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閉じ込め

閉じ込めとは、核融合反応に必要な極限条件で高温プラズマを保持する方法を指します。

核融合研究において、閉じ込めとは1億度以上のプラズマを容器壁に触れさせずに保持するプロセスです。プラズマが壁に触れると瞬時に冷却され、核融合反応が停止してしまいます。正味のエネルギーを生み出すためには、十分な時間プラズマを閉じ込める必要があります。

磁場を用いて帯電したプラズマ粒子を閉じ込めます。粒子は磁力線に沿ってらせん運動し、逃げることができません。

強力なレーザーや粒子ビームで小さな燃料ペレットを急速に圧縮・加熱します。燃料自身の慣性により、核融合が起こるのに十分な時間だけ保持されます。

  • NIF(国立点火施設、米国)
  • レーザーメガジュール(フランス)

恒星が自らの巨大な重力でプラズマを閉じ込める方式。地上の原子炉には適用できません。

エネルギー閉じ込め時間(τE\tau_E)は、装置がプラズマの熱エネルギーをどれだけ保持できるかを測る指標です。ローソン条件における重要なパラメータです。

nτET>3×1021 keVs/m3n \cdot \tau_E \cdot T > 3 \times 10^{21} \text{ keV} \cdot \text{s} / \text{m}^3