宇宙&物理2chまとめ【物理】レーザ―光線192本を集光し500兆ワットのエネルギーで衝撃点火 レーザー核融合反応実験に成功

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【物理】レーザ―光線192本を集光し500兆ワットのエネルギーで衝撃点火 レーザー核融合反応実験に成功

[ 2012/07/23 13:10 ] [ 物理 ] [ コメント(4) ]
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1: pureφ ★ 2012/07/22(日) 12:37:56.90 ID:???

レーザー核融合反応の実験に成功、クリーンエネルギー実現か=米国

  世界最大のレーザー核融合施設である米国国立点火施設(NIF)はこのほど、米カリフォルニア州でレーザ―光線192本を放射する実験に成功した。これは、「衝撃点火」方式による人類史上もっとも威力のあるレーザー光線の放射で、核融合を利用したエネルギー変換の歴史を大きく変えるものと期待されており、将来的に、人類はこの方法を利用し、クリーンエネルギーを手にすることが期待できる。中国網日本語版(チャイナネット)が報じた。

  5日に行われた実験でのレーザー放射時間はわずか230億分の1秒で、米国全土の消費電力量の1000倍以上に相当する500兆ワットのエネルギーが放出された。マサチューセッツ工科大学(MIT)の科学者は「実験の成功に興奮している。以前なら、こんなことは太陽や惑星の中心部でしか起こり得なかったことだ」と話す。

  NIFが設立された目的は、恒星の中心部で起きているレーザー核融合反応を人工的に起こすことによって、クリーンエネルギーを生産するという偉大な夢を実現することだ。

  人類は今後、実験室で人工的に核融合反応を起こし、巨大なエネルギーを作り出すことができる。「使い切れない」と言ってもいいほどのクリーンエネルギーを手にし、エネルギーの新時代を切り開くことも夢ではない。(編集担当:米原裕子)

サーチナ 2012/07/20(金) 09:49
http://news.searchina.ne.jp/disp.cgi?y=2012&d=0720&f=it_0720_001.shtml

National Ignition Facility makes history with record 500 terawatt shot
Breanna Bishop, LLNL News Releases 07/12/2012 | NR-12-07-01
LAS-NIF2.jpg
http://www.llnl.gov/news/newsreleases/2012/Jul/NR-12-07-01.html
The preamplifiers of the National Ignition Facility are the first step in increasing the energy of laser beams as
they make their way toward the target chamber. NIF recently achieved a 500 terawatt shot - 1,000 times more
power than the United States uses at any instant in time. Photo credits: Damien Jemison/LLNL
A view of a cryogenically cooled NIF target as "seen" by the laser through the hohlraum's laser entrance hole.
In ignition experiments, the hydrogen in the fuel capsule must be compressed to about 100 times the density of lead.
元スレ:http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1342928276/








レーザー核融合 - Wikipedia
非常に高い出力のレーザーの光を用いた核融合のこと。
核融合反応でエネルギーを取り出すためには、燃料プラズマを高温に加熱し、かつ、十分な反応を起こすために密度と時間の積がある一定値以上でなければならないという、ローソン条件を満たす必要がある。磁気閉じ込め方式の核融合では低密度のプラズマを長時間(1秒以上)保持することを目指すのに対し、燃料プラズマを固体密度よりもさらに高密度に圧縮、加熱し、プラズマが飛散してしまう以前、すなわちプラズマがそれ自体の慣性でその場所に留まっている間に核融合反応を起こしてエネルギーを取り出すことを目指した慣性核融合が考えられ、研究が進められている。




3: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 12:50:43.75 ID:PwBNnmTD

> 500兆ワットのエネルギー

ワットはエネルギー量じゃなくてエネルギー出力。


4: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 12:57:13.83 ID:X7iumjAh

これは凄い


5: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 13:04:38.23 ID:Yo95i6nr

よくわからん
誰かドラえもんで例えてくれ


6: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 13:05:43.94 ID:eQE8CpzF

>>5
ドラえもんが未来から来たんだよ!


20: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 16:08:18.07 ID:lEHJlvUm

>>5
ジャイアン(米)が無い知恵を絞ってドラえもんの動力源を作る実験の一つが成功していた時、
のび太(日)と出来杉君(仏)は、その遥か先をひた走っていた。一方、その頃ドラえもんは、
ドラ焼きを食べながら「21世紀の人間原始的すぎバロスwww」と嘲笑っていた


8: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 13:19:08.63 ID:ZjlPwfCr

今後は、連続的に起すようにしないとな。


10: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 13:26:21.94 ID:3veBVDae

核融合の原理

太陽をはじめとして、宇宙で輝いている恒星のエネルギーは未来のエネルギー源といわれる核融合によって供給されています。
2つの原子核が十分近づくと、原子核の間に働く引力(核力)が静電的な反発力(クーロン力)に打ち勝って1つに融合し、新しい原子核が生まれます。
これを核融合反応と呼びます。
重水素(D)や三重水素(T)のような軽い元素は比較的容易に核融合反応が起こります。
この場合には、核融合反応によってヘリウムと中性子ができ、全質量がわずかに減少します。
この減少した質量に相当する17.6メガ電子ボルトのエネルギーが重水素-三重水素核融合反応に伴なって発生します(E=Δmc^2)。


11: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 13:28:41.16 ID:3veBVDae

核融合反応が起こるように原子核同士を近づけるためには、1億度以上という超高温状態が必要です。
また発電に必要なエネルギーを取り出すために、核融合燃料が十分燃焼する必要があります。
このため一定の密度と閉じ込め時間が必要になります。
これは物質の第4の状態として知られるプラズマ状態で可能となります。
このような超高温のプラズマを閉じ込める方法として、慣性力を使う方法と磁力を使うまったく異なる2つの方法があります。

m(D)+m(T)=m(He)+m(n)+Δm(17.6MeV)

大阪大学レーザーエネルギー学研究センターHPより


91: 名無しのひみつ 2012/07/23(月) 04:20:26.48 ID:FA+hU1gV

>>11
>1億度以上という超高温状態が必要です

オイオイ、それじゃ、太陽では「核融合反応」が起こりえないってことになるぜ。
何しろ、太陽の中心温度でさえ1600万度しかないのだからなw


13: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 14:38:30.67 ID:uz7f9XZ0

>>1
>恒星の中心部で起きているレーザー核融合反応を人工的に起こすことによって

恒星内部のは、レーザー核融合じゃないだろ。


17: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 15:32:07.32 ID:R4ubNEaE

つまりは何が出来るの?


27: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 16:58:08.52 ID:oXCoviuX

>>17
・巨大湯沸し器の点火装置が出来た
・レーザー本土防衛システムの足掛かりが出来た


18: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 15:33:31.46 ID:5pJokgm9

点火できても点火に使ったエネルギー回収できないと意味ないやん


21: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 16:15:18.30 ID:KXRWDpGn

>>1
だから違うっての

レーザーのドライバーの調整やってるだけ。
核融合成功とは、それを燃料ペレットに照射して、爆発エネルギーが10倍以上でるかどうかの話。

照射レーザー→ ○ペレット→X爆発X

ここがピーク500テラになったってだけ。
レーザー設備の話であって、発電レベルの話ではない。
それがイコールになるかどうかが核融合の実験。


23: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 16:18:28.21 ID:KXRWDpGn

>>1の記者はレーザー核融合について分かってない素人

素人は書くなよ。
レーザー核融合には期待してるが、これは成功ではないです。

成功したらテラワットじゃなくて
「○○メガジュール発生成功」ってなるはず。
そもそもが違う。


24: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 16:41:08.68 ID:rNjmkT52

点火条件までは来てるけど、継続して投入エネルギーより大きなエネルギーを
安定的に取り出す方法は全く出来てないだろ。


25: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 16:44:24.03 ID:tsXlMI9G

>レーザー放射時間はわずか230億分の1秒で、・・・500兆ワット

なんだ、たかが 2万ジュールのエネルギーか
2トン×1m高の位置エネルギー相当じゃね


32: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 17:19:40.26 ID:3UpfO4tZ

自由電子レーザーのほうに予算まわせよという声が強いから
NIFも成果をアピールしないとマズいんだろな


33: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 17:22:53.10 ID:hQ7RPbZM

これ500兆ワットって言ってるけど放出期間が230億分の1なんだよね
だいたい5グラムの0℃の水が100℃になるぐらいのエネルギーでしかない・・・あってるかな?
短い時間に猛烈なエネルギーを詰め込めるかが重要らしいけど


106: 名無しのひみつ 2012/07/23(月) 10:28:35.77 ID:nTprZBn7

>>33
A.Cクラークの小説であったね。鉄を瞬間的に蒸発させるレーザーでも
水分の多い人体に致命傷を負わせることはできない(場合もある)って


40: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 17:43:40.89 ID:HpaFTHO4

>米国全土の消費電力量の1000倍以上に相当する500兆ワットのエネルギーが放出された。

一読してネタ記事だとわかる・・・
そんなことしたら全米が停電だからな・・

>中国網日本語版(チャイナネット)が報じた。

つまり、そういうことだ


43: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 18:07:19.53 ID:KMpxJyRd

よくわからないけど、ヘリウムから鉄がとれるってこと?


48: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 19:14:50.56 ID:EbiN2U5Y

>>43
通常の熱核融合で生成可能な元素の上限が原子番号で鉄までと言うこと。
水素原子から始まり、重水素、三重水素、リウム、リチウム・・・・・などの元素を融合し、
いろいろな核融合の経路をたどって、通常の核融合の終着点が鉄と言うこと

それ以上の原子番号の元素を生成にするには超新星以上のエネルギーが必要と言うことだ


46: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 18:40:41.22 ID:35p+vnN0

>>500兆ワットのエネルギー

ワットはエネルギーの単位ではない


49: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 19:20:11.61 ID:EbiN2U5Y

>>46
突っ込みたい気持ちは分かるが
文脈から考えると

5兆ワット×(250億分の1秒)のエネルギーという意味だろ


47: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 19:10:11.20 ID:EbiN2U5Y

科学的価値はともかく、
実用化は殆ど夢物語なんだから
どうでも良いんじゃ無い


50: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 19:22:19.93 ID:AiHpgjdZ

核融合爆発ってないの? メルトダウンしないの?


52: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 19:29:24.62 ID:EbiN2U5Y

>>50
事実上は無い

核融合を起こすに最低でも1MeV以上のプラズマ(1億℃の高温電離気体)を、ある程度の時間、ある程度以上の
密度で封じ込める必要があり、プラズマがちょっとでも漏れてると温度・密度・封じ込め時間を維持できないので
を核融合を維持できない。従って、現状でも、核融合を連続的に起こすことはできないし、できたとしても
ちょっとでもちょっとでも漏れるなり、不純物が混入しただけで、臨界条件から外れる。

遠い未来に仮に実用化しても、状況は変わらず、爆発どころか臨界を維持するだけでも大変。


70: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 22:09:45.07 ID:P62Irkx3

レーザー核融合で実用発電なんて、誰も出来ると思ってない。
レーザーの効率が低すぎる。10%も無い。ただ1回の照射をするだけで設備を点検するとかいうレベル。

レーザー効率は1桁、耐久性は3,4桁足りない。
燃料ペレットも高価な素材だが、実用には数セントにしないといけない。


74: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 22:39:36.27 ID:KXRWDpGn

>>70
は?桁違い?

10%効率達成してるが、100%効率達成しろとでも?
アホかと

エネルギー増倍率を上げればいいだけ。
Q=10で発電開始、Q=50~100で十分。

日本の問題点は予算が下りない点。
再生エネルギーがどうのの文句いうアホが多いが
ならレーザー核融合に予算だせよ。

何もやらなくて空から新エネルギーが降ってくるわけじゃなし

>ただ1回の照射をするだけで設備を点検するとかいうレベル。

レーザー核融合反応を「爆縮高速点火」による手法で100回連続して起こすことに成功したと発表した。
http://damesoku.blog114.fc2.com/blog-entry-2144.html

10hz駆動で連続100回成功しましたが、
効率は20% 実験用のガラスレーザーの話だろ。
ガラスレーザーは核融合反応の確認するためなんだから、効率なんてどうでもいいんだよw
で、確認できれば半導体レーザーで発電炉を作るだけ。

レーザー強度と波長があれば、何のレーザーだろうが同じ現象なんだから、あとはスケール則の話。


82: 名無しのひみつ 2012/07/23(月) 00:44:33.27 ID:8X+tiawk

>>74
中性子による炉心構造体の劣化とか
レーザーの耐久性とかを考慮してないだろ


75: 名無しのひみつ 2012/07/22(日) 22:48:32.75 ID:P62Irkx3

半導体レーザーでそんな出力が出るなら、レーザー溶接とかみんな半導体レーザーでいいはずだけど、
してないだろ。

そんな甘い話のわけあるかあああああwwwww


80: 名無しのひみつ 2012/07/23(月) 00:38:56.53 ID:mPvajwUL

例によって例のごとく夢のエネルギーと煽るだけで1Wも発電しませんw


88: 名無しのひみつ 2012/07/23(月) 02:05:52.21 ID:+DiTJbZv

普通の水爆は、プルトニウムの核分裂により生じる高温高圧を使って、
燃料の重水素とかリチウムの同位体の核融合を開始させる。この反応は
ある条件を満たせば、反応が進行することで得られるエネルギーが
外部に放射で逃げるエネルギーを上回り、
あたかもいったん火が付くと枯れ草が燃え広がるように、
自動的にどんどんと進行する
(但し、燃料をそれなりに周りから重たいもので押さえて広がり難くして
閉じ込め、熱もなるべく逃げないようにしておく)
 レーザーで点火できれば、熱とX線や中性子が出るだけなので、
純粋水爆とも呼ばれる。


92: 名無しのひみつ 2012/07/23(月) 04:40:24.08 ID:MM1I85gg

まあ、商業利用は夢また夢だろ。
採算が取れるとはとても思えん。
っていうより
それ以前にエネルギー収支がとれないし、
それ以前に連続運用もできていない。
それ以前に......


98: 名無しのひみつ 2012/07/23(月) 06:58:17.89 ID:cSwHzES0

こりゃ太陽のそばに直接発電施設作るほうが早そうだな。


108: 名無しのひみつ 2012/07/23(月) 10:50:40.09 ID:w+o40EfO

お、ここにはレーザー核融合オタがいるのか
レーザー核融合の発電用の炉について聞きたいんだが

レーザー核融合でも、
核融合→熱→水蒸気→タービン
で発電するよね?
で、核融合すると大量の中性子が出るはずだけど、炉を傷つけずに熱に変換する技術ってどうなってる?
液体金属を炉壁の内側に流すってのを読んだことがあるんだが、やっぱそれしか無いのかな?


109: 名無しのひみつ 2012/07/23(月) 12:17:31.63 ID:wB5XptqT

>>108
低放射化材料、つまり中性子を食らってもあんまり放射化しない材質の開発に
成功する予定がスケジュールに組まれてるらしいぞ

放射性廃棄物の半減期を短くする技術が開発されるのを期待するよりは
現実味があるっていう程度かねw


112: 名無しのひみつ 2012/07/23(月) 12:43:40.12 ID:w+o40EfO

>>109
>中性子を食らってもあんまり放射化しない材質
それは無理のような…
普通に個体で炉壁を作るなら、毎日炉壁を交換するぐらいの事をしないといけないんじゃないか?


111: 名無しのひみつ 2012/07/23(月) 12:39:44.81 ID:uo/3wHF0

でも実用化は100年後





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