核融合炉は燃料が無尽蔵で高レベル放射性廃棄物を出さない次世代エネルギーとして研究がすすめられています。小西研究室では、核融合炉の早期実現を達成するため、水素製造技術や、炉設計、材料工学、環境への負荷に至るまで幅広い研究を行っています。
液体金属からの水素同位体回収
液体増殖材を使用する核融合ブランケットでは、効率的な水素同位体の生産・回収が課題となっています。本研究室では真空中に液滴を噴射する真空シーブトレイ（VST）方式や電気化学的な手法を用いて、液体リチウム鉛から水素同位体を効率的に回収するための研究を行っています。
関連論文
- F, Okino et al. Fusion Engineering and Design Volume 146 (2019) 898-901. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2019.01.108
- H. Miyagaki et al. Fusion Science and Technology 76 (2020) 458-463. DOI: 10.1080/15361055.2020.1716457
- F. Okino et al. Fusion Engineering and Design 109-111 (2016) 1748-1753. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2015.10.004
核融合材料
核融合炉で使用される材料には、熱負荷への耐久性、放射線耐性、強度特性、高温での化学的な安定性などが求められます。本研究室では体放射化フェライト鋼、トリチウム増殖材、中性子増倍材、ダイバータなどの核融合材料を対象に、材料の研究開発を行っています。また、液体金属と構造材料の腐食実験（高温流動環境下）や液体金属のホットトラップ材などの研究にも取り組んでいます。
関連論文
- R. Omura et al. Fusion Engineering and Design 170 (2021) 112548. DOI: 10.1016/j.fusengdes.2021.112548
- K. Mukai et al. The Journal of Physical Chemistry C 124 (2020) 10870–10877. DOI: 10.1021/acs.jpcc.0c02454
- T. Okada et al. Fusion Engineering and Design 156 (2020) 111597. DOI: 10.1016/j.fusengdes.2020.111597
中性子の発生と計測
当研究室では、２台（球形と円筒型）の放電型核融合中性子源を保有・運用しています（装置情報はこちらをご覧ください）。円筒放電型DD核融合中性子源を用いた中性子の発生や測定、中性子ラジオグラフィに関する実験を行っています。また、水素吸蔵合金を用いた燃料閉じ込め式での運転に関する研究も行っています。
外部の方も利用可能ですのでお気軽にお問い合わせください。
関連論文
- S. Kenjo et al. International Journal of Hydrogen Energy (2021) In press DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.10.250
- M. Bakr et al. Fusion Engineering and Design 167 (2021) 112346. DOI: doi.org/10.1016/j.fusengdes.2021.112346
- K. Mukai et al. Nuclear Fusion 61 (2021) 046034. DOI: https://doi.org/10.1088/1741-4326/abe4e7
- M. Bakr et al. Physics of Plasmas 28 (202) 012706. DOI: doi.org/10.1063/5.0033342