D-T反応

重水素(D)と三重水素(トリチウム、T)が融合して、ヘリウム4と中性子ができる核融合反応。いま開発中の核融合炉のほとんどがこの反応を使う。

水素には、ふつうの水素のほかに、中性子を1個持つ重水素(D)と、2個持つ三重水素(T)があります。この2つがぶつかって融合すると、ヘリウム4の原子核と中性子が1個ずつでき、1回の反応で17.6 MeVのエネルギーが出ます。そのうち約8割(14.1 MeV)を中性子が、残り(3.5 MeV)をヘリウムの原子核が持ち去ります。

D-T反応が選ばれる理由は、ほかの燃料の組み合わせと比べて、低い温度で起こりやすく、同じ温度での反応のしやすさも桁違いに大きいからです。それでも最も反応しやすいのは1億℃を超える領域です^[1]。

弱点も2つあります。1つは燃料の三重水素で、放射性があり(半減期約12年)、自然界にはほとんど存在しません。そのため炉の中で、リチウムに中性子を当てて自分で作る必要があります。もう1つは高速の中性子で、電気を帯びていないので磁場では閉じ込められず、炉の壁の材料に当たって傷め、放射化させます。

磁場閉じ込めでのD-T実験の最高記録は、1997年に英国のJETが出した核融合出力16.1 MWです^[2]。