境とエネルギーをデザインする

図1:2つの球状
トーラスプラズマの合体現象

図2:室内気流や花粉挙動の
シミュレーション結果

 人類は地球上で生活しています。私たちの生活は日々豊かになり、それと同時にたくさんの課題が生じています。例えば、環境問題、エネルギー問題、食糧問題、地球温暖化の問題などです。私たちは、最先端技術の研究を進めるとともに、人類が長く地球上で生活できる基盤に関わる研究は、なくてはならないものです。
 私たちの研究室は、環境問題やエネルギー問題を中心に、問題の分析や解決方法の提案・実証などに取り組む研究室です。分析・企画立案などをデザイン(=設計)という言葉で表現できます。ですから、私たちの研究室は、環境エネルギー設計研究室なのです。これが、私たちの大きな方向性です。
 現在取り組んでいる課題の中心的なものとして、核融合発電の研究があります。核融合エネルギーは、太陽が光り輝くエネルギーの源です。エネルギー消費が拡大を続ける中、安定に供給するために,核融合発電炉の実現は期待されていますが,まだ実験の段階にあります。核融合反応を起こすために、高圧のプラズマを長時間閉じ込めなければならない、という課題があります。その上で、核融合の燃料である水素やヘリウムの同位体を、プラズマに供給し続けなくてはなりません。このような問題に対して、スーパーコンピューターを用いたシミュレーションで取り組んでいるのが私たちの研究室です(図1)。
 その他にも、きれいな空気環境で生活できるように、スギ花粉などアレルギー源となる微粒子を速やかに取り除く気流を作り出すシステム(図2)、プラズマを応用してニオイを取り除く装置、核融合反応を応用してガン治療に利用する装置などをデザインし、実現することを目指しています。

高橋 俊樹
准教授 髙橋 俊樹
  • MHD Simulation of Merging Fueling Method Used for ST Plasma, Plasma and Fusion Research, Vol. 13, 1203008 (2018).
  • 数値シミュレーションによる空気清浄機のスギ花粉除去性能評価,クリーンテクノロジー,1月号, pp. 54-61 (2018).
  • Electrostatic confinement system of deuterium beam for BNCT, 18th International Congress on Plasma Physics ICPP 2016, June 27-July 1, 2016, Kaohsiung, Taiwan.
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