核　　　　　　融　　　　　　合


　　 基本物質　　原子核 は 核子 である 陽子 と 中性子 で 構成され　⇒　原子
　　　原子 は 原子核 と その 周り を 回る 電子　⇒　分子 は 原子 と 原子 が 集まって 形成
　　　 原子 と 原子 は 結合 し 分子　　となり　　分子 は 解離 / 分離 して 原子 に なります
　　　物質 の 三態　固体 ⇒ 液体 ⇒ 気体　　物質 に エネルギー を 加えると 原子 の 自由度 が 増す
　　　宇宙誕生時 には 軽い 水素 ・ ヘリウム ・ リチウム が あり 他 の 元素 は 核融合 で 生成
　　　 元素 が 重くなると 反発 する 斥力 も 強くなり 原子核 の 融合 が 出来ないため 軽い方 が 有利
　　　原子番号　原子核内 の 陽子数 ： 陽子 が 少なく 軽い 順 に 水素 = １　ヘリウム = ２　リチウム = ３ 〜

　核融合反応　　太陽 等 の恒星 と 同じ　エネルギ−循環　　　熱核融合
　　一番 軽い 水素原子 の 原子核 同士 の 合体 / 融合 で 放出 される エネルギー と ヘリウム
　
　　 超高温　+　 プラズマ化 した 水素　+　自ら の 巨大 な 重力 で プラズマ を 密封
　　　恒星 は 誕生後 自ら の 巨大 な 質量 による 重力 で 収縮 し １０００万度 もの 超高温 となり 燃料 の
　　　水素原子 は イオン と 電子 に 電離 し プラズマ状態 となり その プラズマ を 自ら の 巨大 な 重力 で
　　　一ヶ所 に 閉じ込め ながら ヘリウム の 燃焼 で 超高温 を 一定時間 継続 させ 核融合反応 を 維持
　
　　　　合体 エネルギ−　原子 は 超高温 で イオン と 電子 に 電離 し 自由度 が 増し プラズマ状態
　　　　　となり 原子核同士 が 接近 し 引き合う 引力 / 核力 が 反発 する 斥力 / クーロン力 を 超え 衝突
　　　　　すると 融合 / 合体 し エネルギー と 高速中性子 / 放射線 を 放出 して ヘリウム へ 変わります
　
　　　　プラズマ ： 電離気体　気体 が 電離 し イオン と 電子 が 自由 に 飛び交う 空間
　　　　弱電離プラズマ / 低温プラズマ　大部分 が 中性原子 / 電気的 に 中性 で 殆ど 衝突 しません
　　　　　　オーロラ や 雷 の 放電 等 自然界 での 通常 の プラズマ で 蛍光管 も 同様 です
　　　　完全電離プラズマ / 高温プラズマ　中性原子 が 全て 正電荷 の イオン と 負電荷 の 電子 に 電離
　　　　　　更 に 高温 で 衝突 し 核融合 へ電流 も 流れ易く なり 電流 で 強い 電磁場 / 電磁力 を 形成
　
　　　重水素核融合　D - D 反応　重水素 D 同士　　恒星 の 初期段階 である 原始星 / 褐色矮星 は
　　　　　収縮 し 中心温度 が ２５０ 万 K 位 で 初めて 核融合 が 始まります　　　　　　かっしょく　わいせい
　
　　　水素核融合 / 陽子 ・ 陽子連鎖反応　p - p チェイン　　　陽子 = p　　　軽水素 H 同士
　　　　　軽水素 + 軽水素 ⇒ ヘリウム　　中心温度 が　１０００ 万 K　を 越える と 恒星 と なります
　　　　　　　　　ニュートリノ や ガンマ線 が 放出　　　　　　　太陽 の 中心 は １５００ 万 K
　　　　　　CNOサイクル　中心温度 ２０００ 万 K 以上 の 巨大恒星　　炭素 = C　窒素 = N　酸素 = O
　　　　　　　　　 を 触媒 とする 水素核融合　　　　　　　　　※　K / ケルビン　　K - ２７３.１５ = 摂氏温度
　
　　　核融合 の 持続 / 超高温領域 の 維持
　　　　　恒星 の 中心 に ヘリウム が 沈殿 し 重力 で 収縮 / 超高熱 を 発する 事 で 核融合 が 持続

　地球上 での 核融合　/　地上 の 太陽　と 呼ばれる　夢 の 容器　　核融合炉
　　　　僅か の 燃料 で 巨大 な エネルギ− を 発生
　　恒星 の 巨大 な 重力 を 地球上 で 実現 するには 超高温 ・ 超高圧 下 の 環境 が 必要 で
　　核融合 で エネルギー を 取り出す には 恒星 と 同様 に 燃料 の プラズマ化 が 必要 です
　　　臨界プラズマ / 核融合プラズマ　高温プラズマ状態 で エネルギー の 抽出 が 可能 に なる 条件
　
　　　２１世紀 に 入り 最 も 実用化 が 有望視 される D - T 反応 から 先 は D - ３He 反応 や
　　　　夢 の p - １１B 反応 へ　　燃料 は 一番 軽 く 斥力 の 弱い 水素 の 同位体 から 次々 に 考案
　
　　　D - T 反応　　重水素 D　+　三重水素 / トリチウム T　⇒　中性子　+　ヘリウム
　　　　 原子核 を １０００ Km / 秒 で 衝突 させる 状態 が 臨界プラズマ状態 となり 必須 で
　　　　 その 方法 は　温度　：　１ 億 度　+　密度　：　１００ 兆 個 / cm3　+　１ 秒 閉じ込める
　　　　 重水素 は 海中 に 無尽蔵 で 取り出す エネルギー も 少なく 容易 で 技術 も 確立 ： 三重水素 は
　　　　 鉱物 や 海中 に 無尽蔵 の リチウム から 炉内 で 自己生産 され　 燃料効率　は 海水 １ リットル
　　　　 中 の 反応 で 石油 ８０ リットル もの エネルギー を 放出 しながら 質量 は 僅かに 減っていきます
　
　　　D - ３He 反応　　重水素 D　+　ヘリウム ３　⇒　少量 の 中性子　+　ヘリウム
　　　　 １０億度 もの 超高温下　水素 の 原子核 から 直接 エネルギー を 抽出
　　　　 中性子 は D - T 反応 の １割程 で ヘリウム ３ は 月 ・ 木星 ・ 土星 にも 多い
　
　　　p - １１B 反応　　軽水素 H の 陽子　と　ホウ素 １１B　⇒　微量 の 中性子　+　ヘリウム
　　　　 更 に 超高温　ヘリウム の 帯電 する 原子核 から 直接 電気 を 抽出

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