Google PlayストアでUnionpediaアプリを復元するために作業中です
出ていきます入ってきます
🌟ナビゲーションを改善するためにデザインを簡素化しました!
Instagram Facebook X LinkedIn
あなたのロゴとドメインを持つ独自のユニオンペディア、月額9.99 USDから
私のユニオンペディアを作成する

NSTX

索引 NSTX

NSTXは(PPPL)がオークリッジ国立研究所、コロンビア大学、ワシントン州大学と構築した球状トカマクの構想に基づいた磁場閉じ込め方式の実験。正式名称はNational Spherical Torus Experiment(国立球状トーラス実験)。 最初のプラズマは1999年2月12日金曜日の午後6時6分に得られた。高温イオン化ガスの球形プラズマの物理原理の研究に使われており、この中の適切な温度、密度、磁場閉じ込めの条件下で核融合が行われる。 磁場型の核融合装置はプラズマの水素の同位体の閉じ込めに利用する。1994年にはPPPLのTFTRが商用核融合発電所でも利用が想定される等量の重水素と三重水素を含むプラズマで、世界記録となる10.7メガワットの核融合による電力を得ている。しかし、NSTXは「原理の証明」を行う装置とされており、重水素のみの閉じ込めを採用している。成功すれば最終的に重水素・三重水素燃料の試験発電炉を含めた類似した新型が開発される予定である。

目次

  1. 15 関係: 同位体三重水素ワットワシントン大学 (ワシントン州)トカマク型プラズマアスペクト比オークリッジ国立研究所コロンビア大学球状トカマク磁場閉じ込め方式重水素TFTR核融合反応核融合炉

同位体

同位体(どういたい、isotope;アイソトープ)とは、同一原子番号を持つものの中性子数(質量数 A - 原子番号 Z)が異なる核種の関係をいう。この場合、同位元素とも呼ばれる。歴史的な事情により核種の概念そのものとして用いられる場合も多い。 同位体は、放射能を持つ放射性同位体 (radioisotope) とそうではない安定同位体 (stable isotope) の2種類に分類される。

見る NSTXと同位体

三重水素

三重水素(さんじゅうすいそ)またはトリチウム(tritium、記号: T)は、質量数が3である水素の同位体、すなわち陽子1つと中性子2つから構成される核種であり、半減期12.32年で3Heへとβ崩壊する放射性同位体である。三重水素は、宇宙線と大気との相互作用により、地球全体で年間約72 PBq(7.2京ベクレル)ほど天然に生成されている。 重水素(H)と三重水素(H)とを併せて重水素(heavy hydrogen)と呼ばれることがある。三重水素核は三重陽子 (triton) とも呼ばれる。 三重水素は、その質量が軽水素の約3倍、二重水素の約1.5倍と差が大きいことから、物理的性質も大きく異なる。一方、化学的性質は最外殻電子の数(水素の場合は1)によって決まる要素が大きいため、三重水素の化学的性質は軽水素や重水素とほぼ同じであることが多い。

見る NSTXと三重水素

ワット

ワット(watt, 記号: W)とは、仕事率や電力・放射束をあらわす、国際単位系の単位(SI組立単位)である 産業技術総合研究所、計量標準総合センター、2020年4月。比較的目にすることの多い電力の場合であれば、単位時間あたりの実際に消費される電気エネルギーの大小を表し、値が大きいほど単位時間あたりに電力を多く消費する。

見る NSTXとワット

ワシントン大学 (ワシントン州)

ワシントン大学(ワシントンだいがく、、略称: UW)は、ワシントン州シアトルに本部を置くアメリカ合衆国の州立大学。1861年創立。ワシントン州の成立以前から存在する名門大学のひとつであり、米国太平洋岸北西部の中では最大規模。公共政策分野のエバンズ公共政策大学院(Evans School)は、全米TOP10で名高い。医学大学院のワシントン大学医学部(UWSOM)は全米TOP15前後となっている。また、ロースクールのワシントン大学ロースクール(UW Law)と経営大学院(MBA提供校)のフォスター・スクール・オブ・ビジネス(UW Foster)は全米TOP25となっている。

見る NSTXとワシントン大学 (ワシントン州)

トカマク型

トカマク型磁気閉じ込め方式 トカマク型(トカマクがた、Tokamak)とは、高温核融合炉の実現に向けた技術の1つで、超高温のプラズマを閉じこめる磁気閉じ込め方式の1つである。 将来の核融合炉に最も有力とされるプラズマ閉じ込めの方式の1つで、これまで製作された多くの核融合実験装置や現在計画中の国際熱核融合実験炉ITER(イーター)でも採用されている。磁気閉じ込め方式には、トカマク型の他に、ステラレータ型またはヘリカル型と呼ばれる形式もある。 本項ではトカマク型磁気閉じ込めの特徴的な要素についてのみ説明する。核融合炉の実現に関わるその他の要素については核融合炉などを参照のこと。

見る NSTXとトカマク型

プラズマ

プラズマ(電離気体, plasma)は、荷電粒子(イオンまたは電子)がかなりの割合で存在することを特徴とする、固体・液体・気体と並ぶ物質の4つの基本的な状態の1つR. J. Goldston and P. H. Rutherford, Introduction to plasma physics, Taylor & Francis, Chap.

見る NSTXとプラズマ

アスペクト比

アスペクト比(アスペクトひ、 )は、矩形における長辺と短辺の比率。 タイヤのような3次元形状の中の2次元平面(トーラス面)、あるいはロッドの長さや直径のようなものにも適用される。使用される代表的な物は、映像(静止画・動画)、紙、航空機や鳥の翼の形状、微細加工における穴径と深さなどである。例えば矩形のときは"長辺の割合:短辺の割合"で表される。

見る NSTXとアスペクト比

オークリッジ国立研究所

オークリッジ国立研究所(オークリッジこくりつけんきゅうじょ、Oak Ridge National Laboratory、ORNL)は、アメリカ合衆国エネルギー省の管轄下でテネシー大学とバテル記念研究所が運営する科学技術に関する国立研究所。テネシー州オークリッジ(ノックスビル近郊)にある。基礎研究から応用の研究開発まで、多方面にわたって活動している。クリーンで豊富なエネルギーの研究、自然環境の保全の研究、安全保障に関する研究などである。 エネルギー省以外からの業務も請け負っており、同位体の生成、情報管理、技術的プログラムマネジメントなどの研究や、他の研究組織への研究や技術的な援助を提供している。

見る NSTXとオークリッジ国立研究所

コロンビア大学

コロンビア大学(コロンビアだいがく、Columbia University、正式名称: Columbia University in the City of New York)は、ニューヨーク州ニューヨーク市に本部を置くアメリカの私立大学。各種大学ランキングで常に最上位に位置する全米屈指の名門校で"Columbia University," Britannica Encyclopedia, 2017.、アイビーリーグの1校に数えられている。イギリス植民地時代の1754年にジョージ2世 (イギリス王)の勅許により創立された全米で5番目に古い大学である。 大学名の「コロンビア Columbia」は北米大陸を指す古い名称・雅語(「コロンビア (古名)」)。

見る NSTXとコロンビア大学

球状トカマク

球状トカマク(Spherical Tokamak)は超高温のプラズマを閉じこめる磁気閉じ込め方式であるトカマク型の一形式。

見る NSTXと球状トカマク

磁場閉じ込め方式

磁場閉じ込め方式(じばとじこめほうしき)とは、核融合においてプラズマを閉じ込めるために用いられる方法のひとつである。慣性閉じ込め方式に比べ要求されるプラズマ密度が低いという利点がある。

見る NSTXと磁場閉じ込め方式

重水素

ガス封入管に入ったプラズマ状態の重水素 重水素(じゅうすいそ、heavy hydrogen)またはデューテリウム (英) とは、水素の安定同位体のうち、原子核が陽子1つと中性子1つとで構成されるものをいう。重水素は H と表記するが、 D(deuteriumの頭文字)と表記することもある。例えば重水の分子式を DO と表記することがある。 原子核が陽子1つと中性子2つとで構成される水素 (H) は三重水素またはトリチウムと呼ばれる。重水素、三重水素に対して普通の水素(原子核が陽子1つのもの)は軽水素 (H) と呼ばれる。

見る NSTXと重水素

TFTR

TFTR(、トカマク核融合試験炉)は1980年代にニュージャージー州プリンストンのに作られたトカマク装置。 PDX やPLT に続いて建設され、最終的に核融合で入力エネルギーと出力エネルギーの損益分岐点に達することが望まれた。TFTRはその目標には到達しなかったものの、閉じ込め時間とエネルギー密度で大きな進歩を生み出し、最終的にITER建設のため必要な知識要素として反映された。TFTRは1982年から1997年まで運用された。 1986年に最初のスーパーショットを達成し、多くの核融合中性子を生み出したFusion.

見る NSTXとTFTR

核融合反応

とは、軽い核種同士が融合してより重い核種になる核反応を言う。単に核融合と呼ばれることも多い。核分裂反応と同じく古くから研究されている。 核融合反応を連続的に発生させエネルギー源として利用する核融合炉も古くから研究されており、フィクション作品にはよく登場するが、現実には技術的な困難を伴うため2023年現在実用化はされていない。

見る NSTXと核融合反応

核融合炉

Wendelstein 7-X(ヴェンデルシュタイン・セブン・エックス) サンディア国立研究所のZマシン 欧州トーラス共同研究施設 (Joint European Torus, JET) 大型ヘリカル装置(LHD):ヘリオトロン磁場配位を用いた超伝導プラズマ閉じ込め実験装置 核融合炉(かくゆうごうろ)は、原子核融合反応を利用した、原子炉の一種。発電の手段として2024年時点では開発段階であり、21世紀前半における実用化が期待される未来技術の一つである。 重い原子であるウランやプルトニウムの原子核分裂反応を利用する核分裂炉に対して、軽い原子である水素やヘリウムによる核融合反応を利用してエネルギーを発生させる装置が核融合炉である。

見る NSTXと核融合炉