東北大学・探求型「科学者の卵養成講座」(グローバルサイエンスキャンパス協定事業))

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令和元年度 活動ブログ

令和元年度 活動ブログ養成講座の活動を記録しています

2020.01.10

恋する卵第6回(Ⅱ)

青森県立八戸高等学校第一学年の二階堂有希乃です。前回は趣味強めな回になってしまいました。(Ⅱ)ではしっかりと講義の内容に触れていきます。初回で写真が大きかったせいか大した内容も書かないままそこそこの長さになりました…。コンパクトにまとめたいと思います。



・核融合であれこれ

(Ⅰ)でも少し触れましたが、核融合炉については六ケ所村の研究所に行った際に軽い講義と研究所見学をさせていただいたり、イベントに加え自身で調べたりしていたこともあり、自分の中には悪いイメージというものがあまりありませんでした。人それぞれではありますが、私にとっては受け入れることに抵抗は一切なかったです。六ケ所村の研究所には多くの外国人研究者の方がいらっしゃっていて、非常に良い雰囲気でした。なんでも、「ホタテ」というのが流行っているそうで…。とりあえず大声でホタテと叫ぶそうです。不思議ですね。なんか語感がいいらしい。記念写真撮影の時、我々もホタテを合図にしました。近隣のスーパーとかだと、「またあいつがきたぞ」と警戒されている外人の方もいるそうです…。地域で仲がいいんですね…。ついでですが、研究所の原型加速器だったかな。そこには多くの書道の作品が貼られていました。見学に行く際はぜひご覧ください!いろいろ書いてありましたよ!あと、写真集にも二枚ほど載っていました。最近写真集を推しまくっていますがお気になさらないでください。

 研究所内にはスーパーコンピューターもあって、いまいち用途が分からなかったのですが、ITERや茨城県にあるサテライト・トカマク(JT-60SA)[欧州連合と協力して超電導化改修した日本の実験装置。前回出てきた那珂核融合研究所の実験装置。]の炉内のシミュレーション[プラズマの模擬実験等]を行っているそうです。ちなみに、みんなだいすきJT-60SA

“磁場コイルの取り付け誤差は「1ミリ以内」に抑える。量研機構の正木圭・JT-60本体開発グループリーダーは「実験精度を高めるには、磁場コイルを正確に設置することが最も重要」と話す”(https://www.denkishimbun.com/sp/21496)

実験装置は精密なものが求められるのは当然のことですが、非常に大きい装置でミリ単位までこだわることには驚きました。こういうの見てると実験屋さんもいいなぁとなります。

追記:”核融合反応は,2つの原子核を十分に近づけて, 量子トンネル効果により核子を融合させる反応です。”(http://www.aesj.or.jp/~fusion/aesjfnt/jp/publications/rensai1/rensai_all.pdf)量子トンネルがこんなところにつながるとは。



・材料研究の関連(?)話について

笠田先生の材料研究になぜか見覚えを感じました。「柱」や「くぼみ」「粉」とあり、これサイエンスZEROで合金のやつ見た気がするなぁ…、と講義中からずっともやもやしていました。軽くて、丈夫で安価だということは思えていたのですが、アルミ合金は一切ヒットせず、調べ続けたら見つけました!!マグネシウム合金でした!!アルミじゃなかった!!放送日見たら2017/8/27で3年前だたのか、とびっくり。部分部分は鮮明に覚えてるんですけどね…。そこからはどんどん資料が出てきて楽でした。開発者の先生もすぐに発見でき、その河村能人先生の経歴を拝見したところ、以前東北大学金属材料研究所に在籍されていたとあり驚きました。笠田先生と同じ研究所じゃん、と。ちなみに東北大金属材料研究所の写真集も持ってます(小声) プラズマ・核融合学会さんのカレンダー綺麗なのでぜひ入手してください。残念ながら2018しか持っていないのですが、写真が綺麗!お気に入りは「先進的・電気推進用の超高密度へリコンプラズマ」 ヘリコンブルーモードとプラズマの流れが見えてとても好き。

これを機にマグネシウム合金も復習しよう!と思い、調べました。そうしたらどれだけ記憶が抜け落ちていたのかはっきりとわかりました。

三角柱みたいなやつどこいった?→三角柱とかじゃなくて、キンク変形でした。

なんか作り方ところてんみたいだった気がする。→おおよそはあってました。押出加工でした。

などなど。その他は割愛させていただきます。自分は理学の研究者になりたいのですが、こういう材料研究とかも好きなので揺らぎます。講座受けてるとやりたいことがどんどん増えていくから進路に悩む…。



・ITER系統…?

 核融合炉と言ったらトカマク!レーザー!というイメージが出来上がってしまっていたので、ほかには何があるのか気になりました。

「核融合炉 種類」の画像検索結果"

(https://atomica.jaea.go.jp/data/detail/dat_detail_07-05-01-03.html)

磁場型として、トカマク型・ヘリオトロン型・ヘリカル型・逆磁場ピンチ型・その他

慣性型に、レーザー・非レーザー

結構種類あったんですね…。ミラー型は初めて知りました!



磁気ミラー型(じきミラーがた、Tandem Mirror)とは、直線磁場型の高温プラズマ閉じ込めの技術の一つ。核融合炉に向けた研究がなされている。

ミラー型とは、強い磁場の対によってその間にプラズマを閉じ込める型である。もっとも単純な型では同方向に電流を流した環状のコイルの対の間に閉じ込めると言うものだが、この場合磁場が不安定になり、損失粒子が多く発生するため、極小ミラー磁場を組み合わせることで損失粒子の抑制を図られている。発展系として、タンデムミラー型があり、ミラー磁場によるプラズマ閉じ込めに加えて、端部の電位を高くし、電位による閉じ込めを組み合わせ端損失粒子の抑制をはかったものである。

利点としては、炉の配置が直線のため、整備や保守がトカマク型と比べて容易、D-3He核融合反応で開放端から出る荷電粒子を使い、直接発電が可能、推進装置への応用が期待出来る等である。 欠点としては、トカマク型等系が閉じた磁場閉じ込め装置であるのに対し、両端に開放端を持つため、端損失粒子が発生すること等である。

装置として、筑波大学のGAMMA/10がある。(磁気ミラー型)


ILCでは直線だと加速時にエネルギーの損失が少ない、ということでしたが核融合だと端損失粒子が発生する、と実験装置等似ているところに目が生きやすかったですが違いを強く感じることができました。

だらだら書いてしまいましたが、(Ⅱ)はこれにて終了!お読みいただきありがとうございました。

投稿者:青森県立八戸高等学校

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