原子力エネルギー工学特論レポート(3)

問題

• 問題1
  (a)　核融合炉における臨界条件、ローソン条件、自己点火条件の違いを説明せよ。
  (b)　核融合パワー密度 P_NF=(n/2)²<σv> E_F 及び、制動放射による放射パワー密度P_R=P_BSが等しくなるおよその温度を 計算せよ。ただし、イオンと電子の密度、温度は共に等しいとする。
  (c)　ローソンダイアグラムを作成し、別紙に印刷せよ。(名前、学籍番号も記入すること。)
  ヒント：P_BSについては、宮本の教科書に P_BS=1.5 × 10^-38 Z² n_e n_i (T_e/e)^1/2 [W/m³] という公式が与えられている。ここで、T_e/eはeV単位の電子温度、nはm^-3単位の密度、 Zはイオンの電荷数。 また、核融合反応率<σv>については、プラズマ核融合学会誌に 近似公式が掲載されている。

• 問題2
  磁場閉じ込め核融合の主流はITERに代表されるトカマクである。 これに対し、ヘリカル型と総称される閉じ込め方式の特徴と トカマクに比べての利点を、工学設計の観点から説明せよ。

• 問題3
  アメリカは原爆開発の時代から基礎データを集めて、シミュレーション計算で 設計の最適化を行ってきた。他方、中国はリニアモーターカーに代表されるように 良さそうなものはとりあえず作ると言う風潮が見られる。翻って、今後日本の 核融合炉開発はどのような方針で、人材を確保し継続すべきかを自由に論ぜよ。

注意

友人にヒントなどを教えてもらうことは構わないが、必ず自分で考えた 結果を提出すること。極端に類似の(丸写しの)レポートがあれば、全て0点と 評価するので注意すること。

レポート受付は原則月曜1コマの授業終了時とする。 最終提出期限は8/5とする。それ以前の提出も歓迎する。