1000兆ワットレーザーで核融合を効率化 134
ストーリー by Oliver
ついでにコロニーレーザー 部門より
ついでにコロニーレーザー 部門より
Anonymous Coward曰く、 "重水素に1000兆ワットのレーザを照射することによって効率的に核融合反応を起こすことに成功という記事が Mainichi INTERACTIVEにありました。実際に発生するエネルギーが投資するエネルギーを上回るにはあと１０倍の出力のレーザーが必要だそうですが、あと一桁というところまで来たと思うととても感慨深いです。問題は点火だけではないのでしょうが、技術の発達は核融合を実用化へ着実に近づけているのでしょう。"
核融合研究 (スコア:3, 参考になる)
どんなんかな核融合（ビギナー向け） [osaka-u.ac.jp]
レーザー核融合研究 [osaka-u.ac.jp]
あたりがわかりやすいでしょうか。
点火は熱を与えればいい（これが難しいのでしょうが）としても、発電として実用化するには
超高温プラズマをある程度の領域に閉じ込めておかなければならないでしょうから、これもまた
さらに難しいでしょうね。
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Save our starry skies; Jump into the Universe.
どんなんかな核融合 (スコア:2, おもしろおかしい)
＜引用＞
この核融合の反応は私たち人間の恋愛にあてはめることができます。
→恋愛で、恋人同志つまりカップルが誕生するには、
あつくあつく燃え、激しくぶつかり合わなければなりません。
まとめると、カップルをたくさん誕生させるには、
・男女がたくさんいて、
・男女が長い時間一緒にいて、
・男女が激しくぶつかり合う、
と良いのです。
＜／引用＞
ぶ、「ぶつかり合う」って何だろう？
「男女がたくさん」ってどんな集まりなんだろう？
(*´Д`*)ﾊｧﾊｧ
# あまりに純情なのでアノカワ
Re:どんなんかな核融合 (スコア:1)
Re:核融合研究 (スコア:1, 参考になる)
レーザ核融合は慣性閉じ込めなので, 非慣性閉じ込めのトカマク等よりは閉じ込め技術については楽じゃないかと思います.
むしろ問題なのは連続稼働を前提とした実用段階で
など発電システムとして成り立たせるための周辺技術が非慣性方式と比べても見えていないことだと思います.
って事は (スコア:1)
それとも空飛ぶ車？
地球温暖化の救世主の誕生真近！
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viva!博多手弁党
Re:って事は (スコア:1)
エネルギーを使えば使った分だけ地球は温暖化すると思うのですが…
最後には熱として地球上に放出されるわけで…
まぁ、CO2発生で温暖化を加速する火力発電や、やっかいな廃棄物を残す核分裂炉による原子力発電よりははるかにましなのでしょうけどね…
Re:って事は (スコア:1, すばらしい洞察)
なんとなく人間ごときが核融合で発生させうる熱量なんて、太陽から降り注ぐ全エネルギー量と比較したら誤差の範囲なんじゃないかなぁと思うし。→つまり温室効果ガスを出さない、ってだけでずっといいんじゃないかなぁ、ってこと。
Re:って事は (スコア:2, 参考になる)
熱量に匹敵しているそうです。
それから、もしかりに電力がとてつもなく安くなった場合、
いままでは論外だった用途にも電力が利用されることもあり
えます。
# 首都圏全体、野外を冷房とか。
# 雪を融かすために、都市全体に温水をかけるとか。
要するに、アクティヴな宇宙空間への熱量放出の方法が、
いずれは必要になる可能性はいつでもあるわけで、
「ずっといい」か否かは、ずっと結論を出せないと考えます。
# というか、とてつもなく安い電気があるなら、まずは大気から
# CO2やフロンを除去だな(^◇^;)
IN EARTH AND SKIE AND SEA STRANGE THYNGES THER BE.
Re:って事は (スコア:1)
エネルギーの取り出し方 (スコア:1, 興味深い)
とすると、
Re:エネルギーの取り出し方 (スコア:2, 参考になる)
CO2はこの宇宙空間に熱を放出するのを妨げる働きがあります。だから「CO2をださない発電」が必要になっています。
しかしながら、いまある核分裂の原子力発電所では、「燃料」が少ないのはもちろんのこと、とても制御しにくいことがあります。なんでも一度反応を始めたら、燃料がなくなるまで次々に反応してしまうため、制御棒と呼ばれるもので強制的に燃料を引き離す構造になっているそうです。もし制御棒が動かなければ、ロシアのチェルノブイリ発電所のようなことになってしまいます。
一方、核融合はとても反応しにくく、少しでも反応に必要な状態からずれたら、すぐとまってしまうそうです。放射能汚染のほうも、反応時に中性子の影響で少し弊害はあるようですが、温度を高くできればそれも大丈夫なようです。
核融合は、核分裂に比べて比較的安全なようです。使用済みウランでもめることもありませんしね。
Re:エネルギーの取り出し方 (スコア:3, 興味深い)
“核分裂原子力発電ってのは，核融合が実用化されるまでのツナギ技術で，
ただ，予想より核融合の実用化が遅れてるものだから，ズルズルと続けなきゃならず，
扱い難いからと言って止めてしまうと，将来への核融合実用化に必要な制御技術や
部品生産技術の継承が失われるので，仕方ないのだ．”
ってな，一読尤もらしい説を見かけたことがあるんですが，これって妥当なのかなぁ？
Re:核融合も (スコア:1)
私が小学生の1970年代，核融合って，実用化は30～50年先と言ってたと記憶．
その時はそれなりに根拠のある予測だったんだろうし， 通産省(当時)だって，
それを元に技術行政のシナリオを考えていた筈ですよね．
30～50年ぐらいの中継ぎだったら，核分裂もそれなりに使えるという目算か．
私どもパンピーが見たら，日本が核分裂に力を入れる理由って，薄弱ですもんね．
燃料は完全に海外依存だし，人口密集地が多い国土だし，廃棄物処理技術とかも，
当時はまだ未確立でしたし，それもこれも中継ぎと考えれば辻褄が合います．
でも，それから30年が経った今，まだあと50年とか言ってるのは痛い．
なんで派手に予測が外れたんだろう？
まさか，原爆→水爆への移行と同様に，数年で移行できるとか考えてたんだろうか？
Re:エネルギーの取り出し方 (スコア:3, 参考になる)
制御棒は炉心中の中性子量を制御するもので、燃料棒を引き離すものじゃありません。制御棒は原子炉の運転を止める場合に押し込みます。事故の場合にも押し込みますが、それで事故が止められるわけではないですね。
核分裂にしても、必要な条件から外れれば簡単に停止してしまいます。軽水炉の場合、減速剤＋熱交換媒体としての水が抜けてしまえば、連鎖反応は停止します。原子炉の事故は、通常核分裂が指数級数的に進行して起こるのではなく、原子炉内の熱的バランスが崩れることによるものです。もし仮に核融合炉が出来たとして、やはり炉内の熱的バランスが崩れることにより核融合炉が吹っ飛ぶという事故が起きる可能性はあるでしょうね。
現用の原子力発電設備から出る放射性廃棄物は、単に使用済み核燃料だけじゃないですよ。核分裂によって発生した中性子に叩かれた原子炉内部の金属の類、これも高レベルの放射性廃棄物になるんです。高温核融合炉で技術的障害となると予想されているのは、単に核融合を起こし持続させる事だけじゃありません。核融合に耐えられるだけの構造体の強度もありますし、大量に発生する中性子に叩かれ出来上がってしまう大量の高レベルの放射性廃棄物をどう処分するか、そういう事もあるんです。
Re:エネルギーの取り出し方 (スコア:1)
こうみてみると核融合の技術もまだクリーンなエネルギーとはいえないようですね。本当の意味でのクリーンエネルギーは風力とか太陽光ぐらいなんでしょうか。
Re:エネルギーの取り出し方 (スコア:3, 参考になる)
ちょっと古い分離法ですが．
確かに微細孔から押し出すだけなんですが．1回のステップでは分離の度合いが小さすぎるため，カスケードと呼ばれる多段化システムを構築します．そうすると製品の濃度に達するまでにかなりのステップが必要となり，システム全体で膨大な数のコンプレッサーなんかが必要になります．よってそれを運転するエネルギーも膨大なものになります．また，この分離方法はもともと不可逆的な分離プロセスであるため，どうしてもエネルギー効率は悪くなります．
しかし，最近は遠心分離法が主流になってきつつあります．
原理はおなじみの遠心分離機と同じです．ようするに筒の中に気体のUF6をいれてぐるぐる高速で回すというものです．
これはガス拡散法に対し，1つのステップでの分離の度合いが大きく，また，可逆的な分離プロセスであるため，気体（UF6）の粘性によって失われる回転エネルギーだけを供給してやればよく（理想的にはですが）必要とする運転エネルギーが小さいという利点があります．
ただし，それでも依然多くの分離ステップ，エネルギーが必要とされ，現時点では軽水炉燃料の生産を行うのに数千～数万の遠心分離機が必要です．
参考文献としてはフジテクノシステムから出ている「高純度化技術体系」という本にいろんな分離法の特徴が出ています．
Re:エネルギーの取り出し方 (スコア:2, 参考になる)
遠心分離機の効率を上げるためには、遠心分離機の数を増やすか、遠心分離機の回転数を上げるかが必要になりますが、どちらも電力損失が極めて大きいです。そのため、軽量の炭素材料を採用した遠心分離機が開発されていますが（建設コストが高いので電力会社には不評ですが･･･）
Re:エネルギーの取り出し方 (スコア:1)
「そんなに」というのがどの程度のことをさしているのかはちょっとわかりませんが．
まあ，エネルギー収支が取れなくなる（原発の電力全てより分離に要する電力のほうが多い状態）ことには当然ならないと思います．
そういう意味では少ないともいえます．
３％に濃縮というのは確かにそんなたいしたものではないかもしれません（それでもかなり大変だと思いますが･･･）．ただし，気体で処理をしているため，処理量を稼ぐことが難しくなっています．現在遠心分離機1台がどの程度の処理量を持っているのかは知りませんが（機微情報かな？）最終的に何トンもの製品を作り上げるためには多くの分離機が必要になる気がします．
Re:エネルギーの取り出し方 (スコア:1)
第１部●原子力の仕組み
第２部●原子力の安全性
Re:エネルギーの取り出し方 (スコア:1)
原子力発電所でも熱の一部は温水として海に捨てているのですが、その付近は熱のために生態系が変わってしまう。都市部でも廃熱のために気温が上がり、人間が住みにくくなってしまう（ヒートアイランド）。
Re:エネルギーの取り出し方 (スコア:1)
これはよく言われることなんですが．生態系が本当に変化したという学術的調査結果がどこかにありますでしょうか？
海の中は意外と温度変化が大きいものです．この廃熱による温度上昇程度で生態系が変化するほどとはとても思えません．
電力会社も海水温をモニターしており，漁業関係者と情報を共有しているはずです．
電力会社の人の話では排水口近辺では1～2℃の海水温上昇があるとのことです．（ちょっと記憶があいまい･･･）
あとヒートアイランドは発電所のせいじゃないですね．
Re:エネルギーの取り出し方 (スコア:1)
上のACさんが示されたリンク先の核融合炉を用いた発電の概念図 [jnc.go.jp]を見ると、炉で発生した熱を冷却材としてリチウムを使っているようですが、リチウムは高温では活性の激しい物質だと記憶していますし、核分裂炉でもリチウムなどを使った金属炉は材料の劣化が激しく、核分裂炉と同じように材料工学上の問題がありそうな･･･。
Re:エネルギーの取り出し方 (スコア:1, 参考になる)
核融合炉からのエネルギの取り出し方は, リンク先に示されていた熱交換機を介した物が最も一般的ですが, その他にも例えば
なんていう方法も有ります. まあ, 現在研究中のDT反応では, エネルギのかなりの部分を中性子の運動で出すみたいなので, 溶融リチウムブラケット熱交換方式がしばらくは主流になるとは思いますが.
でも, この場合でも火力系の発電所とは異なりCO2の様な温室ガスを出すことはありませんから, かなり地球というシステムに対する負荷は小さいと思います.
Re:エネルギーの取り出し方 (スコア:1)
これはとんでもない利点だと思いますが･･･不十分ですかねぇ
将来，D-D反応による核融合が可能になれば，燃料はまさに水のみから取り出せます．
水は石油やウランなどと違い偏在しているわけではないため，資源争奪による国際関係のゴタゴタを回避できる可能性もあります．
Re:エネルギーの取り出し方 (スコア:1)
> 資源争奪による国際関係のゴタゴタを回避できる可能性もあります．
ウランも海水からとれますよ。
「海水からウランを回収する技術 [jaeri.go.jp]」
Re:エネルギーの取り出し方 (スコア:2, 参考になる)
>のエネルギーを必要として いること自体が問題なので、発電
いいえ、排熱/熱拡散機構が必要なレベルの排熱をだすエネルギー
消費を行っているにも関らず、その熱処理機構が存在していないのが
問題なのです。
# 「異常に」ってなんやねん(^◇^;)
IN EARTH AND SKIE AND SEA STRANGE THYNGES THER BE.
Re:エネルギーの取り出し方 (スコア:3, 参考になる)
[udon]
Re:エネルギーの取り出し方 (スコア:1)
ドームで覆って，地域冷暖房を施せば，消費熱量は1/80になるとか言ってたの．
東京でも考えた方がいいんじゃない？紫外線もひどくなってるしさ，山手線内側を
スッポリとドームにすれば．建築的には何の困難もないでしょ．
そしたら，内部の建物には耐候性が不要だから省資源だし，今だって，
東京の空を見上げた時には，青空なんて見えなくて，スモッグのグレー色でしょ．
それが，ドーム天井の白に変わっても，しばらくは誰も気付かないと思うよ～(笑)
Re:エネルギーの取り出し方 (スコア:1)
フラーの考案したドームって，材料はありふれたパイプだし，
一種の薄膜構造で，スケーラブルな工法だから，同じパーツで，
20mのドームも，200mも，3000mでも出来ちゃう．
1970年代には，自分で小さなドームハウスを作るのが，
ナチュラリストの間で流行ったりしたよ．
木材の使用量の多いログキャビンより，ずっと環境コンシャスなんだと．
土建屋が儲けるには，高価な材料を沢山使ってヒートロスの大きい，
モダンな超高層ビルなんてのが，一番儲かるように出来てるんですね．
ゼネコンがフラー式のドームに手をだしたがらないのは，そのせいかな？(笑)
Re:エネルギーの取り出し方 (スコア:1)
蒸気タービンは『圧力差』を回転エネルギーに変換する機構でもあるので、単純に熱効率だけ見て比較しては駄目です。
・火力発電所のボイラーの熱効率は９０％ですが、エクセルギー効率は２０％以下です。
（数千度の炎から４００℃程度の蒸気を作るためエクセルギーが大幅に減る）
notice : I ignore an anonymous contribution.
1000兆ワット (スコア:1)
ウルトラマン10億人分の輝きですか。だからコスモスを封印 [srad.jp]してる場合ではなかったんですね(勘違い度 120%)。
# ウルトラマンを数える単位って「人」でいいのかなぁ...
バブル核融合 (スコア:1)
いうのがあって期待していたんですが、
核融合レベルまで温度が上がらないという
ことらしいです。
Re:バブル核融合 (スコア:2, 参考になる)
>いうのがあって期待していたんですが、
今年の２月に/.Jでも話題になってました。 [srad.jp]
ここを読む限りは期待よりは疑念の方が優勢だったかなと。
うじゃうじゃ
人間の記憶って (スコア:1)
「Max Headroom」ではプライスが「何ギガバイトも必要だ」と言ってましたが・・。
Re:人間の記憶って (スコア:1)
ちょっと調べたら、2010年には1ペタFLOPSの実現を目指すなんて話も。
Re:人間の記憶って (スコア:1)
これだけでは何なので、人間の記憶の容量に関してですが、
「3001年終局の旅」では1ペタだと言う話です。
;; SFの中での話ですし、
;; 「A.C.クラークの言うこと」なので、やっぱり何の参考にもなりませんが。(笑)
人間の記憶の仕組みをはっきりさせないと、記憶に必要な容量なんて憶測にすぎませんよね。
認知科学の研究が今後さらに進めば、明らかになるのでしょうか…。
たとえば (スコア:1)
その能力を一生分蓄えるとします。
とりあえずハイビジョンクォリティってことにしておくと・・・
24Mbpsくらいですから、
データ量は3MB/sになります。
一生は80年とすると、約7PBの容量が必要となります。
というわけで、とりあえずペタって単位が登場しました。
しかし、
1、フォトグラフィックメモリは万人が持たない
これは、もつ人もいるって前向きに考えて、
まあいいかってことにしてください・・・
２、前提とした24Mbpsは圧縮済みの帯域
これも、人の脳もうまく圧縮処理している
のではないかと前向きに考えてください
３、ビジュアル以外の記憶もあるはず
先程の情報は目と耳の情報ですから、
それ以外の３感の情報が加わります。
しかし、映像と音声に比べると比較的
小さいのではないでしょうか。
と、学生時代に考えたりしていました・・・
めちゃくちゃな計算なので、信じないでね（笑
Re:人間の記憶って (スコア:1)
容量よりその圧縮（保存）機構に目をつけるべきだと思うなあ。
ととっくに研究されてるか。
人間記録領域半分消し飛んでも3/4は記録が残ってるらしいし。
どっかに300GBしかないとか言ってたけど、普通に記録しちゃ
映画や音楽や文字列があんなに入らないと思うしね。
と無駄な知識に埋もれてる罠。
Re:ペタ (スコア:1)
基本単位が小さすぎただけでわ(^^;
#この段落だけは愉快だと思うのでAC(無理
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あと、進歩が早いので、数年前と今とを比較して考えるときに必要となるダイナミックレンジ(?)が広い
ってのもありますね。
ん？するってーと、こういう場合の定番解決策として、対数の出番か？
あ。そもそもbit数ってもの自体が対数だったなあ。
しかたない。対数の対数取りますか。
おいおい。それじゃきりがないぞ。計算機ってのはそもそも次元を変換するのが得意技なんだから、
対数の対数の対数の…ということになりかねん。
#こっちの段落は自問自答の再帰的繰り返しなのでG7(ぉぃ
Re:ペタ (スコア:1)
Re:ペタ(オフトピ) (スコア:1)
いや、 (スコア:1, 参考になる)
あれはあの映画だけですが、実際にしばしば使われる類似の表現に、すごく大きな数をあらわす zillion とか gazillion というのがあります。umpteen なんていうのも。
Re:いや、 (スコア:1, 参考になる)
Re:枝内コン (スコア:1)
熱を出さないPCとUPSとクーラーが欲しいですね。
電力消費をしない物ならなお良し。
なお、PCは冗長化／分散処理のため数台あること。
＃過度の消費者になりたくない。無用であるなら運転コストを支払いたくない。
＃爆発事故で死んだり、電磁波のような物で生活を乱されたくはない。
Re:枝内コン (スコア:1)
炉の量産効果を見積もっても、電気代はかなり高くなります。
石油やウランが枯渇して、値段が上昇しない限りは、
商業的にはペイしないでしょう。
Re:枝内コン (スコア:1)
論文があったはずなんで探してるんですが、
ちょっとお待ちを。。
いずれにせよ、もし仮に燃料がタダだとしても
あの建設費と、運営費、潰した後の放射能の処理なんかを、
炉の寿命３０年ぐらいで割ってみると、電気代が無料にならないことは、
分かりますよね。
そのバランスを計算してみると、高コストだったというだけです。
Re:枝内コン (スコア:1)
そーかー、融合炉が衛星軌道にのって、そこからマイクロウエーブで電力配信するんだな、と読んでしまつた。
Re:ド素人的意見ですけど (スコア:1)
エネルギー消費による大気中への排熱と、二酸化炭素の放出
による温室効果があるわけです。
で、エアコンというのは、都市で多く使われるわけですが、
エアコンの室外機から局所的に大量の熱量が放出されること、
都市が蓄熱効率が良いコンクリートで構成されていることに
より、いわゆるヒートアイランド現象を引き起こし、都市部で
問題になっているわけです。
#さらに電力を使うことで、火力発電所ががんばれば、そこで
#二酸化炭素放出量が増加と。
地球全体を冷やすには、地球の外に熱量を放出する機構が
必要です。効率の良い方法はありませんし、巨大な施設を
必要とします。上方にのみ開放された放熱板……どれだけの熱が
大気に漏れることやら。
宇宙空間に地球サイズの遮蔽板を浮かべて、太陽光の地球への照射
量を制御した方がまだ簡単でしょう。
IN EARTH AND SKIE AND SEA STRANGE THYNGES THER BE.
Re:ド素人的意見ですけど (スコア:1)
放熱板を真空容器に納め、上方のみ赤外線透過率の高い材質にすれば？
# 直径１万キロの日傘（たぶんアルミ薄膜）を建造するより安いと思う...
対処療法：
中低緯度から北極までパイプを建設し、集めたCO2とメタンを北極海の深海部で放出するという案があります。
（ガスは水圧と低温のためハイドレートの形で堆積する）
notice : I ignore an anonymous contribution.
ド素人向け解説 (スコア:3, 興味深い)
>その室外機は、水冷式にしましょうか？
>やはり、空冷でしょうか？
>宇宙は絶対零度だから直に冷えますよね（笑
逆です。宇宙（というか真空）は一番冷えにくい環境なんです。
真空断熱を利用した「魔法瓶」というものがあるくらいで。
その真空中に熱を捨てる方法は、熱を持った物体ごと宇宙空間に捨ててしまうか、赤外線などの電磁波として放射するぐらいしかありません。
水冷、空冷というのは熱を運ぶ方法のことで、単純に水や空気を動かせば冷えるわけではありません。
地球スケールでの空冷は一応「対流」という形で自然に行なわれています。
しかしこれは上空へ熱を運ぶだけで、空気のない宇宙空間まで運ぶことはできません。
赤外線による熱の放射は主に地表から行なわれますが、二酸化炭素はこの赤外線を宇宙に届く前に吸収してしまいます。
これが「温室効果」「地球温暖化」といわれているものです。
水冷というか、熱を持った物体を宇宙に捨てる方法を取ろうとすれば、大量の物体を継続的に地球に戻ってこないように宇宙へ放り投げる必要があります。
人工衛星を打ち上げるためにかかる費用を考えれば、とても現実的ではないことは想像できると思います。
起動エレベータでもできれば事情は違ってくるでしょうが。
残された方法はさらに大量の赤外線を宇宙へ放出することですが、そうなると温室効果ガスが影響しない高度までどうにかして熱をはこぶか、二酸化炭素などを減らして温室効果を弱めるしかないわけです。
こんなところでしょうか？
うじゃうじゃ