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
  核融合反応を熱源としてではなく 中性子源として利用しようとする動きが、 静電閉じ込め方式およびミラー型装置で 検討されている。いずれかの方式に 絞って、中性子源としての利点と 期待される応用例について 論ぜよ。

• 問題3
  ITERのダイバーター板材料として選ばれたタングステンは ヘリウムイオンの照射を受けてファズ(fuzz)と呼ばれる 樹状構造を形成することが見出された。 これは、炉設計の上からは問題であるが、新しい材料を生み出す 可能性が指摘されている。 ファズを生じたタングステンの物理特性と、 それを利用した応用例について要約せよ。
  (ヒント) ヘリウムイオン照射を受けたタングステンは 黒く見える。

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8/3とする。それ以前の提出も歓迎する。