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ILAS Seminar :Science of Fusion Energy and Plasmas

Numbering Code U-LAS70 10001 SJ50 Year/Term 2022 ・ First semester
Number of Credits 2 Course Type seminar
Target Year Mainly 1st year students Target Student For all majors
Language Japanese Day/Period Thu.5
Instructor name NAGASAKI KAZUNOBU (Institute of Advanced Energy Professor)
MINAMI TAKASHI (Institute of Advanced Energy Associate Professor)
KADO SHINICHIRO (Institute of Advanced Energy Associate Professor)
KOBAYASHI SHINJI (Institute of Advanced Energy Associate Professor)
Outline and Purpose of the Course ・エネルギー資源の現状・見通し及びエネルギーと環境との関連の観点から、核融合エネルギー開発の意義・必要性・特徴を概説する。
・温暖化対策、ゼロ・エミッションを目指した将来のベースロード(base load)電源としての核融合エネルギーの基本原理・研究の現状・課題と将来の展望などをわかりやすく解説する。
・現代の日常生活や科学技術に密接しているにもかかわらず、高校まででは直接扱うことがなかった物質第４の状態「プラズマ」の様々な性質を知ることができる。
・核融合エネルギーはどの程度安全なのか、リスクの要因と評価について学ぶ。
・プラズマの電気的性質、発光現象等を知ることで、科学技術や製品に対する視野も広がり、理解も深くなると期待できる。
Course Goals 核融合は無尽蔵な次世代のエネルギー源として、世界中で開発研究が進められており、日本では世界をリードする研究が行われている。核融合エネルギーは高レベル放射性廃棄物を出さず、地球温暖化ガス排出も少ないため、環境問題の観点からもその期待と使命は大きい。
核融合を実現するには「プラズマ」を高温・高密度で一定時間以上閉じ込める必要があり、そのためプラズマを加熱・制御し、状態を知る（計測する）必要がある。プラズマは物質第４の状態と呼ばれ、蛍光灯からプラズマテレビ、半導体素子の製作やロケット推進など、様々な産業や製品に応用されており、現代生活に不可欠な科学技術となっている。本科目を履修することで、核融合研究の基礎と最近の動向について学ぶととともに、プラズマをどうやって閉じ込め・加熱し、状態を知るか？その原理・方法を学ぶ事で、プラズマの基本的知識を修得することを目標とする。
Schedule and Contents 以下のような課題について、１課題あたり約２回程度で座学および調査・プレゼンテーション行う。また、核融合プラズマ実験装置Heliotron Jの見学を行う。
授業は教員３名（長﨑・小林・門）が担当し、装置見学は、追加１名（南）とともに４名が担当する。

1. イントロダクション【門、小林１回】
プラズマと核融合エネルギー入門【小林、３回】
- エネルギー、環境、地球温暖化問題　－新たなエネルギー源の必要性－
- 核融合反応とは？プラズマとは？
2. 核融合プラズマの磁場閉じ込めと加熱【長﨑、４回】
-プラズマをどのようにして磁場に閉じ込めるか
- プラズマを１億度へ加熱する方法は？
3．核融合の安全性・リスク評価 【門、２回】
4．プラズマ応用の拡がり【門、２回】
5．Heliotron J装置見学（宇治キャンパス）【門・南　２回にわける】
6. フィードバック（方法については別途連絡）【１回】
Evaluation Methods and Policy 概ね出席と参加の状況50%、平常点（ディスカッション，プレゼンテーション、レポート課題等）50%として、総合的に評価する。
Course Requirements 核融合エネルギーに関心のある文系の学生にも理解できるように、大学での物理の履修や物理学の基本的な知識を前提とはしない授業内容を心がけるが、高校の「物理基礎」、「物理」の「電磁気」「原子・原子核」単元に目を通しておくと、理解の役に立つであろう。
Study outside of Class (preparation and review) エネルギー・科学技術・今後のエネルギー政策や経済、社会等にかかわる総合的な視点を育めるよう、授業で扱う話題や各自興味をもった関連項目についての積極的な自習を薦める。
Textbooks Textbooks/References 講義に際し、適宜資料を配布する。
References, etc. 核融合: 宇宙のエネルギーを私たちの手に Kindle版, G. マクラッケン, P. ストット, (Amazon Services International, Inc.), ISBN:B00TNZCKD8, 安価かつ読みやすいので，強く推薦する。https://www.amazon.co.jp/dp/B00TNZCKD8
図解でよくわかる 核融合エネルギーのきほん, 「核融合エネルギーのきほん」出版委員会 (編集), (誠文堂新光社, 2021), ISBN:441662056X, 世界が変わる夢のエネルギーのしくみから、環境・ビジネス・教育との関わりや将来像まで
Related URL https://youtu.be/YwkTx9W918Q
https://youtu.be/DDZ1hjhTCu4
http://www.jps.or.jp/public/koukai/koukai-2014-11-15.php
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