2024年度学院等開講科目物質理工学院応用化学系原子核工学コース

核融合炉工学

開講元: 原子核工学コース
担当教員: 筒井広明 / 吉田克己 / 近藤正聡
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火5-6 (原講571, North 2-571) / 金5-6 (原講571, North 2-571)
クラス: -
科目コード: NCL.A402
単位数: 200
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 2Q
シラバス更新日: 2025年3月14日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

究極のエネルギー源として核融合炉を成立させるに不可欠な核融合炉研究開発の現状と展望について詳解する。核融合反応を生起・制御するためのプラズマ閉じ込め方式、第一壁・ブランケット、材料に関する研究課題とその解決への工学的アプローチ、さらには核融合炉設計に関する工学について講議する。

到達目標

核融合反応、プラズマ、冷却、核融合材料等についての知識を得て、核融合炉を実現するための技術的課題を理解する。

キーワード

核融合、プラズマ、磁場閉じ込め、慣性閉じ込め、トカマク、ヘリカル装置、ブランケット、中性子照射、冷却、核融合材料, 超電導コイル、プラズマ加熱、プラズマ計測

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

3人の教員によりオムニバス形式で講義します。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	核融合反応	核融合反応について理解し、説明できるようになる。
第2回	プラズマの基本的性質	プラズマの基本的性質を理解し、説明できるようになる。
第3回	MHD方程式	電磁流体の従う方程式を理解し、説明できるようになる。
第4回	MHD平衡	電磁流体の平衡を理解し、説明できるようになる。
第5回	MHD不安定性（１）	電磁流体に生じる不安定性を理解し、説明できるようになる。
第6回	MHD不安定性（２）	電磁流体に生じる不安定性を理解し、説明できるようになる。
第7回	核融合炉におけるトリチウム燃料循環システム	核融合炉におけるトリチウム燃料循環システムについて説明できるようになる。
第8回	核融合炉材料におけるトリチウム挙動	核融合炉材料におけるトリチウム挙動について説明できるようになる。
第9回	核融合炉の安全性	核融合炉の安全性について説明できるようになる。
第10回	過酷な条件下の核融合材料の現状と課題（１）	過酷な条件下の核融合材料の現状と課題について説明できるようになる。
第11回	過酷な条件下の核融合材料の現状と課題（２）	過酷な条件下の核融合材料の現状と課題題について説明できるようになる。
第12回	トカマク装置、加熱・電流駆動、プラズマ計測、超電導コイル	核融合装置における加熱・電流駆動、プラズマ計測、超電導コイルの役割を説明できるようになる。
第13回	慣性閉じ込め	慣性閉じ込めについて理解し、説明できるようになる。
第14回	実験炉ＩＴＥＲ、及び、核融合炉設計とトカマク型原型炉	核融合炉設計を理解し、説明できるようになる。実験炉ＩＴＥＲとトカマク型原型炉について説明できるようになる。

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

特になし（必要な資料の配付、並びにスライドのT2SCHOLAへのアップロード）

参考書、講義資料等

01.Wston M. Stacey,""Fusion"", Wiley Interscience.
02.井形直弘編「核融合炉材料」培風館 1986
03.日本材料科学会編「エネルギーと材料」裳華房 1991
04.核融合研究I、II 名古屋大学出版会
05.関昌弘編「核融合炉工学概論」日刊工業新聞社 2001

成績評価の方法及び基準

講義の際に出されるレポート

履修の条件・注意事項

特になし