- 学部・研究科
Faculty/Graduate School - 理工学研究科
- 時間割コード
Course Code - 93434
- 科目名
Course title
サブテーマ
Subtitle - M発電工学特論
- 授業形態/単位
Term/Credits - クラス
Class -
- 春/2
- 担任者名
Instructor - 山本 靖
- 曜限
Day/Period - 火2
- 授業概要
Course Description
到達目標
Course Objectives -
授業種別 / Teaching Types
講義（対面型）
言語 / Language
日本語(Japanese)
授業概要 / Course Description
As a theme, we will focus on "power generation by nuclear fusion " and give lectures on the outline and issues of nuclear fusion engineering required to realize a nuclear fusion power reactor.
・ Review the basics of plasma engineering to understand plasma conditions required for the fusion reactor establishment conditions, such as energy balance.
・ Outline of TOKAMAK device which is the center of current research, and present state of core plasma research.
・ Describe nuclear fusion engineering, which supports nuclear fusion reactor, especially nuclear fusion blanket which is responsible for energy extraction.
・ Talk about the conceptual design of fusion reactor, introduce its role and design examples, and explain the conditions and problems of attractive nuclear fusion power reactor as a future electric power system.
・ After those, read distributed papers (English) on the conceptual design of the fusion reactor and discuss the issues.
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テーマとして、「核融合発電」を取り上げ、核融合発電炉の実現に必要とされる核融合工学の概要・課題について講義を行う。
・核融合炉の成立条件の理解に必要となる、プラズマ工学の基礎を概説した後に、核融合炉のエネルギーバランス・成立条件について解説する。
・現在の研究の中心である、トカマク装置について概説し、炉心プラズマ研究の現状を紹介する。
・核融合炉を支える、核融合工学の各分野、特にエネルギー取り出しを担う、核融合プランケットについて解説する。
・将来の核融合炉の概念設計について、その役割と設計例を紹介し、将来の電力システムとして、魅力ある核融合発電炉の条件と課題について解説する。
・その後、資料として配付する、核融合炉の概念設計に関する学術論文（英語）について輪読を行い、課題への理解を深める。学位授与方針との関係 / Related Diploma Policy
（理工学研究科(M理工学)）
1.知識・技能
2.思考力・判断力・表現力等の能力
到達目標 / Course Objectives
Know current status and issues of fusion reactor development.
Understand the required conditions and energy balance of fusion reactor.
Understand the outline of engineering tasks necessary for realizing a nuclear fusion reactor.
Know the conditions and problems that are required for a nuclear fusion reactor as an electric power system.
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核融合炉開発の現状と課題を知る。
核融合炉の成立条件、エネルギーバランスについて理解する。
核融合炉実現に必要となる工学的課題の概要を理解する。
電力システムとしての核融合炉に求められる条件と課題を知る。授業手法 / Teaching Methods
・教員による資料等を用いた説明や課題等へのフィードバック
・学生による学習のふりかえり
・プレゼンテーション（スピーチ、模擬授業等含む）
- 授業計画
Course Content -
授業計画 / Course Content
1. Current state of research on nuclear fusion reactor core plasma (1 time)
2. Foundations of plasma engineering (3 times)
Movement of charged particles in electromagnetic field
Plasma characteristics
Conditions for establishing nuclear fusion reactor core plasma
Fusion reaction cross section
Energy balance
Lawson conditions
3. Outline of TOKAMAK device (2 times)
4. Nuclear fusion engineering (4 times)
Superconducting magnet
Vacuum technology
Plasma heating / current drive technology
Blanket engineering
Fuel (tritium) handling technique
Fusion material
Safety
6. Conceptual design of fusion reactor (3 times)
Role of conceptual design
Previous design example
How to make an attractive fusion reactor
Conceptual design and design philosophy in each country (thesis lecture)
7. Summary (1 time)
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１．核融合炉炉心プラズマの研究の現状 （１回）
２．プラズマ工学の基礎 （３回）
荷電粒子の電磁場中での運動
プラズマの諸特性
核融合炉炉心プラズマの成立条件
核融合反応断面積
エネルギーバランス
ローソン条件
３．トカマク装置の概要（２回）
４．核融合工学 （４回）
超伝導磁石
真空技術
プラズマ加熱・電流駆動技術
ブランケット工学
燃料（トリチウム）取り扱い技術
核融合材料
安全性
６．核融合炉概念設計 （３回）
概念設計の役割
これまでの設計例
魅力ある核融合炉とは
各国における概念設計と設計思想 （論文輪講）
７．まとめ （１回）授業時間外学習 / Expected work outside of class
Read handouts before lecture.
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配布資料を事前に読んでおくこと。
- 成績評価の方法・基準・評価
Grading Policies /
Evaluation Criteria -
方法 / Grading Policies
定期試験を行わず、平常試験(小テスト・レポート等)で総合評価する。
Exercises and presentations during class (60%), attendance status / attitude (40%)
However, if the number of absentees exceeds a certain number, no credit is given.
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授業中の演習・発表(60%)、出席状況・態度(40%)
ただし、欠席回数が一定数を超える場合は評価の対象としない。基準・評価 / Evaluation Criteria・Assessment Policy
Comprehensively evaluate will be made through discussion in lectures and reports about the following items.
Current status and issues of nuclear fusion reactor development
Establishment conditions of nuclear fusion reactor, energy balance
Outline of engineering tasks required for fusion reactor realization
Requirements and challenges required for fusion reactor as power system
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レポート、演習により、以下の項目の理解度を総合的に評価する。
核融合炉開発の現状と課題
核融合炉の成立条件、エネルギーバランス
核融合炉実現に必要となる工学的課題の概要
電力システムとしての核融合炉に求められる条件と課題
- 教科書
Textbooks
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参考書
References Thomas James Dolan Magnetic Fusion Technology (Lecture Notes in Energy (19)) Springer 978-1447155553
Thomas James Dolan Fusion Research Principles, Experiments and Technology Pergamon Press 1982年出版の古い本ですが工学的課題は変わっていません。 絶版になっていますが、PDF版が無償で公開されています。
テキスト核融合炉専門委員会 特集／テキスト 核融合炉プラズマ・核融合学会 Vol.87 Supplement (2011) プラズマ・核融合学会 学会ホームページからダウンロードできます。
関 昌弘 編 核融合炉工学概論 未来エネルギーへの挑戦 日刊工業新聞社 現在，出版社在庫なしです。
- フィードバックの方法
Feedback Method Comments and explanations will be given as needed for presentations by students in the latter half.
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後半の学生による発表に対しては，随時コメントと解説を行います。
- 担任者への問合せ方法
Instructor Contact オフィスアワー
第1回の講義の際に案内します。
非常勤講師ですので、講義の後を除くと、基本ＬＭＳ経由での質疑になります。
- 備考
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