2022年 大学院理工学研究科 シラバス - 量子理工学専攻
設置情報
| 科目名 | 核融合特論Ⅰ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 量子理工学専攻 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 渡部 政行 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜2 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | O32A |
| クラス | |||
概要
| 学修到達目標 | この講義を受講することによって，核融合炉を目的にした高温高密度プラズマの閉じ込め特性に関して理解することができる．先ず，核融合炉実現に必要な高温・高密度プラズマの条件やその特徴を学習する．プラズマの電磁流体力学的な振る舞いと供にに，運動論的な振る舞いに関しても理解することができる． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
授業方法：「対面授業」 板書を中心に対面で講義を行う予定である． |
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準備学習（予習・ 復習等）の内容・ 受講のための 予備知識 |
講義では予備知識がなくても理解できるように説明するが， 電磁気学，解析力学，流体力学などの予習をすること. また電磁気学などの基礎的な内容は必ず復習すること． |
授業計画
| 第1回 | プラズマと核融合： 核融合反応と核エネルギーの概念を理解する． 予習：高校などで学んだ物理（原子）に関して予習しておくこと【60分】， 復習：核エネルギーに関して復習すること【180分】 |
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| 第2回 | プラズマと核融合： 原子，原子核の構造を理解する．放射線の概念を学ぶ． 予習：放射線の基礎知識を確認しておくこと【60分】 復習：放射線の定義，種類等を復習すること【180分】 |
| 第3回 | プラズマと核融合： 恒星の核融合、核融合の炉心プラズマ、 予習：恒星のエネルギー源は何か？考えておくこと【60分】 復習：恒星と地上の核融合の違いに関して復習すること【180分】 |
| 第4回 | 核融合工学： 核融合炉を実現するための概念である核融合3重積、 予習：核融合炉を実現するために必要な条件を確認しておくこと【60分】 復習：核融合反応断面積、熱平衡状態について復習すること【180分】 |
| 第5回 | 核融合工学： 核反応で重要なトンネル効果について理解し， 実際のポテンシャル問題を解くことでその本質を理解する． 予習：量子力学全般を確認しておくこと【60分】 復習：クーロンポテンシャルにおけるシュレディンガー方程式を復習すること【180分】 |
| 第6回 | 炉心プラズマ： プラズマの輻射と熱平衡、炉心プラズマの成立条件、プラント効率積 予習：熱力学全般を確認しておくこと【60分】 復習：プラズマの輻射と熱平衡の概念に関して復習すること【180分】 |
| 第7回 | 電磁気学の基礎： プラズマ閉じ込めで用いる電磁気学に関して理解を深める． 予習：電磁気学全般を確認しておくこと【60分】 復習：プラズマ閉じ込めに必要な電磁気学の公式を復習すること【180分】 |
| 第8回 | 電磁気学の基礎： 電磁場の境界条件などを再学習し，プラズマと電磁場との相互作用を理解する． 予習：マクセル方程式を再確認しておくこと【60分】 復習：電磁場の境界条件に関して数学的に導出しておくこと【180分】 |
| 第9回 | 電磁気学の基礎： 電磁場の応力、電磁場のエネルギーに関して． 予習：マクセル方程式の微分形，積分形を再確認しておくこと【60分】 復習：電磁波などの概念も復習すること【180分】 |
| 第10回 | 荷電粒子の運動： 荷電粒子の磁場中での運動であるラーマ運動や 予習：荷電粒子の特性に関して確認しておくこと【60分】 復習：トーラス磁場内の荷電粒子の運動に関して復習すること【180分】 |
| 第11回 | クーロン衝突： 多粒子における物理に重要な弾性衝突とクーロン衝突を学習する． 予習：物理学としての衝突とは何か？を確認しておくこと【60分】 復習：衝突周波数などの概念に関して復習すること【180分】 |
| 第12回 | クーロン衝突： クーロン衝突の基礎に加え，遁走電子に関して学習する． 予習：電流，電圧や抵抗の定義に関して確認しておくこと【60分】 復習：電気抵抗、オーム加熱について復習すること【180分】 |
| 第13回 | 気体運動論： 気体運動論とは，マクセルボルツマン分布に関して学習する． 予習：気体運動論に関してその概要を調べておくこと【60分】 復習：分布関数の基礎知識をもとにプラズマの振る舞いを復習すること【180分】 |
| 第14回 | 気体運動論： 解析力学、ハミルトン方程式を用いてプラズマの振る舞いを理解する． 予習：解析力学に関して復習しておくこと【60分】 復習：静電場および電磁場におけるハミルトニアンを数学的に復習すること【180分】 |
| 第15回 | 気体運動論： ボルツマン方程式、ブラゾフ方程式、フォッカー・プランク方程式に関して学習する． 予習：第13回目の「気体運動論」を復習しておくこと【60分】 復習：高温プラズマにおける気体運動論に関して復習すること【180分】 |
その他
| 教科書 | |
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| 参考資料コメント 及び 資料（技術論文等） |
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| 成績評価の方法 及び基準 |
成績評価は適時行うレポートの提出を基に総合的に判断する． 出題した課題に関しては適時，解説を行う． |
| 質問への対応 | 質問は、いつでもどうぞ。 |
| 研究室又は 連絡先 |
駿河台校舎8号館2階 823F室，TEL 03-3259-0917 船橋校舎 物理実験A棟，TEL 047-469-5350 e-mail watanabe.masayuki66@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
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水曜 駿河台 12:30 ～ 13:00
木曜 船橋 12:00 ～ 13:00
金曜 駿河台 12:30 ～ 13:00
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| 学生への メッセージ |
少年老い易く学成り難し．がんばりましょう． |