こんばんは。
今回は夢のエネルギー資源「核融合発電」についてAIに解説していただきます。
なぜこの話題になったかというと、会社で今後どのようなエネルギーを使用していくべきかを模索してほしいと頼まれました。
色々と調べているうちに「核融合発電」について記事を見つけたのでまとめてみました。
以下AI作成
核融合発電とは
核融合発電とは、太陽のエネルギー源と同じ原理で、水素のような軽い原子核を高温・高圧の状態で融合させて、大量のエネルギーを得る技術です。
核融合発電は、化石燃料に依存しない、二酸化炭素を排出しない、放射性廃棄物が少ないというメリットがあります。
しかし、核融合反応を起こすには非常に困難な条件が必要で、実用化にはまだ多くの課題があります。
核融合発電の仕組み
核融合発電では、水素の同位体である重水素（デュタリウム）と三重水素（トリチウム）を使います。
重水素は海水から安価に抽出でき、三重水素は自然界にほとんど存在しませんが、リチウムと中性子の反応で生成できます。
重水素と三重水素を約1億度という超高温に加熱すると、原子核と電子に分離してプラズマと呼ばれる状態になります。
このプラズマを強力な磁場で閉じ込めて圧力をかけると、重水素と三重水素の原子核が衝突してヘリウムと中性子に変わります。この時、質量が少し減少してエネルギーに変換されます。これが核融合反応です。
核融合反応で生じた中性子は磁場を透過して周囲の壁に当たります。壁は中性子の衝突で熱くなります。この熱を冷却水で運んでタービンを回し、発電します。
核融合発電のメリット・デメリット
核融合発電には以下のようなメリットがあります。
一方、以下のようなデメリットもあります。
核融合発電の最新の研究動向
核融合発電の実現に向けて、世界各国でさまざまな研究開発が進められています。代表的なものとして、以下のようなプロジェクトがあります。
- ITER（国際熱核融合実験炉）：フランスで建設中の巨大な核融合炉で、2025年に点火予定です。核融合反応で発生するエネルギーが入力エネルギーを上回る「点火」を目指します。
- DEMO（核融合実証炉）：ITERの次に計画されている実用化に向けた核融合炉で、2030年代に建設開始予定です。電力網に電力を供給することを目指します。
- NIF（国立点火施設）：米国のレーザー核融合実験施設で、2022年に初めてレーザー入力エネルギーよりも大きなエネルギーを得ることに成功しました。
- JET（欧州トーラス共同研究施設）：イギリスにある核融合実験施設で、2022年に過去最高のエネルギー量を記録しました。
- CFETR（中国実験高温核融合炉）：中国で建設中の核融合炉で、2020年代後半に点火予定です。ITERとDEMOの中間的な役割を果たすことを目指します。
まとめ
核融合発電は、太陽のエネルギー源と同じ原理で、水素のような軽い原子核を高温・高圧の状態で融合させて、大量のエネルギーを得る技術です。
化石燃料に依存しない、二酸化炭素を排出しない、放射性廃棄物が少ないというメリットがありますが、実用化にはまだ多くの課題があります。
世界各国でさまざまな研究開発が進められており、夢のエネルギーとして期待されています。
以上です。
いかがでしたか。難しいキーワードがでてきましたが、簡単にいうと「二酸化炭素を排出しなく単価も安いエネルギー」ということでしょうかね。
デメリットにも書いている通り、現時点の技術では特殊な環境が必要なので環境づくりに莫大な資金が必要であるということ、放射線物質への対策ということです。
この核融合発電以外にも以下のようなエネルギー問題を解決する技術があります。
- 人工光合成：太陽エネルギーとCO2を使って化学品を合成する技術です。植物がCO2を利用して光合成をおこなうように、化石燃料からの脱却やCO2削減に貢献できます。
- カーボンリサイクル：CO2を分離・回収し、コンクリートや化学品、燃料などの原料として再利用する技術です。CO2を資源として活用することで、大気中へのCO2排出を抑制していく技術です。
- 水素・アンモニア：使用する時にCO2を排出しない水素は、水や再生可能エネルギーなどからつくることができます。アンモニアは水素の輸送・貯蔵に利用できるほか、火力発電などで燃料として直接利用することも可能です。
これらの技術は、エネルギー問題だけでなく、気候変動対策や産業競争力の向上にも寄与できると期待されています。
２０５０年にカーボンニュートラルを実現するために様々な技術が発展していきます。私たちの生活も大きく転換するきっかけとなることでしょう。
※カーボンニュートラルとは・・・
温室効果ガスの排出量と吸収量を均衡させることで、地球温暖化を防ぐ取り組みのことです。
2020年10月、日本政府は2050年までに温室効果ガスの排出を全体としてゼロにするという目標を掲げました。
それではまた。
