
核融合炉の加熱装置:NBI
核融合反応は、軽い原子核同士が融合して重い原子核になる際に膨大なエネルギーを放出する現象です。太陽のエネルギー源としても知られており、未来のエネルギー源として期待されています。しかし、原子核はプラスの電荷を持っているため、近づくと反発し合う性質があります。核融合反応を起こすためには、この反発力に打ち勝って原子核同士を衝突させる必要があります。
そのためには、原子核を非常に高いエネルギー状態、つまり高温にする必要があります。具体的には、1億度を超えるような超高温状態が必要です。このような超高温状態を実現するためには、外部からエネルギーを加えて原子核を加熱する必要があります。
外部からの加熱方法はいくつかありますが、代表的なものとしては磁場閉じ込め方式と慣性閉じ込め方式があります。磁場閉じ込め方式は、強力な磁場を使ってプラズマを閉じ込め、加熱する方法です。一方、慣性閉じ込め方式は、レーザーや粒子ビームを使って燃料ペレットを爆縮し、高温高密度状態を作り出す方法です。
核融合反応を持続するためには、外部からの加熱を維持し続ける必要があります。これは、核融合反応で発生するエネルギーの一部が、常に周囲に逃げてしまうためです。核融合発電を実現するためには、外部からの加熱エネルギーよりも、核融合反応で発生するエネルギーが大きくなるような、効率的な加熱方法を開発することが課題となっています。