核融合の点火条件と発生エネルギー

@重水と三重水素密度との核融合は(原子個数/cm3)×閉じこめ時間(秒)>=1014
A温度が1億度医以上
B燃料1グラムあたりの最小点火エネルギーは100KJ
家庭で使われている1KWのIHクッキングヒーターの100秒間照射に匹敵し、点火エネルギーとしては極小である

この1gから340GJ(3400億J)の核融合エネルギーが発生する。

在来核融合の問題点

 磁気閉じ込めを利用するトカマク炉は1950年から開発され、レーザー光を利用したレーザーは核融合1960年から開発され、規模が拡大されてきたが、点火に必要なエネルギーの万倍以上のエネルギーをペレットに照射しているが、
燃料1mmグラムとすると100Jあれば核融合に至る。トカマク炉やレーザー炉が燃料ペレットの外部から電磁波やレーザーを投じているが効率が1万の一と極端に悪く、実用至ってない。NIFが2022年12月5日に成功したレーザー核融合においても5万分の一と効率が極端に悪い。

MgFusion:マグネシウム球殻核融合

トカマクでもレーザーでもない。球殻が直接、二酸化炭素と爆発と爆轟することから効率が1に近い。

MgFusionの概要

MgFusionは、核融合燃料を充填したマグネシウム球殻を1200Kの二酸化炭素が充満したボイラーに投入し、マグネシウムと二酸化炭素の燃焼・爆轟を利用した爆縮型の新しい核融合技術です。 トカマク型のような巨大磁場制御や、レーザー核融合のようなナノ秒精度の照射を必要とせず、 シンプルな構造でありながら高温・高密度・長時間の閉じ込めを実現します。

二酸化炭素は1万Kを越えると分離した酸素とマグネシウムが急速に爆発し爆轟する。数μ秒後、1万5000Kを越えるとマグネシウムも酸素と燃焼しなくなり、球殻は内圧により膨張し球殻表面が急冷し1万Kになり再度二酸化炭素とマグネシウムが爆轟し収縮する。数μ秒ごとに収縮と膨張を繰り返し、内部の核融合燃料を衝撃波加熱し1回あたり内部の核融合燃料温度が約2倍となり。10回くりかえすと核融合条件となる温度と密度に達する。ペレットは数ミリグラムであり、二酸化炭素を充満させた装置全体を小型・軽量化できます。

MgFusionの革新性と優位性

  • 点火エネルギー効率:球殻そのもの圧縮するのでエネルギー効率が1に近い
    トカマク炉、レーザー炉の点火効率は1/100,000以下
  • 工業的実現性:市販素材・通常環境での組立と点火が可能
  • 燃料安全性:トリチウムを使用せず、ボロン・重水素・天然水での運用を想定
  • 排出ゼロ:放射性廃棄物・中性子を大幅に抑制
  • 起動応答性:繰り返し起動・μ秒単位パルスの爆縮制御が可能 レーザーパルスは数秒を要す。

トカマク・レーザー炉との比較

現在の主流であるトカマク型核融合炉は、数千トン規模の巨大構造と超伝導磁場を必要とし、 制御コストと建設期間が非常に長く、実用化は2040年代以降と見込まれています。 一方でレーザー核融合炉も数百台の高出力レーザーとナノ秒制御が不可欠であり、微細な照射誤差で失敗します。

MgFusionは、ペレット数mgが主体であり極まてコンパクト。トカマク・レーザー炉の重量比にして10兆分の1以下である。それらの複雑性をすべて取り除き、 爆縮燃焼という自然現象を利用することで、極めて短期間で実験・実装可能です。 また、装置の再利用性が高く、研究の反復性にも優れます。

ASME論文:MgFusion技術詳細

ご支援のお願い

MgFusionは、実験的裏付けと特許技術を備えた実用的な融合炉構想です。 国内外の研究機関・投資家・エンジニアと連携しつつ、 早期の試作機実現と国際公開を目指しています。

核融合を実証するコンパクトな実験を1億円規模を予定しています。まず国際特許をMgFusion(株)の株に組み込む諸費用の300万円を目標に支援を募っております。 特許の株式を2億円程度増資し、さらに第三者増資を行い、実証試験の資金を国内外から調達したと考えております。核融合の未来を共につくるパートナーとして、どうかご協力をお願い申し上げます。
MgFusion(株)代表取締役 森重晴雄

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