Fusion Energyとは何ですか？

核融合エネルギーとは、原子核を融合させることにより、原子核内の粒子間の結合からエネルギーを抽出することです。 最大のエネルギーを得るには、水素、重水素、トリチウム、ヘリウムなどの軽元素と同位体を使用する必要がありますが、鉄よりも原子番号の小さい元素はすべて、融合すると正味のエネルギーを生成できます。 核融合は、ウランやプルトニウムのような重い核をばらばらにすることでエネルギーが生成される核分裂とは対照的です。 両方とも核エネルギーであると考えられていますが、核分裂はより簡単で、よりよく発達しています。 現在のすべての原子力発電所は核分裂エネルギーに基づいて稼働していますが、多くの科学者は、核融合エネルギーに基づいた発電所が2050年までに開発されることを期待しています。

核分裂エネルギーと核融合エネルギーの両方に基づいた核爆弾があります。 従来の原子爆弾は核分裂に基づいていますが、H爆弾または水素爆弾は核融合に基づいています。 核融合は、物質をより効率的にエネルギーに変換し、プロセスが連鎖反応に導かれると、より多くの熱と温度を生成します。 したがって、H爆弾はA爆弾よりも高い収量を持ち、場合によっては5,000倍以上も高くなります。 H爆弾は核分裂「ブースター」を使用して、核融合に必要な温度（約2,000万ケルビン）を達成します。 H爆弾では、反応質量の約1％が直接エネルギーに変換されます。

核分裂ではなく核融合エネルギーは、太陽に動力を与え、そのすべての熱と光を生成するエネルギーです。 太陽の中心では、毎秒約426万トンの水素がエネルギーに変換され、毎秒383ヨタワット（3.83×10 ²⁶ W）または9.15×10 ¹⁰メガトンのTNTを生成します。 これは多くのように聞こえますが、実際には太陽の総質量と体積を考慮すると非常に穏やかです。 太陽のコアでのエネルギー生成率はわずか0.3 W / m ³ （ワット/立方メートル）で、電球のフィラメントで発生するエネルギー生成の100万倍以上も弱いです。 コアが非常に巨大で、直径が約20地球に相当するからこそ、非常に多くの総エネルギーを生成します。

科学者は数十年間、人間のニーズに合わせて核融合エネルギーを利用することに取り組んできましたが、これは高温と高圧が関係するため困難です。 核融合エネルギーを使用して、小さなボールベアリングのサイズの燃料の単位は、ガソリンのバレルと同じくらいのエネルギーを生成できます。 残念ながら、2008年時点での核融合発電のすべての試みは、彼らが生み出したよりも多くのエネルギーを消費しています。 2つの基本的なアプローチがあります-磁場を使用してプラズマを臨界温度に圧縮する（磁気閉じ込め核融合）、または核の臨界しきい値を超えて加熱するほど強いターゲットでレーザーを発射する（慣性閉じ込め核融合）。 これらのアプローチは両方とも、2010年に慣性閉込め核融合を試みてオンラインになる国立点火施設（NIF）と、2018年に磁気閉込め核融合を試みてオンラインになる国際熱核融合実験炉（ITER）で大きな資金を受けています。