原子力エネルギー工学特論レポート(3)

問題

• 問題1
  自己点火状態のDT核融合炉では、3.5MeVのα粒子が炉心プラズマの加熱を行い、 14.1MeVの中性子が運ぶエネルギーを熱として取り出すことになる。
  (a)　もし、3グラムの三重水素と2グラムの重水素が完全に反応したとすると 熱出力は何Jとなるか？
  (b)　 天然に存在するトリチウムの多くは、宇宙線と気体分子の反応で作られ、 その量は地球全体で年間約10¹⁸Bqである。 このトリチウムを全て用いると 熱出力1GWのDT炉をどれくらいの時間運転できるか？
  (ヒント)トリチウム1グラムが何Bqの放射能を持つか分からない場合は、 半減期12.32年を秒単位に換算してから崩壊定数を計算し、 １グラム中のトリチウム原子数を掛けて計算せよ。

• 問題2
  トカマクなどの 磁場閉じ込め核融合炉の概念設計では ベース発電量を賄う 定常炉となっているのに対し、 慣性核融合炉では電力需要のピーク変動に対応できる パルス炉である。 両者の閉じ込め方式及び高額設計の違いから この概念設計の違いが生まれる背景を論ぜよ。

• 問題3
  日本ではあまり実例がないが、海外では核分裂・核融合ハイブリッド炉の概念 設計がしばしば報告されている。 授業中に紹介したマイナーアクチノイドの分離変換プロセスに 核融合中性子を積極的に利用する可能性について 自由に論ぜよ。
  (ヒント)DT中性子の様な高エネルギー中性子は (n,2n)反応等の増倍を起こし易い。これに対して、 リチウム６から トリチウム増殖を行うには低速の中性子ほど有利である。 中性子の拡散・減速を考えるとどのような複合炉心の構成 が好ましいか？

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8/4とする。それ以前の提出も歓迎する。