核融合・エネルギー特論

Fusion and Energy Sources

994D33Q

43EEENE502

宇津　栄三

Eizo UZU

2026年度後期

2026年度

②Second semester

金曜2限

Friday 2nd. Period

工学研究科　電気工学専攻

Department of Electrical Engineering, Graduate School of Engineering

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

原子力発電は核分裂反応を用いて電力を得る．また最近では核融合反応を利用した発電施設の研究も進んでいる．この授業では，これら発電施設及びその関連事項について，物理学の観点から講義を行う．物理学の観点というのはたとえば，一般に核反応では質量欠損により減った質量の分だけエネルギーが生じるという説明がなされるが，どこの「質量」が減っているのかについては言及されないことが多い．これは古典力学の位置エネルギーと同じ考え方で説明できるものである．このように，原発や核融合発電で生じる現象や，発電設備がなぜそのような仕組みになっているかについて，物理学の基本原理をもとにして紐解いてゆく．

Nuclear power is generated using nuclear fission; additionally, research on fusion-based power facilities is currently progressing. This lecture covers these generation systems and associated matters from the standpoint of physics. From a physics perspective, for example, it is commonly explained that nuclear reactions release energy equivalent to the mass defect. However, it is often left unmentioned exactly where this mass is lost. This can be explained using the same principle as potential energy in classical mechanics. In this way, we will unravel the phenomena occurring in nuclear fission and fusion, as well as the underlying mechanisms of these facilities, by tracing them back to the fundamental principles of physics.

・工学の「どうすれば」という観点に物理学の「なぜ」の観点を取り入れることにより，考察の幅を広げること．
・核物質や放射線を正しい知識のもとで正しく怖がることができるようになること．

・The objective of this course is to broaden students' analytical perspectives by integrating the "why" of physics into the practical "how" of engineering.
・The course aims to enable students to "fear correctly"—developing a proper sense of caution regarding nuclear materials and radiation, grounded in accurate scientific knowledge.

核分裂と核融合のエネルギー生成について基礎から理解する．また放射線の知識を得る．

Understand the fundamentals of energy generation in nuclear fission and fusion. Additionally, gain a comprehensive knowledge of radiation.

・動画の「履修上の注意」や「レポートの書き方」をよく見て理解しよう．
・遅刻レポートは受け取らないので気をつけるように．

・Please watch the videos on "Course Requirements" and "Report Writing Guidelines" carefully to ensure you fully understand them.
・No late submissions will be accepted. Please be mindful of the deadlines.

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不明な点は躊躇することなく質問して欲しい．

Do not hesitate to ask questions if anything is unclear.

半期の間に2回の課題がLETUSを通じて課され，この授業の成績はそれらの評価を総合して付ける．
提出先もLETUSで，ワープロソフトやTeX等を使ってレポートを作成すること．ファイルの形式は pdf または wordに限る．
剽窃チェックを行う．また遅刻レポートは受け取らないので，提出期限に注意すること．

Two assignments will be given through LETUS during the semester, and the grade for this course will be determined based on their evaluations.
Reports should also be submitted to LETUS and should be written using word processing software, TeX, etc. The file format should be pdf or word.
Plagiarism checks will be performed and late reports will not be accepted. Please respect the deadline.

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

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教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

「フュージョン —宇宙のエネルギー」; マクラッケン，ストット【著】; 村岡 克紀，飯吉 厚夫【訳】; シュプリンガー・ジャパン
「トカマク概論」; ジョン・Ａ．ウェッソン【著】; 伊藤早苗【訳】; 九州大学出版会
その他，量子力学や原子核物理学の著書いろいろ
(特に「トカマク概論」は高価であり，引用ヶ所も少ないので，図書館を利用しよう)

Fusion: The Energy of the Universe (The Complementary Science Series), Garry McCracken and Peter Stott, Academic Press
Tokamaks (International Series of Monographs on Physics), John Wesson, D. J. Campbell, and J. W. Connor, Oxford Univ Pr
and others (books on quantum mechanics and nuclear physics)

 1. 原子核物理学
 2. 原子力発電の基礎
 3. 原子力発電所の種類
 4. 最新の原子力発電所
 5. 原発についての最近の研究
 6. 放射線
 7. 恒星内の核融合反応
 8. 原子核物理学と核融合
 9. 磁場閉じ込めと慣性閉じ込めの基礎
10. JT-60，JT-60SA
11. ローソン条件と自己点火条件
12. 核融合炉開発のキーワード-1
13. 日本の核融合炉
14. 核融合炉開発のキーワード-2
15. 核融合炉の最近の研究

 1. Nuclear Physics
 2. Fundamentals of Nuclear Power Generation
 3. Types of Nuclear Power Plants
 4. Latest Nuclear Power Plants
 5. Recent Research on Nuclear Power Plants
 6. Radiation
 7. Nuclear Fusion Reactions in the Sun
 8. Nuclear Fusion from the Viewpoint of Nuclear Physics
 9. Fundamentals of Magnetic Confinement and Inertial Confinement
10. JT-60，JT-60SA
11. Lawson Conditions and Self-Sustaining Fusion
12. Key Words for Fusion Reactor Development-1
13. Fusion Reactors in Japan
14. Key Words for Fusion Reactor Development-2
15. Recent Research on Fusion Reactors

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特になし

Nothing significant.

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