実際の核融合炉と発電の仕組み
自然科学研究機構 核融合科学研究所 教授の高畑一也氏が、核融合発電の基礎知識について解説する本連載。第2回では、核融合炉/発電の基本的な仕組み、核融合炉に使われる主要装置について解説します。 連載の第1回では、地上で実現可能な核融合反応を提示し、この反応を実現するための条件、核融合発電の優位性と安全性について解説しました。今回は、実際の核融合炉（核融合反応を起こす場所）と発電の仕組みを解説します。核融合にはいくつかのアプローチがありますが、今回は磁場閉じ込め方式、そして第1世代といわれる重水素-三重水素（D-T）反応炉に話を絞ります。その他のアプローチについては、連載第3回で触れたいと思います。 超高温プラズマを閉じ込める磁場の容器 そもそも核融合炉で作られる1億℃の水素ガス（プラズマ）を金属の容器で閉じ込めることはできません。1億℃に耐えられる金属がないのは確かですが、それより数グラム（
アメリカが約50年ぶりに建設許可を出した｢溶融塩原子炉｣とは
Jenny McGrath ［原文］ （翻訳：梅田智世／ガリレオ、編集：井上俊彦） Jan. 12, 2024, 07:30 AM サイエンス 27,725 フランス、サン・ポール・レ・デュランスにあるCEAカダラッシュ研究センターの小規模ナトリウムループ試験装置（PAPIRUS）で、冷却材として用いられている溶融塩。 REUTERS 溶融塩原子炉が最初に建設されたのは1950年代だが、アメリカでは1970年代以降、使用されていなかった。 アメリカ原子力規制委員会（NRC）は2023年12月12日、溶融塩原子炉の建設許可を出した。 プロジェクトを主導するケイロス・パワー社は、2027年までに完成させたいとしている。 アメリカはこれまでとは異なる種類の原子炉を建設する許可を出した。 溶融塩原子炉と呼ばれるこの原子炉により、将来的には、現在よりも小型で建設が容易な原子炉が実現し、いずれは送電網
核融合の実現は、そんなに容易な話ではない
GEPRSun Virtual Realistic Glowing Bright In Nebula Cloud And Stars Surrounded. Solar Flare Burning Around Astrological Celestial At Galaxy Concept Illustration Background Design. 元静岡大学工学部化学バイオ工学科 松田 智 最近流れたニュース「MITが核融合発電所に必要となる「超伝導電磁石の磁場強度」で世界記録を更新したと報告」を読んで、核融合の実現が近いと思った方も多いかと思うが、どっこい、そんな簡単には進みませんぜ、と言う話を書く｡ 「地上に太陽を」との触れ込みで売っている核融合だが、その歴史は案外古い。核融合の直接的な応用である水爆の実験が成功したのは1952年。すぐさま応用できると考えられて、インドの原子物
関電資金還流事件と高浜発電所空撮からわかる、関電の「身の丈」に合わない投資 « ハーバー・ビジネス・オンライン « ページ 3
現状でも報じられている高浜発電所の再稼働へ向けた事業費は6000億円規模であり、公共事業等を含めれば更に1千億円は増えると思われます。今後の必要投資額を合わせれば総額1兆円程度となり得ますが、それにより得られるのは最大3.4GWeで15〜25年程度、2020年以降の設備利用率50〜70%程度の発電所ですので算盤が合いません。 高浜発電所は、三号炉四号炉は、手頃で優れた原子炉且つ、残余炉寿命が十分にありますし、敷地の規模に対しても運用二基なら適正規模と思われます。結果として投資額も大きく低減できていたでしょう。 目安としての炉寿命40年を迎えた原子炉を20年、更に20年延長して運転することは合衆国を筆頭とした世界の大規模原子力国での趨勢ですが、それは追加投資を大きく要しないことが前提となっています。 高浜発電所の場合、1兆円に迫る投資を要していますので投資効率はたいへんに低いと言うほかありま
東芝元社員の告白「あの会社の裏切りがなければ」 | ウエスチングハウス買収 知られざる内幕 | 文春オンライン
2月14日、半導体事業の「事実上の売却」を検討していることを明らかにした東芝。綱川智社長の衝撃の記者会見から一夜明けた15日、東芝の原子力事業に携わっていた元社員はこう呻いた。 「あの会社の裏切りがなければ……」 今から11年前、東芝は米原子炉メーカー大手のウエスチングハウス（WH）を買収した。売り手は1999年にWH を買収した英国核燃料会社（BNFL）である。 実はこの時、東芝にはパートナーがいた。総合商社の丸紅だ。米欧で電力自由化が本格化する中、IPP（独立発電事業者）として各国の電力市場に参入していた丸紅は、川上から川下まで一気通貫でエネルギー事業を手掛けるため、WHへの出資に意欲を見せていた。 WH買収の蔭にいた「兄弟」 資金調達力があり、外国企業との交渉にも長けた丸紅は、財務基盤の弱い東芝にとって心強い存在だった。まして当時の丸紅社長は勝俣宣夫。東京電力社長、勝俣恒久の弟である
ベースロード電源市場なるまやかし
2016.12.12 経産省が、核燃料サイクルについて、国民に欺瞞に満ちた説明を繰り返してきたことには、これまでも触れてきました。 経産省の嘘は、それだけではありません。 福島第一原発の事故処理の費用が膨らむと同時に、こんどは、ベースロード電源市場なるものが急浮上してきました。 経産省の理屈はこうです。 一、石炭火力や大型水力、原子力などの安価なベースロード電源については大手電力会社が大部分を保有しており、新電力のアクセスは極めて限定的。 二、その結果、新電力はベースロード需要をＬＮＧ等のミドルロード電源で対応せざるを得ず、大手電力会社と比して十分な競争力を有しない状況が生じている。 三、このため、新電力も大規模なベースロード電源へアクセスすることを容易にするための新たな市場(ベースロード電源市場)を創設し、ベースロード電源を売買できるような実効的な仕組みを導入することで、事業者間競争を更
世界の果てに「原子力電池」：日経ビジネスオンライン
10年間メンテナンスが不要という「乾電池」のような小型原子炉。米ロスアラモス国立研究所で生まれた技術の民間移転で実用化目指す。日本メーカーの協力を得て合弁生産し、10年間で1000基を売る計画だ。 米国で複数のベンチャーが、“ミニ原発”の世界市場獲得を狙って動き始めている。その中で実用化に最も近いと見られるのが、米ハイペリオン・パワー・ジェネレーションが開発中の小型原子炉「ハイペリオン・パワー・モジュール（HPM）」だ。 HPMは直径1.5ｍ、高さ2.5ｍの鋼鉄製のカプセル形状をしている（右下図）。1基の出力容量は25メガワット（メガは100万）。商用原子力発電所で一般的な1000メガワット級原子炉の出力の40分の1とはいえ、米国の平均的世帯なら2万戸分の電気を賄える。 工場で核燃料を詰めて完成品に仕上げ、需要地に向けて出荷する。1基当たりの重さは50トンなので、トラックや貨車、船舶などで
原発、何も進まない使用済み核燃料問題 4万本を8千年も地下埋蔵
原子力発電所で排出される使用済み核燃料の再処理工場設置をめぐるトラブルが続いている。完成が長引くようであれば、わざわざ再処理などせずに使用済み核燃料をそのまま処分、すなわち直接処分することはできないのだろうか。ちなみに、フィンランドやスウェーデン、カナダ、韓国などは直接処分することになっている。 4月に政府は閣議決定で、使用済み核燃料をすべて再処理するとした従来の方針は維持しながら、再処理せずにそのままゴミとして処分する直接処分についても検討すると「エネルギー基本計画」に明記した。また、2011年3月の東京電力福島第一原発事故後、内閣府の原子力委員会は、今後20～30年を考えれば、経済性、核拡散防止など多くの点で、再処理するより直接処分するほうが有利か同等であると評価しているのである。 しかし、直接処分による廃棄物の量は、再処理して処分する場合より4倍も増える。また、放射能レベルの有害度が
【土岐市】安定性が高いヘリカル型、重水素実験で1.2億K超を目指す
岐阜県土岐市にある核融合科学研究所は、元は、名古屋大学 プラズマ研究所だった。1989年に京都大学ヘリオトロン核融合センター、および広島大学核融合理論研究センターの一部と統合され、大学共同利用機関法人 自然科学研究機構の1組織となっている。 ここで進められてきた核融合研究用のプラズマ閉じ込め装置が、大型ヘリカル装置（LHD）である（写真1、写真2、写真3）。
使用済み核燃料使う次世代原子炉 日立が実用化へ - 日本経済新聞
日立製作所が使用済み核燃料を燃料に使う資源再利用型沸騰水型軽水炉（RBWR）の実用化に向けて動き出した。使用済み核燃料の有害度は天然ウラン鉱石と同程度まで減衰するのに約10万年かかるとされる。だがRBWRが実用化されれば300年程度まで短縮できるという。原子力発電にとっての課題は使用済み核燃料の処理だ。日立は処分場の面積を約4分の1まで減らすことができるとみており、開発の行方に注目が集まる。処分場を4分の1程度まで縮小
自然エネルギー先進国が開発に乗り出した「トリウム原発」とは（） @gendai_biz
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米国で原発の閉鎖相次ぐ―天然ガス価格急落でコスト逆転
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どこがダメなのか、日本のエネルギー
どこがダメなのか、日本のエネルギー：小寺信良のEnergy Future（22）（4/5 ページ） 方向を間違えた産業界 再生可能エネルギーの導入を助けるFIT制度。だが、国のエネルギーの流れ全体を考えるなら、発電以外にも目を向ける必要がある。まずは、エネルギーの利用効率についての検討が必要だ。 ドイツのエネルギー利用で特徴的なのが、「熱利用」が盛んなことである。バイオマス発電を含め、火力発電では大量の熱が放出される。一般的に火力発電では、投入する燃料に対しておよそ40％程度しか電力に変換できず、残りはほとんどが熱という形でロスになる。 日本ではここで発生する熱をほとんど利用していない＊8）が、ドイツでは安定的な熱利用先を確保することで、発電にかかわる総合エネルギー変換効率を高めている。例えば地方の小都市の熱利用を丸ごと廃熱でまかなうという形だ。 ＊8） 経済産業省は100～500℃の範囲
核燃料サイクルのコストは
原子力委員会の「原子力発電・核燃料サイクル技術等検討小委員会」が19日、2030年までに核燃料サイクルにかかる費用を3つのケースについて試算した結果を公表した。3つもケースとは、「2030年時点で総発電量に占める原子力発電の割合が35%」、「同じく20%」、「2020年時点で原子力発電がゼロ」だ。 この3つのケースについて、「使用済み燃料を全て再処理し、プルトニウム・ウランの混合燃料(MOX燃料)として再利用する)」「再処理と一部を直接処分(地中などに埋める)の併存」「全て直接処分」の3通りについて必要となるコストを算出している。 新聞各紙の報道を見ると、再処理と直接処分を組み合わせた場合より、全量を再処理した場合の方が高くつく、ということを強調しているように見える。それはその通りなのだが、一番安く済むのは2020年に原子力発電をゼロにするケース、という試算結果にも注目してよいのではないだ
光創大ら、高繰り返し核融合反応に成功と同時に高速点火方式の原理を解明
光産業創成大学院大学(光創大)は、トヨタ自動車、浜松ホトニクス、豊田中央研究所、トヨタテクニカルディベロップメント、ネバダ大学リノ校物理、レーザー技術総合研究所と共同で、テーブルトップ型高出力・高繰り返しレーザーを用いて爆縮・高速点火による高繰り返し核融合反応に成功したと発表した。 成果は、光創大の北川米喜教授らのグループと、前述した5社と1校、1研究所らの共同研究チームによるもの。研究の詳細な内容は、4月4日付けで米物理学専門誌「Physical Review Letters 4月6日号」に掲載された。 また、4月26日からパシフィコ横浜・会議センターで開催されるレーザーに関する国際会議「OPIC(OPTICS & PHOTONICS International Congress)2012」の専門国際会議「レーザー核融合エネルギー」と、今秋10月に米国サンディエゴで開催されるIAEA核融
第3回 時間も人材も不十分
何より日本と大きく違うのは、米国には1世紀にわたるプロフェッショナルエンジニア（PE）制度があることだろう22）。米国では、たとえ理工系大学を卒業していても、それだけでは一人前のエンジニアとして認められず、高い知識と経験があることを証明する試験に合格しなければならない。原子力規制委員会における安全審査や規制の評価は、大学や研究機関・企業などで実験や計算での実績があり、かつ倫理感の高い上級クラスのPEが担っているのだ。彼らは、他者に依存することなく、安全審査に必要な核熱流動のコンピュータ・シミュレーションの入力データ作成から計算結果の評価まで、全て自身でこなせる実力を備えている。原子力関連技術の国際会議などに出席し、技術論文の発表を行うなど最新の技術情報のキャッチアップにも余念がない。一方、日本の規制官がこのような会議に出席するのは、規制をテーマとした会議を除いてほとんどない。 さらに米国で
なぜ電力自由化なのか、経産省主導で発送電分離の検討開始
10大電力会社が加入する電気事業連合会は、年間事故停電時間の国際比較を公開している（図1）。 これによれば、米国カリフォルニア州の停電時間は、顧客1件当たり417分。イギリスの76分やフランスの62分と比較しても、日本は14分と少ない。つまり、日本の電力供給網（送配電系統）は世界でも最も信頼性が高いとしていた。 それでは東日本大震災以降の計画停電や、15％を目標とした電力使用制限令の施行は何を意味するのか。電力会社に完全に依存した形の電力システムが必ずしも万全ではなかったことだ。日本全国の発電所の能力が、総電力消費量を上回るにもかかわらず、電力が供給できない。これは送電や配電に課題があるのではないか。 枝野幸男経済産業相が議長を務める「電力システム改革に関するタスクフォース」＊1）は、このような問題意識に基づき、2011年12月27日、3点からなる「電力システム改革に関するタスクフォース論
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機械学習で核融合発電を実現？SFじみてきたグーグルの野望
ドイツの太陽光発電、「失敗」から日本が学べること
/ WSJ日本版 - jp.WSJ.com - Wsj.com