、火星表面の凹凸に関するデータが得られます。高度300kmを周回する探査衛星が、大気を隔てた重力のわずかな違いをここまで追跡できるのは驚異的です」と言う。なお、ズレック氏は今回の地図作成には関与していない。（参考記事：「最新の重力地図で描いたでこぼこの地球」、「月の重力場地図、グレイルで作成」）

「実にすばらしい研究です」と氏は言い、謎の多い火星の地質史をめぐる論争の行方に大きな影響を与えるだろうと考えている。以下では、新しい重力マップの研究で明らかになった3つの事実と、重力マップが解決のヒントになると思われる謎について説明しよう。


二酸化炭素の大循環

　この研究における最大の発見は、火星の気候を知る上で重力が非常に役に立つということだ。

　ジェノバ氏らは、南北極冠での重力の変動から、北半球が冬になる時期には、大気中の4兆トンの二酸化炭素が氷になって北極に堆積することを確認した。南半球が冬になる時期にも、同じことが南極で起こる。季節移動するこの二酸化炭素の量は、火星大気の6分の1にもおよぶ。

　研究チームはさらに、重力を利用して火星の16年間の二酸化炭素サイクルを分析した。これにより、11年周期で強くなったり弱くなったりする太陽の活動が、二酸化炭素の移動に及ぼす影響も明らかになった。彼らの計算結果は、マーズローバー（火星探査車）が火星表面で実際に測定した値とおおむね一致していた。（参考記事：「探査車が見た火星」）

「つまり、火星のまわりを周回する探査衛星により、極冠の質量の変化を測定できるようになりました。この手法は、数10億年かけて火星の気候がどのように変わってきたかを理解するうえで、基本的なアプローチになる可能性があります」とジェノバ氏。

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