核融合炉入門 フュージョンエネルギーへの道

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1.フュージョン炉の基本
1.1 フュージョンエネルギーとは
1.1.1 核分裂反応とフュージョン(核融合)反応の違い
1.1.2 重水素・三重水素の反応
1.2 1億℃を閉じ込める方法(磁場とレーザー)
1.2.1 磁場による閉じ込め
1.2.2 慣性力による閉じ込め(レーザー方式)
1.3 過去の開発史と日本の試験装置JT-60SA
1.3.1 磁場方式フュージョン炉の基本構造
1.3.2 磁場方式による開発の歴史
1.4 国際協力で建設が進むフュージョン実験炉ITER
1.4.1 ITER計画
1.4.2 今後の計画
1.5 フュージョン炉のおもな要素技術
1.5.1 原型炉実現に向けた五つの要素技術
1.5.2 統合装置としてのITERの役割
1.6 実用化に向けた開発計画とコスト
1.7 フュージョン炉の基本のまとめ

2.フュージョン炉に関するよくある疑問と回答
2.1 水爆のように爆発しないのか
2.2 福島の事故のようにならないか
2.2.1 冷却できなくなったらどうなる?
2.2.2 それでも止まらなかったら?
2.3 放射性廃棄物で破綻しないのか
2.3.1 廃棄物の放射能は100年で減衰する
2.3.2 100年後の廃棄物の量
2.3.3 ITERの廃棄物量
2.3.4 安全性と潜在的ハザード比較
2.4 1億℃なのにお湯を沸かして発電するのか
2.5 フュージョン炉を造る材料はあるのか
2.5.1 実験炉ITERの材料
2.5.2 原型炉の材料
2.5.3 実用炉の材料
2.5.4 じつは役に立っている中性子
2.6 フュージョン炉に関するよくある疑問と回答のまとめ

3.磁場方式フュージョン炉
3.1 閉じ込め磁場の構成
3.1.1 トカマクフュージョン炉の構成
3.1.2 磁力線をねじる方法
3.2 1億℃への加熱と電流の駆動
3.2.1 電磁誘導による電流の駆動
3.2.2 いろいろな加熱方法
3.2.3 電磁誘導ではない電流の駆動法
3.3 日欧の成功と米国の挫折
3.3.1 3大トカマクの時代
3.3.2 Lモードによる危機
3.3.3 Hモードの発見
3.3.4 Hモードへの対応が死命を制した
3.4 プラズマ性能の制約条件
3.4.1 エネルギー閉じ込め指数H
3.4.2 プラズマ圧力指標G
3.4.3 プラズマ密度指数R
3.4.4 原型炉に向けたJT-60SAとITERの役割
3.5 磁場方式フュージョン炉のまとめ

4.資源量と燃料増殖の仕組み
4.1 燃料資源はどこにあるのか
4.1.1 資源量での比較
4.1.2 重水素濃縮の工業技術はすでにある
4.2 燃料増殖:リチウムから三重水素を作る
4.2.1 三重水素の増殖方法
4.2.2 リチウム6の濃縮法
4.3 最初に三重水素がなくても起動できる
4.3.1 DDスタートとその重要性
4.3.2 DDスタートの副産物
4.4 資源量と燃料増殖の仕組みのまとめ

5.ITER計画の進捗と目標
5.1 ITER計画の進捗
5.2 実験炉ITERの仕様と構造
5.2.1 ITERの大きさと設計仕様
5.2.2 ITERのコイル構造と建造方法
5.3 ITERの目標と達成の見通し
5.3.1 ITERの物理目標:第1段階
5.3.2 ITERの物理目標:第2段階
5.3.3 フュージョン炉工学技術の統合試験
5.4 ITER計画の進捗と目標のまとめ

6.イノベーションの歴史と期待
6.1 プラズマ性能のイノベーション
6.1.1 トカマクの発明
6.1.2 自己駆動電流の発見
6.1.3 期待されるイノベーション:自己燃焼プラズマ
6.2 超伝導コイルのイノベーション
6.2.1 ニオブスズ導体コイルのイ