核融合エネルギーの基礎

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【内容紹介】
地球温暖化の課題に対して、世界全体で2050年までに二酸化炭素の排出量を実質的にゼロにするカーボンニュートラルにする必要性がある。その対策として、太陽光発電や風力発電等の再生可能エネルギーや水素エネルギーと共に、核融合が各国で注目されている。我が国は2023年に地球温暖化対策として核融合を挙げて、核融合を新たなエネルギー産業と捉えて、産官学で推進しようとしている。
本書では、核融合の基本となるプラズマ物理の研究開発がどのように発展して来たかの流れを簡潔に交えつつ、プラズマ物理の基礎を説明している。また、エネルギー変換効率の観点から様々なエネルギー源と比較して核融合の特徴を説明し、核融合が温暖化対策に有効になるようにするには実用化時期の早期化が重要であることを述べている。

【著者略歴】
著：岡﨑 隆司（おかざき たかし）
1975年 早稲田大学理工学部物理学科 卒業
1980年 早稲田大学大学院理工学研究科博士課程 修了（理学博士）
1980-2017年 日立製作所 エネルギー研究所～日立研究所
1988-1989年 General Atomics（米）
1998-2005年 九州大学大学院 客員助教授
1999-2003年 プラズマ・核融合学会 理

【目次】
はじめに

第１章 核融合エネルギーの基礎
1.1 原子の構造と同位体
1.2 物質の状態変化
1.3 核融合反応とは
1.4 核融合反応を起こすには
1.5 プラズマの閉じ込め
1.6 磁場閉じ込め方式
1.7 慣性閉じ込め方式

第2章 核融合プラントの基礎
2.1 プラズマ断面形状
2.2 核融合炉内のパワーフロー
2.3 核融合プラントのパワーフロー
2.4 プラント効率
2.5 炉心プラズマ条件

第3章 プラズマ特性
3.1 プラズマ粒子の素過程
3.2 プラズマ粒子の挙動
3.3 単一粒子の運動
3.4 電磁流体の巨視的運動
3.5 平衡
3.6 安定性
3.7 MHD モード
3.8 エネルギー閉じ込め
3.9 ディスラプション
3.10 燃焼率
3.11 プラズマ加熱/ 電流駆動
3.12 中性粒子ビーム入射
3.13 高周波入射
3.14 自発電流

第4章 核融合プラントを構成する機器
4.1 ブランケット
4.2 ダイバータ
4.3 超伝導コイル
4.4 プラズマ加熱/ 電流駆動装置
4.5 燃料循環系
4.6 クライオスタットと炉構成
4.7 遮蔽体
4.8 遠隔保守
4.9 核融合発電
4.10 電源系
4.11 運転シナリオ
4.12 計測システム
4.13 核融合プラントの全体構成
4.14 核融合燃料の資源量
4.15 安全性
4.16 核融合炉の段階的開発

第5章 核融合発電と現行発電システムの比較
5.1 エネルギーの特性
5.2 水素は二次エネルギー
5.3 核融合発電で用いる水素は一次エネルギー
5.4 発生するエネルギー量の違い
5.5 発電系の違い
5.6 燃料サイクルの違い
5.7 高速増殖炉と核融合炉の増倍時間の違い
5.8 軽水炉と核融合炉の安全上の違い
5.9 発電コストと電源構成
5.10 発電システムの負荷追従性
5.11 平和利用の核融合エネルギー

第6章 持続可能な社会に向けた発電システム
6.1 発電システムが満たすべき条件
6.2 地球温暖化対策に必要な核融合発電

参考文献
INDEX