重水素、三重水素の作り方-核融合炉で再生産!?

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核融合で使用する重水素、三重水素について、その作り方を解説する。核融合炉内で作るというプロセスが検討されている。

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重水素の作り方

重水素は普通の水素と異なり、陽子ひとつ、中性子ひとつの原子である。記号では「D」で表される。

重水素

海水から取り出すことができる。海水の水素のうち0.0015%、つまりざっと7000個にひとつは重水素になっている。

実質的に、重水素は無尽蔵とみなすことができる。

三重水素の作り方

重水素は普通の水素や重水素と異なり、陽子ひとつ、中性子ふたつが三重水素である。トリチウムともよばれる。記号では「T」で表される。

三重水素

天然にはごく微量であり、集めるのは難しい。

三重水素を燃料としてつかいながら、新たに再生産する。方法は、リチウムを核融合炉内の壁に置いておき、磁場から飛び出してきた中性子とぶつけるというものである。中性子がリチウムとぶつかると、ヘリウムと三重水素ができる。

式としては、

Li+n→He+T+エネルギー

となる。(nが中性子である)

リチウムの作り方

リチウムは偏在はしておらず、リチウムイオン電池などでもつかわれている。海水に存在するリチウムを選択的に抽出する技術が開発がすすんでおり、海水リチウムがつかえれば実質的に、無尽蔵であるということができる。

ベリリウムの作り方

リチウムをつかった再生産は、リチウム以外にも中性子がぶつかってしまうので、そのままでは充分なかずができない。

そこで、ベリリウムにぶつけて、中性子を二個に増やすことが考えられている。

しかしながら、ベリリウムは有毒物質であるので、取り扱いに配慮しなければならない。また、生産量が足りない。安全な生産技術が模索されている。

また、中性子の倍増にはほかの物質も検討されている。純粋なリチウムや鉛との合金、フッ化した物質などが考えられている。

ヘリウムはどうなる

核融合でうまれるヘリウムはヘリウム原始核またはヘリウムガスであり、これはヘリウム灰とよばれる。ヘリウム灰とは書かれているが、灰のような形状、見た目をしているわけではない。ポンプで核融合炉のそとへ排気される。これは年間75キログラムほどになるらしい。