核聚变和核工程研究

  核聚变和核工程研究利用原子力产生能量的系统及其装置（反应堆）。人们担心石油资源会枯竭，而且石油燃烧后会产生导致全球变暖的二氧化碳，因此开发替代石油的新能源迫在眉睫。

  其中之一是利用核聚变产生的能量和核裂变产生的能量，核裂变已被用于核能发电。核聚变是将氢这种轻元素的核融合，利用氦和中子形成时产生的能量，而核裂变则相反，是将铀和钚这种重元素的核分裂，利用那时产生的能量。

  太阳和其他在天空中闪耀的恒星的能量是由核聚变产生的。核聚变反应堆，可以说是要在地球上制造一个小太阳，目前美国、欧盟、俄罗斯、日本等国际核聚变实验反应堆正在计划建设中。如果通过核聚变实现能源生产，作为原料的氢大量存在于海中，有望解决目前的能源问题。但要做到这一点，我们必须完成很多任务。

  首先，为了引起聚变反应，作为原料的氢原子必须被限制在1亿度以上的高温下。因为没有能把1亿度的东西封闭起来的材料，所以如何把它封闭起来是一个很大的研究课题。目前主要研究的方法有：用磁场做一个笼子把它封闭起来（磁场封闭），以及从四面八方照射激光，根据惯性定律在高温燃料飞溅之前，瞬间引起核聚变反应（惯性封闭）。

  此外，还有许多其他研究课题，例如开发防止聚变产生的中子激活聚变反应堆材料的材料，以及开发在磁场限制期间产生磁场所需的超大型超导磁体。

  另一方面，大家都知道利用核裂变的核电已经投入实际应用。当中子与铀和钚的原子核高速碰撞时，中子被吸收，原子核分裂成两个或三个，分裂后释放出多余的中子。这个时候产生的能量就是核能。在这种情况下，辐射会对包括人在内的生物造成严重损害，因此如何控制和管理辐射是最重要的问题，包括防止人为错误。

  2011年3月11日，东北地区太平洋近海地震引发福岛第一核电站严重事故，辐射危害成为现实问题，持续威胁着我们的健康和生活。以事故为契机，不仅在日本，在世界范围内也重新讨论了核能发电的是非曲直，摆脱核电的动向也在不断推进。

  然而，这并不意味着今后就不再需要核能方面的研究了。即使在2019年，日本电力的6.5%仍由核能发电提供，在开发出替代核能发电的有用能源之前，我们需要研究如何处理核能发电，如果继续使用核能发电，如何才能更安全地运用核能发电。此外，进一步研究事故辐射对人体的影响也是当务之急。废炉和放射性废弃物处理法的研究也迫在眉睫。

  辐射不仅是危险的，还被广泛应用于医疗领域，如癌症治疗，图像诊断，宇宙空间等材料的分析，以及农作物品种的改良。

  因此，无论是否脱离核电，核工程对我们今后都将是一个重要的学术领域。