核融合エネルギー工学

Fusion Energy Engineering

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電気物性工学専攻科目・選択

工学研究科

1年

HETML5MCA1

2単位

講義 (Lecture)

2024年度後期

福本 直之

工学研究科

日本語

目標7／目標9

水曜 12:10〜13:00・書写B306研究室

fukumotn@eng.u-hyogo.ac.jp

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1◎／2〇／3〇

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【講義の目的】
環境およびエネルギーセキュリティ問題の観点から，既存の水力，火力，原子力に加えて，太陽光発電，風力発電などの再生可能エネルギーについて解説する．それらと比較して将来的なエネルギー源として，国際協力の下で国際熱核融合炉（ITER）の建設が進んでいる現状における磁場閉じ込め方式核融合について解説する．そして，既存の発電技術の基礎的事項を修得したうえで，核融合反応の基礎的な物理，核融合炉におけるプラズマ生成・閉じ込め，核融合炉の成立条件に関する物理と技術の基礎的事項を修得することを目指す．

【到達目標】
・既存の発電技術（水力・火力・原子力）の基礎的な事項について説明できる．
・再生可能エネルギー（太陽光・風力）の発電技術の基礎的な事項について説明できる．
・核融合反応の基礎的な物理的現象を説明できる．
・磁場閉じ込め核融合炉の物理および技術の基礎的な事項を説明できる．

【サブタイトル】
既存の発電技術と核融合炉開発を理解するための物理現象，発電原理，発電システム技術の基礎的事項
【キーワード】
・発電，核反応，プラズマ，核融合炉

【講義の内容】
再生可能エネルギーを含めた既存の発電技術の基礎事項を理解したうえで，核融合反応の基礎的な物理から，磁場閉じ込め方式おけるプラズマ生成と閉じ込め方法，核融合炉の成立条件に関する物理と技術の基礎的事項を修得する．

【授業計画】
１．人類とエネルギー消費
２．水力発電，火力発電
３．原子力発電
４．太陽光発電，風力発電，バイオマス
５．水素エネルギーの利用
６．核融合発電の概要
７．プラズマの生成
８．プラズマの閉じ込め
９．核融合反応
１０．トカマク装置
１１．核融合炉の成立条件
１２．プラズマ性能と操作量
１３．核融合炉の性能
１４．核融合炉システム
１５．ITERと核融合炉開発の現状

※パソコンの利用：課題の発表時に利用する．
※生成系AIの利用：課題は学生本人が作成することを前提としているため，生成系 AIのみを用いて作成することはできない．

配布した資料をテキストとする．

「核融合工学概論」（関昌弘編，日刊工業新聞）
「エネルギー工学序論」（関根泰次著，電気学会）
「発変電工学（改訂版）」（弘山尚直著，電気学会）

【予習】授業に際して指示する配布資料の該当部分の事前読み込み（30h）
【復習】レポート課題作成（2回，30h），講義内容の理解を深め定着させるため配布資料の該当部分の読み直し（30h）

該当しない．

【成績評価の基準】
電力エネルギーにおいて，既存の各種発電技術を理解し，核融合エネルギーについて，基礎的な原理，炉システムに関する物理と技術を理解し説明できる者については，講義目的・到達目標に記載する能力の到達度に基づき，S（90点以上）,A（80点以上）,B（70点以上）,C（60点以上）による成績評価のうえ，単位を付与する．
【成績評価の方法】
レポート課題にて評価する．

レポート課題は，ユニバーサルパスポートのクラスプロファイル機能または講義中に模範解答と講評を示す．

・授業科目一覧に記載の履修要件等に従う．
・当授業は、原則全ての授業を対面で実施する予定ですが，履修者人数によっては，感染症対策として．履修者を複数の教室に分けて教室間をオンラインで繋ぐ方法や，対面授業と自宅でのオンライン授業を隔週実施する方法とする場合があり，自宅等でオンライン授業の受講を視聴できる通信環境（PC・タブレット等の端末やWi-Fi環境）が必要となる場合があります．最終的な授業方法は履修登録後に決定・連絡します．

該当しない．