核融合

概要

軽い原子核どうしが結合して1個の重い原子核になり、その過程で大きなエネルギーを放出する反応である。太陽をはじめとする恒星のエネルギー源にあたる反応であり、地上で制御して電力を取り出すことを目指す研究開発が各国で進む。

技術的な要点

国際原子力機関（IAEA）によれば、地球上でこの反応を起こすには摂氏1億度を超える温度と強い圧力が必要になる。この条件では物質は正イオンと自由に動く電子からなる高温の荷電気体、すなわちプラズマの状態にある。将来の炉の燃料としては、水素の重い同位体である重水素と三重水素の混合が想定されている。両者の原子核が衝突するとヘリウムと中性子が生じ、放出されるエネルギーは核分裂反応の4倍にあたるとされる。数グラムの反応物から理論上は1テラジュールのエネルギーを得られる計算になる。

関連する用語

高温プラズマを閉じ込める方式には磁場閉じ込め（トカマク、ステラレータ、磁場反転配位）と慣性閉じ込めがあり、それぞれ別の用語として扱う。自己加熱が外部加熱を上回った状態は燃焼プラズマ、出力と投入熱の比は核融合エネルギー増倍率で表す。