研究室概要（澤田研究室）

私たちの研究室では、核融合プラズマ中の原子や分子についての研究を行っています。
次世代の発電方法の本命として期待されているものに、核融合発電があります。
これは高温・高密度のプラズマ中の核融合反応により発電を行うものです。

プラズマは、固体・液体・気体に次ぐ第４の物質の形態で、原子を構成しているプラスの原子核と電子がバラバラになった状態です。

最初に実現する核融合炉では、重水素と三重水素の間の核融合反応が発電に利用されます。重水素は海水中に無尽蔵に存在し、三重水素は核融合発電を行いながらリチウムから生成されます。リチウムも海水中に大量に存在し、およそ５０万年分の発電資源が存在するらしいです。
私たちは核融合科学研究所などと共同研究をおこなっています。
核融合科学研究所は長野から名古屋へ電車で行く途中の多治見駅のすぐ近くです。
核融合科学研究所のホームページには、プラズマや核融合についてのすぐれた資料があります。

http://www.nifs.ac.jp/
http://www.nifs.ac.jp/pub/

核融合科学研究所にはLHDという大型の核融合実験装置があります。
装置の写真も見てください。

核融合プラズマは、容器の中心部では、温度が1億度程度で、原子や分子は（ほとんど）存在しません。

中心部のプラズマを主プラズマとよばれています。核融合反応は主プラズマでおこります。
一方、容器付近のプラズマの温度は比較的低温の１万度程度であり、原子や分子が存在します。このようなプラズマは周辺プラズマなどとよばれています。
周辺プラズマ中の原子や分子は、主プラズマの電子や原子の供給源であり、また、高温・高密度の主プラズマから容器壁を守る役割も期待されています。
このため、核融合発電の実現のためには、周辺プラズマの原子や分子の反応などの理解が不可欠であると考えられています。


私たちは、LHDプラズマのなかの水素原子や水素分子やヘリウムからから放射される光の解析をおこなっています。この解析で、プラズマ中の原子や分子の反応や流れやメインプラズマに供給される電子やイオンの生成量などがわかります。

私たちはこの解析のために"衝突輻射モデル"や"中性粒子輸送コード"といった解析コードをつくっています。"衝突輻射モデル"は、次期核融合装置ITER（フランス・カダラッシュに建設予定の国際協力の実験炉）の設計でも使われています。

私たちの研究室にもプラズマ発生装置があります。 電子温度は10万度くらいで、大型核融合装置の周辺部で重要となる原子や分子の反応が私たちの装置でもおこります。 なお"電子温度"というのは電子の温度のことで、プラズマ中の電子やイオンや中性の原子や分子はそれぞれ温度が異なるため、このような名前でよばれています。私たちのプラズマでは、例えば水素分子の温度は室温程度です。