電力研究家

私たちの身の回りに存在するあらゆる物は、物質と呼ばれています。机や椅子、空気や水、そして私たち自身の体も物質からできています。では、物質をどんどん細かくしていくと、最終的にはどうなるのでしょうか？ 物質を細かくしていくと、原子と呼ばれる小さな粒が見えてきます。原子は物質を構成する基本的な単位であり、私たちの目には見えませんが、非常に多くの数が集まって物質を形作っています。原子は中心にある原子核と、その周りを回る電子から成り立っています。 原子の世界では、私たちの常識とは異なる不思議な現象が起こることがあります。その一つが、「トンネル効果」と呼ばれる現象です。トンネル効果とは、小さな粒子が、本来ならば乗り越えられないエネルギーの壁を、まるでトンネルをくぐり抜けるように通り抜けてしまう現象です。 この不思議な現象は、物質の性質を理解する上で非常に重要です。例えば、トンネル効果は太陽のような恒星の中で起こる核融合反応に不可欠な役割を果たしています。また、トンネル効果を利用した電子デバイスの開発も進められています。 このように、物質を構成する極小の世界は、私たちの想像をはるかに超えた不思議な現象に満ち溢れています。

核融合発電は、太陽がエネルギーを生み出す仕組みを地上で再現しようとする、夢のエネルギー源として期待されています。太陽の中心部では、超高温高圧の状態下で核融合反応が起こっています。地上で核融合反応を起こすためには、太陽と同様に超高温のプラズマ状態を作り出し、それを一定時間閉じ込めておく必要があります。 このプラズマ閉じ込めのために、様々な方法が研究されていますが、その中でも有力な方法の一つが、磁場を用いた閉じ込めです。トーラス磁場装置は、この磁場閉じ込めを実現する装置の一つです。トーラスとはドーナツ型のことで、トーラス磁場装置は、その名の通りドーナツ状の磁場を作り出すことによってプラズマを閉じ込めます。 では、どのようにしてこのドーナツ型の磁場を作り出すのでしょうか？ その答えは、トーラス磁場装置に設置された、トロイダル磁場コイルと呼ばれる電磁石にあります。トロイダル磁場コイルに電流を流すと、電流の周りには磁場が発生します。この磁場の方向は、電流の向きに対して右ネジの法則に従います。つまり電流の向きに右ネジを回した時にネジが進む方向に磁場が発生します。 トーラス磁場装置では、ドーナツ状にトロイダル磁場コイルを配置し、電流を流すことで、ドーナツ型の磁場を作り出しているのです。そして、この強力な磁場によってプラズマを閉じ込め、核融合反応を起こそうとしているのです。