福島 原子力発電所事故による汚染まとめ

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核融合とは?
 
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pt2上杉隆氏 福島原発の「工程表」を徹底検証
pt3上杉隆氏 福島原発の「工程表」を徹底検証
pt4上杉隆氏 福島原発の「工程表」を徹底検証
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pt2 【上杉隆氏】原発設計者 上原春男氏共同インタビュー
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核融合とは? 








全てにおいて中途半端

核融合とは?
軽い原子核が融合して重い原子核になる反応である。

原子核には、原子核同士が引き合う力(核力)と反発する力(クーロン力※)がある。
核力は距離が離れるほど弱くなるため、通常はクーロン力の方が勝り、原子核同士
が接触する事はない。
しかし何らかの手段によって核力>クーロン力となる距離まで原子核同士を接近させ
てやると、2つの原子核が融合し別の原子核に変換される。
この反応が核融合である。

クーロン力とだけ言うと広義には引力と斥力の両方を意味するが、この場合は
原子核同士の話であり、同じ電荷(+)を持つもの同士なので、クーロン力と言えば
斥力を意味する。



核融合反応が起こると、反応の前後で質量が変化する。
ここで、軽い原子同士の核融合ならば、質量の差分がアインシュタインの特殊相対性
理論:質量とエネルギーの等価性(E=mc2)に従って、エネルギーとなって放出され
る。
(放出されるエネルギーの形は熱だったり電荷だったり中性子だったりと様々である)
これを発電に利用する方法が現在研究されている。

一般的には「核融合は核分裂と違って放射性廃棄物を排出しないのでクリーンかつ
有用な夢のエネルギーである」と言ったようなイメージを持たれている事があるが、
実情とは大きく異なる。
核融合反応によって発生する放射線は、核分裂反応での放射線よりも遥かに強力
で、危険である。
工学的な利用を考えた場合、それらの遮蔽が必要となる。

構造材も照射損傷によって著しく劣化する。
行われる核融合反応によっては構造材の放射化すら発生する。

何の原子核を反応させて何の原子核に変えるのかと言う分類と、どのような手段に
よって反応を起こすのかと言う分類が存在する。





もうちょっと分かりやすい概要

2つの原子核をぶつけると勢いで1つに融合することがある。原子核が融合するから
核融合。
核融合反応が起きると膨大なエネルギーが発生するので、コイツを産業に利用しよ
う、というわけである。

現在実用化されている核分裂反応を利用した原子力は、テレビなんかでさんざん
言われている通り高レベル放射性廃棄物が出るのが欠点。
高レベル廃棄物には、「何万年単位で放射線が出続ける」
「容易に核兵器に転用できる」などの問題点がある。
ここで、核融合反応でできるのは無害な物質なので、これ実用化されればエネギー
問題解決じゃね?というのが世間一般の核融合に対するイメージである。

しかし、現在最も実用化に近いD-T反応(下で紹介)では中性子線というものが
バカスカ出て、これが周囲の物質を放射性物質に変えてしまうので、実際は完全な
クリーンとは言えない。


しかし、核融合炉からの廃棄物は高レベル廃棄物ではなく、「放射線量が少ない」
「100年程度の管理により放射線量が十分減る」
「核兵器に転用しにくい(原爆がなければ水爆は作れない)」などの利点がある。
また、一口に核融合と言っても、燃料や手法により様々な種類がある。
下で紹介されているが、どれも一長一短。




核分裂との違い
放射線を出さないから安全?

概要の項でも書いたとおり、既に実用化が行われている核分裂反応炉と違って
「放射線を出さない」と言うイメージが多い。
しかし実際は、少なくとも現在研究の主流であるD-T反応は高速中性子を放出する
ため放射線は出る。
ただし、中性子は十分に厚い壁により遮蔽が可能であるので、放射線の漏洩リスクは
低い。

「放射性廃棄物を出さない」という言われ方をする事もあるが、これもD-T反応の
項にある通り、直接的な残りカスと言う形でないだけで、放射化された廃棄物は出る。


実用融合炉では放射化しにくい材料を用いた炉設計がなされるとされる。

もちろんD-T反応で無い核融合反応、例えばpB反応やD-3He反応を使った核融合炉
が実現すれば、文字通り放射能を持つ物質を全く生じないでエネルギーを取り出す
事が出来るため全くの嘘ではないが、少なくとも現段階では絵空事である。




臨界事故を起こさない

臨界事故についての詳細は核分裂を参照。

核融合反応は少なくとも地球上の自然現象ではあり得ない高温高圧が必要であり、
偶発的な事故によって反応が始まると言った事が原理上あり得ない。
核分裂に比べ、現段階で明確に存在するメリットと言える。

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