物理研究室水野 貴敏　准教授

核融合発電の実現のため、シミュレーションを用いて核融合プラズマの加熱装置の高性能化を目指した研究を行っています。核融合反応とは、太陽エネルギーの源となる反応です。比較的低エネルギーで反応が起きる重水素と三重水素による核融合反応でも水素を数億度まで加熱する必要があります。その加熱方法の一つに高エネルギーの水素原子ビームによる加熱（中性粒子入射加熱）があります。高エネルギー水素原子ビームを得るためには、数万度のプラズマ中で水素負イオン（水素原子に電子を一つ余分に付けたイオン）を生成し、100万ボルトという高電圧により静電加速した後、中性化します。核融合発電の実現には、中性粒子入射加熱装置の心臓部とも言える負イオンの生成部・加速部の高性能化が重要な課題の一つとなっています。

中性粒子入射加熱装置の負イオン生成部・加速部には、プラズマを閉じ込めるため、或いは、同じ負電荷を持つ負イオンと電子を分離するため、負イオンを引出し、加速するためなど様々な目的で電磁場が用いられています。また、その電磁場中を荷電粒子である負イオンやプラズマが動くと、電磁場は更に変化をします。負イオンはその複雑な電磁場の影響を受けながら、生成部から加速部へと引出され、加速されます。そこで、負イオンの引出し・加速過程の物理的機構を明らかにすることより、多くの負イオンを引出し、加速できるようにすること、また、より長く加速し続けられるようにすることを研究テーマとしています。

授業では工学部の1、2年生や他学部の学生の物理学や物理学実験などの基礎科目を担当しています。この物理学教育自体を新しい研究テーマの一つとして捉え、授業に限らず様々な活動に意欲的に取り組んでいきたいと考えております。