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核融合の基本と仕組み

2023年11月21日に『図解入門よくわかる最新 核融合の基本と仕組み』が出版されました。

マインドマップによる整理

(準備中)

目次の俯瞰(マークダウン形式)

<基礎編>
 第1章 核融合の基礎(核物理学)
  1-1 核融合とは?
  1-2 物質と素粒子とは?
  1-3 強い力と核力とは?
  1-4 核エネルギー開発の歴史は?
  1-5 核融合が宇宙を進化させる?
  1-6 太陽は核融合で燃えている?
  1-7 原爆と水爆の違いは?
  1-8 トンネル効果で核融合反応?
  1-9 質量欠損のエネルギーとは?
  1-10 核融合反応断面積と反応率は?
  1-11 太陽と人工太陽の違いは?
  1-12 地上での核融合の方式は?
  1-13 第1世代、第2世代の燃料は?
  1-14 ヘリウムやボロンの先進燃料は?
  1-15 エキゾチックな核融合とは?
  1-16 核融合は夢のエネルギーか?
  コラム1 新しい元素の創成!(日本初の新元素「ニホニウム」)
 第2章 プラズマの基礎(プラズマ物理学)
  2-1 プラズマとは?
  2-2 自然界と実験室のプラズマは?
  2-3 プラズマ中の電場は遮蔽される?
  2-4 プラズマ振動はプラズマの原点?
  2-5 プラズマ粒子は波乗りする?
  2-6 磁場閉じ込めでの断熱不変量とは?
  2-7 オープン磁場での粒子軌道は?
  2-8 トーラス磁場での粒子軌道は?
  2-9 プラズマの平衡とは?
  2-10 プラズマの安定性とは?
  2-11 プラズマの安定化方法は?
  2-12 プラズマの輸送は?
  2-13 放射によるエネルギー損失は?
  2-14 プラズマの加熱は?
  2-15 アルファ粒子加熱は?
  コラム2 極限プラズマとは?(クォーク・グルーオン・プラズマ)
<炉心編>
 第3章 地上に太陽を作る(核融合プラズマの物理)
  3-1 核燃焼プラズマと着火温度とは?
  3-2 核融燃焼の条件は?
  3-3 核融合動力炉のローソン条件とは?
  3-4 さまざまな核融合方式は?
  3-5 ミラー核融合は単純か?
  3-6 トカマク核融合とは?
  3-7 先進トカマク配位とは?
  3-8 ヘリカル核融合とは?
  3-9 先進ヘリカル配位とは?
  3-10 その他の磁場閉じ込めは?
  3-11 慣性核融合とは?
  3-12 その他の核融合方式は?
  3-13 プラズマ閉じ込めの現状は?
  3-14 核燃焼プラズマの現状は?
  コラム3 ソ連核融合開発の父との出会い!(故ラヴレンチェフ博士)
 第4章 トカマク炉心を制御する(トカマクプラズマの物理)
  4-1 トカマク型の特徴は?
  4-2 断面形状と分布の制御は?
  4-3 閉じ込めが改善される?
  4-4 磁気面が割れる?
  4-5 ダイバータの形状とプラズマは?
  4-6 高圧力のプラズマを閉じ込める?
  4-7 球状のプラズマはコンパクト?
  4-8 電流を安定に流す?
  4-9 自発的に電流が流れる?
  4-10 ディスラプションとは?
  4-11 電流クエンチとVDEとは?
  4-12 アルファ粒子の灰の排出は?
  4-13 プラズマ統合コードは?
  コラム4 核融合研究の黒歴史!(ペロン大統領、ZETA実験、常温核融合)
<炉工編>
 第5章 核融合炉機器の多様な技術(核融合炉工学)
  5-1 核融合炉の構成は?
  5-2 燃料注入方法は?
  5-3 安定な燃焼運転を行うには?
  5-4 プラズマを加熱する装置は?
  5-5 プラズマを計測・制御する?
  5-6 第一壁は消耗する?
  5-7 ダイバータの機器は?
  5-8 ブランケットの役割は?
  5-9 構造材が放射化される?
  5-10 磁場コイルの形状と材質は?
  5-11 さまざまな遮蔽は?
  5-12 発電システムは?
  5-13 遠隔操作が必要?
  コラム5 核融合技術は波及する!(大型超伝導マグネット、加熱装置)
 第6章 核融合炉発電の可能性(核融合システム工学)
  6-1 核融合炉設計案はいろいろ?
  6-2 コンパクト設計案は?
  6-3 システム設計コードとLCAは?
  6-4 コストやCO2排出量は?
  6-5 核融合炉の資源は無限か?
  6-6 トリチウムの安全性は?
  6-7 核融合炉の安全性と廃棄物処理は?
  コラム6 巨大科学技術の安全性を考える!(ヒューマンエラーと想定外事象)
<発展編>
 第7章 核融合炉実用化への道のり(核融合研究開発)
  7-1 世界の核融合研究開発は?
  7-2 日本の核融合研究開発は?
  7-3 ITERとは?
  7-4 BA活動とは?
  7-5 実験炉から動力炉へ?
  7-6 核融合スタートアップ企業とは?
  7-7 スタートアップの発電計画は?
  コラム7 SDGsとGXでの核融合!(持続可能な開発とカーボンニュートラル)
 第8章 エネルギーの未来を考える(核融合未来展望)
  8-1 月面での核融合は?
  8-2 核融合ロケットとは?
  8-3 自然と人工の太陽エネルギー計画!
  8-4 核融合から対消滅へ!
  コラム8 映画の中の「核融合」は?(『2001年宇宙の旅』と『バック・トゥ・ザ・フューチャー』)