初年次ゼミナール理科

核融合炉の実現によりエネルギー問題の長期的解決を目指す研究開発が進められています。水素のような軽い原子核同士の核融合反応は、エネルギー源として見た場合、ウランなど重い原子核を使用する核分裂反応と比べて、発生する放射性廃棄物が格段に少なく、暴走のリスクも低いのが特徴です。核融合燃料となる重水素やトリチウムは海水から取り出すことができるため、資源が地球上に偏在しないことも大きな魅力です。
核融合を実現するためのプラズマは、太陽や惑星磁気圏などの宇宙現象や、半導体製造など工業的にも重要な役割を果たし、長年にわたり様々な面から研究対象となっています。それでは、核融合エネルギーは、なぜまだ実現しておらず、実現のためには何をすべきなのでしょうか。この問いに答えるためには、核融合プラズマの性質を知るだけでなく、経済性やエネルギー問題の多角的な検討が必要です。
また、プラズマに限らず、自然界や工学システムには、予測可能と思われた現象を予測不可能にしてしまう「非線形性」や「カオス」と呼ばれる性質が存在します。本授業では、非線形性とカオスの基本的な考え方を導入として、プラズマと関わる現象や核融合を取り巻く現状を概観したうえで、核融合の実現に向けて優先して取り組むべき課題は何かを考えます。
授業では、ヒントとなる講義の後、4～5人程度のグループによる議論や調査を行い、最終的に各グループから成果発表を行います。科学的視点と社会的視点の両方から問題を捉えることを通して、複雑な現象を多面的に考察する力を養うことを目指します。授業の目標は以下の通りです：
・核融合プラズマを取り巻く現状や関連する基礎事項を知る。
・科学技術における方法論や考え方を学ぶ。
・意見交換をしながら調査と検証を進め、自身の意見を整理し、説得力のある発表を行う力を養う。