核融合の有効利用法に関する研究

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核融合反応によって生じたエネルギーを熱エネルギーへ変換し, 電力を発生させる考えは広く検討されてきたが, 別な方面への多様な利用法が考えられる. すなわち核融合からの輻射を利用した医療用X線レーザー, ロケット推進, 核融合駆動の電磁加速装置などである.本研究では, これらについての設計研究を行うことにより, 核融合の替在能力を明らかにする.本年度は, 主にレーザー核融合ロケット推進システムについての検討を行った. 以下に得られた知見を示す.1.ロケットの主要コンポーネントであるペレットの設計を行った. 中心部にDT燃料, その外側にDD燃料を配置したペレットに対し, 20〜40MeVのKrFレーザーでの爆縮シミュレーションを行った. ペレットゲインは〜2が得られたが, システムのエネルギーバランスを考えると, この値は小さすぎる. 今後ペレット構造を工夫することにより, ゲインを向上させる必要がある.2.ペレットの核融合反応により生じたプラズマの, スラスト・チェンバー内での挙動を解析するために二次元電磁粒子コードを開発した. このコードにより, プラズマエネルギーの推力変換へのメカニズムを詳細に解析した. また, 推進効率を上昇させるための方策を提案した.3.今後は, 各コンポーネントの整合性をとった設計が必要である.