核融合

質問

質問を二つさせてください
１、太陽が太陽風や紫外線などの生物に有害なものを発生させるように、地球上での核融合も発生させるのでしょうか？そうだとしたら、核融合はクリーンなエネルギーではないのでしょうか？
２、太陽光が白色光なのは何故ですか？エネルギー供給源が水素の核融合だけだとしたら、核融合から発生するエネルギーはほぼ一定で、E=hνより発生する光も一定のように感じます。

回答No.4

nzw · ベストアンサー

1)核融合炉が実現できたとして、安全性の観点から、そこで発生する放射線を遮蔽することはそれほど難しいことではありません。ただ、核融合炉を実現する上で、技術的観点からは、少々難しい問題があります。
　核融合反応で最も起こしやすいのは、重水素と三重水素を用いるD-T反応ですが、この反応では生成物として中性子がでてきます。いわゆる普通の原子炉でもちいる核分裂反応でも中性子はでるのですが、この場合はでてきた中性子は次の核分裂反応のために消費されるので、炉の外にはあまり中性子は出てきません。一方、核融合炉の場合は、出てきた中性子は炉内で消費されることがありません。トカマクのように磁場閉じ込めにより核融合を持続的に起こさせる炉の場合、大量の中性子が放出され続けます。中性子は電荷を持たないため、磁場で閉じ込める事が出来ません。核融合は超高真空中で行う必要があるため、炉は当然超高真空装置です。この超高真空を維持するための材料が、大量の中性子にさらされ続ける事で、脆化を起こす事が懸念されています。なお、この中性子は、D-T反応で用いる為の三重水素を作り出す為に、炉周辺に置かれたリチウムに吸収させる設計になると思われます。したがって、安全性の観点からの遮蔽は問題ないのですが、超高真空を維持するための性質と、中性子照射に耐える性質を兼ね備えた材料開発が課題となっています。

２）核融合反応で放出されたエネルギーは、反応で生じた中性子や原子核に与えられます。太陽は巨大な重力を持っていますので、反応で生じたこれら粒子は太陽内に閉じ込められます。そのため、他の粒子となんども衝突することになり、最終的にエネルギーが他の粒子にも分配され、熱平衡に達します。太陽光は、この熱平衡状態から発生しているもので、核融合反応から直接でているものではありません。

お礼

返信ありがとうございました
1,なんだかとてつもなく高コストな発電所になりそうです。
2,熱平衡由来とは、なんだか黒体放射を思い出してしまいました。

回答No.5

nananotanu

関連で、有名？な「酔っ払い運動」を思い出しました。

太陽の中心で光が発生してから、地球に届くまで、どれくらい時間がかかるかご存知ですか？

勿論、8分20秒、なんて単純な答えじゃないですよ(笑)

お礼

すいません　８分２０秒だと思ってました
ブラウン運動とかでしょうか　重力による遅延でもあるのでしょうか

回答No.3

雪中庵（@psytex）

「放射線でもガンマ線などは遮蔽に厚さ数メートルの鉛が必要と聞いた」というのは無茶な話で、
放射線の遮断に必要な遮蔽壁は、放射線の強度に比例するのであって、「ガンマ線だから～」ということはありません。
そもそもＸ線（レントゲン）もガンマ線の一種ですので、「数メートルの鉛が必要」なら病院の周りは被曝者だらけです。

基本的に「放射線」こそが核融合のネタですので、それを外に漏らすような残念な融合炉は、実用に堪えないでしょう。

参考URL：

http://www.nifs.ac.jp/virtual/qa/4-1.html

お礼

お早い返信ありがとうございます
言われると確かにそうだと納得します　自分の思考の鈍さに恥じるばかりです

回答No.2

雪中庵（@psytex）

「クリーンなエネルギー」という表現は、一般的に
有害な残留物、廃棄物を出さないという意味に使われます。
核分裂であれ、核融合であれ、反応中は放射線を出しますが、
放射線は遮蔽壁で吸収でき、反応が終わり次第消えるものです。
ただ、核分裂の場合は、元々が放射性物質（ウラン）を用い、
また分裂した灰も放射性物質なのに対し、核融合に用いられる
重水素（＆三重水素）は、自然界に一般的に存在する物質であり、
その反応後のヘリウム４も放射性物質ではない（逆に、だから
反応させるのに高温・高圧が必要で大変）ので、「クリーン」
なのです。

もちろん「廃棄物」という意味では、長い間放射線を浴び続けた
核融合炉そのものは放射性を帯び、クリーンではないですが、
核分裂のように燃料がドンドン放射性の灰に変わるのとは、
ケタ違いのクリーンさです。

お礼

回答ありがとうございます
放射線でもガンマ線などは遮蔽に厚さ数メートルの鉛が必要と聞いたことがあり、一方でアルファ線は鉛に当たると鉛を核分裂させると聞きました。すべての放射線を遮蔽するような構造、材料は存在しているのでしょうか？

回答No.1

Tacosan

太陽から放出されるエネルギーは核融合によって発生するエネルギーをもとにしていますが, 「核融合によって発生するエネルギー」そのものではありません. 太陽の中にある素粒子や原子によって吸収と放出を繰り返された結果として太陽表面に現れています.
これに対し核融合の際に発生するニュートリノは他のものとほとんど相互作用を起こさずに放出されます. ですので, 太陽ニュートリノを観測することによって「今どのように核融合がおきているのか」が観測できるということになります.

お礼

回答ありがとうございます
疑問に思ったのですが、白色光になるほど多様な種類の原子、素粒子が太陽表面上に存在しているのですか？