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核融合研究と国際協力  

「第三の虹の橋」アナトーリ・A・ログノフ(池田大作全集第7巻)

前後
1  池田 核分裂からエネルギーを得ることは、今日、各国で原子力発電所がつくられ、現実化していますが、これには危険な放射性物質の拡散という問題が付随します(世界中で行われている原子力発電による電力生産の実践は、ソ連のチェルノブイリ原子力発電所の事故にみられたように、ひときわ厳重かつ周到な尺度で保安、安全操業にあたらなければならないことをきわめて明確に裏づけております)。そうした心配のないのが核融合反応によるエネルギーの確保です。しかし、核融合反応を制御し継続させることは、まだ成功しておらず、これからの大きな課題です。
 核融合を起こすためのプラズマ臨界条件――すなわち温度・一億度、密度・一立方センチメートル当たり百兆個、閉じ込め時間・一秒以上――を達成するためには、一部で核融合反応の実験的成功が報告されているものの、なお、多くの課題が残されているのが実情です。
 また、高エネルギー中性子に耐えうる容器材料の開発、放射性三重水素の人体への影響、核融合反応で得られるエネルギーと反応を起こさせるために要するエネルギーの収支、さらに膨大な研究開発費等の点で、一部に、実用化を疑問視する声も出ています。しかし、これらの困難があるがゆえに、また、実用化へ世界の研究者が手を取り合っていくことの価値は、より大きいといえます。
 現在、核融合の主流は、トカマク方式が一歩進んでいるように見えますが、他の方式の基礎研究にも力を注ぎながら、二十一世紀のエネルギー開発へ、人類が前進していくよう念願する一人です。実用化への見通しと、研究体制のあり方についてご見解をお聞かせください。
2  ログノフ 今日、制御された核融合の諸問題を解決するための各種の方式がありますが、その一つがプラズマの電磁閉じ込め方式です。ソ連でこの考えが提起されたのは一九五〇年代のことでした。プラズマを電磁的方法で閉じ込める作業を進めているソ連その他の国における主要な装置はトカマクです。トカマクは変圧器に似た電磁力学的装置で、その二次コイルになるのがドーナツ形をした閉鎖状プラズマ電流なのです。
 このプラズマは一次コイルを電流が通過することで誘導される磁界の影響を受けてドーナツ状の真空容器中のガスに電流が流れるさいにつくりだされ、磁界によってプラズマ中の電流量が増大します。数十万アンペアないし数百万アンペアまでの大型装置の場合、プラズマ中の強力な電流が一定の温度までプラズマを過熱します。それよりもさらに高い温度に達するためには補足的な過熱が必要です。またトカマク内のプラズマを閉じ込め安定させるため、強力なトロイダル電磁場がつくりだされます。
 トカマク方式の装置による研究を最初に実施したのはソ連でした。現在、制御された核融合の研究は世界の多くの国で行われています。
 一九七八年末、ソ連等の前向きの姿勢により国際核トカマク「イントール」の製作が開始されました。このプロジェクトを実施するため、国際原子力機関にソ連、EC連合、アメリカ、日本の学者・技術者で構成される国際作業グループが結成されました。国際原子力機関事務総長の諮問機関である国際核融合研究評議会は、トカマクによる核プロジェクトの範囲内で実験装置を製作する課題を立てました。実験的トカマク、すなわち、重水素と三重水素の混合プラズマによる核融合反応を長時間燃焼させる原子炉の製作が予定されています。
3  あなたは、核融合反応によってエネルギーを受け取る方式にはまだ多くの未解決の問題が残っていることを正しく指摘しておられます。制御された核融合の研究やトカマクの研究では持続核連鎖反応の点火条件に近い顕著な核エネルギーの発生をともなうプラズマ運動を研究する課題が日程にのぼっています。
 このような実験を準備し、実施するさい、複雑な工学的諸問題が起こります。それは、まず第一に、核融合炉を製作するための炉材料の開発、三重水素をあつかうさいの保安の問題、超電導電磁方式の利用、大型装置でのプラズマ過熱、燃料注入等の問題です。学者たちは、放電室用材質を開発する問題を“第一隔壁”の問題と名づけました。つまり、複雑な放射プロセス、熱的プロセス、そして化学的プロセスがそこで行われる核融合炉の隔壁のことをいっているのです。この難問が首尾よく解決されないかぎり、高性能の核融合炉を完成することはおそらく期待薄でしょう。専門家の多くは、炉壁に最も適した材質は各種の合金、とりわけ、バナジウムとアルミニウムをベースにした合金であると考えています。しかしながら、この問題は最終的にはまだ解決されておらず、今後の研究が必要とされます。
 三重水素保安の問題に一言ふれさせていただきます。保安システムを設計するさい、融合炉の建物内の空気中の三重水素含有量を制限し、許容量を超えないよう配慮されています。融合炉としてのトカマクの将来性を条件づける重要なパラメーター(母数)は、生産されるエネルギーと、プラズマ過熱に費やされるエネルギーとの相対比です。この比率はできるだけ大きくすべきで現在、多くの学者がこの課題に取り組んでいます。
 あなたが指摘されたように、核融合の主流は現在のところトカマク方式ですが、トカマク方式以外に別の方式もあることを忘れてはならないでしょう。私見では、トカマクだけでなく、他の方式も実用化の可能性があると思います。
 たとえば、一九五三年、ソ連のアカデミー会員ブドケルは磁気栓・トラップ方式を用いた融合炉の開発方式を提案しました。この方式では力線が、トカマクにおけるように、輪状に連結することはありません。プラズマの漏れを防ぐため、磁力線の先端に補強磁場として磁気栓がつくりだされるようになっています。

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