宇宙＆物理2chまとめ【物理】超音波ｷｬﾋﾞﾃｰｼｮﾝ+液体金属ﾘﾁｳﾑ+重陽子ﾋﾞｰﾑでDD核融合反応の促進を確認、常温核融合実現が近づいたな・・・

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【物理】超音波ｷｬﾋﾞﾃｰｼｮﾝ+液体金属ﾘﾁｳﾑ+重陽子ﾋﾞｰﾑでDD核融合反応の促進を確認、常温核融合実現が近づいたな・・・

[ 2012/06/13 21:01 ] [ 物理 ] [ コメント(1) ]
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1: 依頼２９－２５８　二軍ニュース+板記者募集中！＠pureφ ★ 2012/06/08(金) 15:05:07.21 ID:???

東北大、超音波+液体金属リチウム+重陽子ビームでDD核融合反応の促進を確認 

東北大学は、超音波を作用させた「液体金属リチウム(Li)」に「重陽子ビーム」を照射することにより、「DD 
(D：重陽子/重水素)核融合反応」が促進されることが見出され、反応率増大の要因が「超音波キャビ 
テーションにより、液体金属Li中に700万度の重陽子プラズマが生成されたことにある」と判明したと発表した。 

成果は、東北大 電子光理学研究センター・凝縮系核科学グループの笠木治郎太教授らの研究グループ 
によるもの。研究の詳細な内容は、5月24日付けで米物理学会誌「Physical Review C」に掲載された。 

恒星内では、プラズマ中での「熱核融合」により、軽い原子核から重い原子核へと核変換が進行し、それに 
伴うエネルギーが放出される。熱核融合は、高温ガス中で熱運動している2個の原子核による核融合反応の 
ことで、熱運動のエネルギーが、衝突する原子核間のクーロン障壁に打ち勝たなければ反応は起こらない。 
よって、通常は1億度Kもの高い温度が必要とされる。 

宇宙における元素合成のメカニズム解明や地上での核融合エネルギー利用開発のためには、密度や温度の 
異なった広範囲にわたるプラズマ状態での核反応研究が欠かせない。 

凝縮系中での核融合反応を増大させる物理的環境を探索している東北大学電子光理学研究センター・ 
凝縮系核科学グループは、今回、超音波を作用させた液体金属Liに、低エネルギー重陽子ビームを照射 
することにより、DD核融合反応が大きく促進されることが見出された。 

なお、液体に超音波を作用させると、密度の粗密振動を引き起こす。密度が小さくなった時、液体が気化し 
ミクロンサイズの気泡が発生する。生じた気泡、あるいは気泡の生成をキャビテーションと呼ぶ。気泡が急激に 
圧縮される時、高温高密度状態になる。 

DD核融合反応は、2個の重陽子(D)が衝突することで生じる核反応で、発熱反応である。D+D→p+T(陽子 
(p)と三重陽子(T:三重水素)の放出)と、D+D→n+3He(中性子(n)と3ヘリウム(He)粒子の放出)の2つの過程が 
ほぼ1:1の割合で生じる。 

実験では、液体金属Li標的に30～70keVの重陽子ビームを照射。同時に、液体Liへの超音波照射のON 
(照射)/OFF(非照射)を繰り返しながら、ビーム照射中に生じる「D(d,p)T反応」からの陽子の収量とエネル 
ギースペクトルを測定した。なお、D(d,p)T反応は、D+D→p+T反応の別の表記で、この場合、原子核反応は、 
標的核(入射粒子,放出粒子)残留核という順で表記されている。 

この結果、超音波ON時にのみ、陽子収量(反応率)が増加(画像1)および、陽子のピークの裾が高エネルギー 
側に広がる(画像2)という現象が観測されたのである。 

画像1は、超音波ON/OFF時の反応収量の比較で、重陽子照射中に液体Li標的で生じるD(d,p)T反応 
からの陽子収量(反応収量)の測定例を示したグラフだ。赤丸が超音波を作用させた時(ON)、黒丸が作用 
させない時(OFF)の収量である。超音波ONがOFFに較べて大きいことが分かる。 

画像2は、D(d,p)T反応からの陽子スペクトルを解析したグラフで、超音波ON時に測定された陽子ピークの 
形状が黒丸で示されている。黒色点線は同時に測定した超音波OFF時のピーク形状で、ON時のピーク 
形状は、高エネルギー側に裾が広がっているのが確認できる。また、標的重陽子の熱エネルギーが686eVと 
1250eVの場合に期待されるピーク形状が、それぞれ赤色実線と青色点線で示されている。温度約700万 
度Kに相当する赤色実線が実験値をよく再現していることが確認できる。 

001l.jpg  
画像1。超音波ON/OFF時の反応収量の比較 
002l.jpg 
画像2。D(d,p)T反応からの陽子スペクトルの解析 

収量とピーク形状に関して運動学的な解析が行われた結果、標的重陽子は、超音波ON時に液体Li中に 
生じる超音波キャビテーションにより約700万度Kの高温プラズマ状態にあることが判明した。 
>>2辺りに続く 

デイビー日高/マイナビニュース　2012/06/01 
http://news.mynavi.jp/news/2012/06/01/135/index.html


Image Credit：Borb

元スレ：【物理】超音波キャビテーション+液体金属リチウム+重陽子ビームでDD核融合反応の促進を確認　約700万度Kの高温プラズマ状態に－東北大
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1339135507/




2: 二軍ニュース+板記者募集中！＠pureφ ★ 2012/06/08(金) 15:05:18.61 ID:???

またこの実験では、「バブル核融合」の証拠は見出せなかったものの、高温プラズマ標的による核反応の促進 
効果が示された。なおバブル核融合とは、超音波キャビテーションで発生する気泡内高温高圧下での熱核 
融合のことで、2002年に重水素化アセトンの超音波照射により、DD熱核融合を計測したという報告が挙げ 
られている。しかし、その報告以外では、核融合現象は今のところ再現できていないという。 

これまで、液体中で超音波キャビテーションにより生成される高温状態の温度は、数千度～数万度の領域では 
「ソノルミネッセンス」の観測などにより直接測定されている。ソノルミネッセンスとは、液体中で超音波キャビテー 
ションにより発生した気泡からの発光のことだ。気泡の内部での高温によって熱励起された原子・分子による 
発光や、ラジカルによる化学発光である。 

なお、今回の結果は、液体金属Li中での超音波キャビテーションにより100万度Kを超える高温プラズマ生成の 
直接的証拠を示したもので、卓上サイズ小型実験装置によるプラズマ核融合研究の可能性を開くものであると 
研究グループは述べている。（本文終わり） 

核融合反応を促進する液体Li超音波キャビテーション 
東北大学プレスリリース　05/31 
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2012/05/press20120531-01.html 
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press20120531._01.pdf 

Acceleration of the d+d reaction in metal lithium acoustic cavitation with deuteron bombardment from 30 to 70 keV 
Y. Toriyabe, E. Yoshida, J. Kasagi, and M. Fukuhara 
Phys. Rev. C 85, 054620 (2012) 
http://prc.aps.org/abstract/PRC/v85/i5/e054620



15: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 15:38:23.67 ID:uPkkqXvm

なんか厨二用語のオンパレードで理解しにくい


4: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 15:07:27.07 ID:gPK/LSFZ

あーそれね
この前やったわー


6: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 15:18:41.34 ID:Ex7zOfZb

そんなことより常温核融合しようぜ！


14: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 15:32:17.07 ID:k3H48id5

>>6
つーかこれ常温核融合そのものじゃねーのか

常温核融合（じょうおんかくゆうごう、Cold Fusion）とは、室温で、水素原子の核融合反応が起きるとされる現象。もしくは、1989年にこれを観測したとする発表にまつわる社会現象。常温での水素原子の核融合反応は、きわめて低い頻度ながら、トンネル効果や宇宙線に含まれるミューオンによって実際に起き、観測もできる科学的に証明された物理現象である。本項目では、そのような規模ではなく、常温で目視でき、実用的なエネルギー源として活用できうる規模で起きたと主張されていた核融合反応を扱っている。2011年現在、安価で高いエネルギーを発生し工業的に利用できるような常温核融合は成功していない。





23: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 16:09:05.73 ID:9hz/dNAj

>>14
流石にリチウム液体（融点以上）かつ重陽子ビームをキロボルトレベルで打ち込むわけで、
工業レベルの温度には達してるだろうから家庭までは至らないかと。
物理学的な意味では十分常温の範疇だろうけどね。


49: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 19:34:24.88 ID:DS8qaijl

>>14
ミクロ？ナノ？レベルの局所的、過渡的に高温の地点、時間範囲が
存在するので常温とは呼ばない方が無難


10: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 15:27:45.65 ID:kIt+tWhS

すごい、放射性物質が要らなくなるのか？


23: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 16:09:05.73 ID:9hz/dNAj

>>10
放射性物質に核融合を仕掛けて短半減期化とか無放射性化とかも狙えるかも。


13: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 15:29:51.37 ID:j4ptaEfj

まぁ、これがモビルスーツのエンジンになるのはもうちょっと先のお話


19: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 15:53:03.40 ID:RvZFxrP2

超音波キャビテーション使った核融合は
ホンダが何年も前から秘密裏にてがけて、、、、おや？だれかきた

キャビテーション (Cavitation) は、液体の流れの中で圧力差により短時間に泡の発生と消滅が起きる物理現象である。空洞現象とも言われる。





20: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 15:57:41.06 ID:k3H48id5

>>19
マジでやってそうだｗ


21: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 16:06:15.00 ID:qJC2XA4/

凄いのか、たいしたことないのか、どっちなんだ？


22: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 16:07:37.24 ID:vzkETjZE

うちに超音波洗浄機とリチュウム電池あった筈だから，ちょっと作ってみようか


26: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 16:18:41.84 ID:1VFGb5ru

なるほどさっぱりわからん


29: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 16:29:43.53 ID:0bwcfdN5

また実験炉が液漏れして悲惨なことになりそうな希ガス


32: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 16:49:04.26 ID:mVuoygGA

>>29
液体リチウムだから爆発しそうだもんな
でもプルトニウムやウラン撒き散らすことはないのでまだマシ


34: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 17:00:30.67 ID:Ft2Vphbv

>>29
リアクター用途には使えないから、巨大化することはないからそれは無い。


30: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 16:32:55.47 ID:YFuJNIe0

よくわからんけどＧＪ
期待するのは実用化はんぶん科学的興味はんぶんかな


33: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 16:51:46.17 ID:axOr+AHt

これで研究は出来る

問題は、それでエネルギーを取り出せるのか？という事になるがそれはもっとずっと先の話


36: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 17:57:03.87 ID:NrTeJ5U0

とりあえず画像1を見てもわかるとおり、重陽子ビーム照射だけでも核融合は起きるのな

衝突核融合ってやつ

それが超音波照射で増えたり、増え方が5分後に減ったりするあたりが、胡散臭さ大爆発なだけで


38: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 18:07:10.87 ID:wftEekK0

>超音波キャビテーション
逆に今までそういう事をしていなかった事に驚いた。
密室研究ではダメだよ。


80: 名無しのひみつ 2012/06/10(日) 09:50:52.93 ID:4LeVEEP2

>>38
数年前から話題にはなってたから、前から研究してただろ。
たしか当時は核融合起こすほどの温度にならんかったので、
他の常温核融合と同じくイロモノだったけど、
なんらかのブレイクスルーがあって実現したと。


47: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 19:15:39.25 ID:qOzB+GZT

ずいぶん厨な設定だな(´･ω･`)


48: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 19:22:00.10 ID:92OYqr/g

意味がわからん


50: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 19:40:33.68 ID:/V2kpMMH

文系人間にも分かるように、
何がどうおトクか説明してくれ


52: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 19:52:57.93 ID:KEYj0Zcb

この記事にあることが事実だとしたら興味深い。


56: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 20:13:11.05 ID:1tCMMp/Z

というかキャビテーションにそんなに大きな力があるというのが理解できないのだが。
生成された気泡が潰れるのは分子間力によってだろ
分子間力は電気的な力。
気泡の存在によって分子間力のバランスが崩れるんでないの？
しかしエネルギーオーダー的いって表面張力とかと同じくらいじゃないの？
数百万度という数値がどうやって出てくるのかがわからない


58: 名無しのひみつ 2012/06/08(金) 20:38:03.49 ID:DS8qaijl

>>56
気泡ひとつのエネルギーはそんなに大きくはないだろう。
そのエネルギーがどれくらい小さな体積、どれくらい短い時間に
一点集中するかが問題なのではないかと

数百万度が実現している空間と時間は滅茶苦茶狭い範囲
（孤立原子の電子軌道より小さいとか？）だと思われ


68: 名無しのひみつ 2012/06/09(土) 01:29:48.44 ID:wIJQ9iWR

>>1
2行目で思考停止したんだけどつまり凄いの？


73: 名無しのひみつ 2012/06/09(土) 18:48:09.72 ID:Jbs/KEVv

>>68
要は派手に燃える巨大なリチウムイオン電池だよｗ


70: 名無しのひみつ 2012/06/09(土) 04:08:08.08 ID:NBc2oexY

泡の表面張力による圧力は曲率に比例するため、ミクロサイズの泡では巨大な値となる。
そのためミクロな泡がつぶれる時は超高速な衝突となり高温を発生する。
始めから高温の液体リチウムでさらに高温が発生したことによりプラズマが発生し、
重陽子ビームとの衝突エネルギーが増大した。
そのため核融合反応が増大した。


79: 名無しのひみつ 2012/06/10(日) 09:43:45.39 ID:PFvVOKd8

船のスクリューのプロペラも、高速で回転させると、キャビテーションが生じ、
気泡が崩壊するときの１０万度相当のプラズマによって、プロペラの表面が
次第に腐食を受ける。このため、ときどきスクリューを取り替える必要が
出てしまう。プロペラの形状をうまく作れば、負圧が生じにくくなり、
キャビテーションがおきにくくなるので、プロペラが長持ちする。これは
ずっと前から知られていた。映画「チェインリアクション」が上映される
数年前から、キャビテーションを用いた核融合の実験が盛んだった。
重水素や重水などに超音波を浴びせると中性子が出てくるというのだ。


90: 名無しのひみつ 2012/06/11(月) 01:10:51.25 ID:rqJcYLAM

もしかして画期的？


93: 名無しのひみつ 2012/06/11(月) 01:26:00.94 ID:ANGoeXsQ

こういうひとつひとつのブレイクスルーが
最終的に核融合炉の実用化を実現するんだよね

今すぐ実用化できない技術だし、何年後にできるか保証もできないけれど
理論上は実現可能な夢の技術、それが核融合






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