核融合炉はどのように機能しますか? 知っておくべき5つの事実！ -

主な目的は核融合炉 XNUMXつの軽い原子核が合体する際に放出される熱エネルギーで発電するというものです。核融合炉の働きを研究しましょう。

重水素は水中に存在するため、核融合燃料として広く使用されています。トリチウムは自然には発生しません。したがって、リチウムは重水素とともに使用されます。核融合用燃料. この投稿では、核融合炉からのエネルギーの働きと生成に関する興味深い事実について説明します。

核融合炉はどのように発電するのですか?

核融合炉からの発電は、エネルギー保存原理. 核融合炉による発電のプロセスに焦点を当てましょう。

核融合炉は、次の XNUMX つの方法で電気を生成します。

蒸気タービンを介して - この方法では、核融合中に放出された熱が収集され、水を冷却剤として使用して蒸気に変換されます。それを大きなタービンに通して回転させることで発電します。
直接変換 – 核融合の高速で移動する原子核は電荷を運びます。これらの電荷は、熱機関を使用して電気に変換できます。

効率は、有用な仕事に変換される入力エネルギーと出力エネルギーの比率を説明します。核融合炉の効率を調べてみましょう。

核融合炉は大量の熱を発生します。したがって、その熱効率は 70% であり、核融合炉の発電効率は 40% です。 10 グラムの核融合燃料は、XNUMX kg の化石燃料が生成できるエネルギーと同じエネルギーを生成できるため、エネルギー生成に関してはより効率的です。

核融合には、原子番号が 56 未満の元素が含まれます。ここで、核融合炉が安全かどうかを調べます。

核融合炉は自己制限プロセスであるため、エネルギーを利用しても安全です。つまり、反応を制御できない場合、原子炉は自動的に停止します。核融合炉の爆発は連鎖反応を起こさないため非常にまれであり、核融合炉では放射性廃棄物が最小限に抑えられているため、安全に使用できます。

核融合は、重放射性元素や二酸化炭素などの有毒ガス、温室効果ガスを放出しないため、環境に安全です。核融合炉は常に安全であるとは限りません。なぜなら、中性子誘導放射能を受けて、それほど安全ではない高エネルギーの中性子を生成することがあるためです。

核融合発電所の建設は、高温高圧などの必要な条件を達成するのが難しいため困難です。現存する核融合炉の数を教えてください。

エネルギーを生成するために使用できる核融合炉は XNUMX つだけです。彼らです

磁気閉じ込めリアクターは、磁場を使用して重水素または三重水素プラズマを閉じ込めます。 それらは、プラズマの電気伝導性を利用して磁場と相互作用し、高いプラズマ圧力を相殺します。 したがって、高温のプラズマは、磁場によって閉じ込めチャンバーの壁に接触し続けます。

慣性閉じ込め原子炉は、非常に高いエネルギー密度に圧縮され、高温で加熱された小さなペレットの形で核融合燃料を使用します。 慣性閉じ込めには非常に短い時間しかかからず、陽子、電子、またはイオンの高エネルギービームが圧縮を行います。

原子炉の利点は、非常に高い温度でも溶融の危険がないことです。核融合炉が溶けない理由を探ってみましょう。

核融合炉は、プラズマを閉じ込めるために磁場がかけられているため、XNUMX 万度の温度でも溶けません。磁場がプラズマをシールドとして囲み、極端な温度に耐える完全な断熱を提供します。したがって、原子炉の外側コアは溶融しません。

核融合炉では、磁場破壊などの異常が発生した場合、プラズマは XNUMX 秒以内に冷却されるため、融解の危険はありません。これは、核融合炉の大きな利点の XNUMX つです。

核融合を実現するためには、高温が必須条件です。核融合炉を加熱して必要な温度にする方法を教えてください。

原子炉は、燃料核を加速するために外部電流によって最初に加熱されます。原子核が加速し始めると、原子核は運動エネルギーを獲得し、原子核と衝突します。これらの原子核間の衝突は、核融合炉の加熱を引き起こします。

衝突のたびに発生する熱は、必要な温度まで上昇し、中性水素から電子が除去され、ターゲット核がプラズマ燃料に注入されます。これにより、XNUMX つの軽い原子核が合体して XNUMX つの重い原子核が形成されます。

核融合炉は最も安全なエネルギー発生装置ですが、建設は困難です。核融合炉からのエネルギーの生成は、アインシュタインの質量エネルギー変換 E=mc に従います。². 核融合炉は全世界で 20 基しか建設されていません。