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電気の安定供給に欠かせない技術を研究

電気の安定供給に欠かせない大電力技術

発電や電気の輸送など、大きな電力を扱うのに欠かせない大電力技術について研究しています。その中でも注目しているのが、電気の安定供給のために欠かせない遮断器です。
遮断器は、電気回路に何かしらの異常が起きたときに、流れている電流を遮断する装置です。実は、電流が流れているときに回路を切ると、電流はそれに逆らって流れ続けようとしてアーク放電といわれる現象を起こし、そこで火花が発生します。つまり、単に切断するだけでは、回路がショートしたり、火災が起こったりといった事故につながる恐れがあるのです。もし大きな事故にならなかったとしても、切断する度に大きな火花が発生すれば、その部分は徐々に傷つき、やがて破損してしまうことになります。
このアーク放電を消滅させ、回路を安全に遮断する役割を担うのが遮断器というわけです。特に大きな電流を扱う場合はアーク放電の規模も大きくなりますから、いかに素早く消すかということが非常に重要になります。そのための技術や、より性能の良い遮断器の開発が、研究のひとつの目標。電力の安定供給のための輸送や系統の保護のため、アークについてさまざまな角度から研究を進めています。

「電力の安全供給には、電力を素早く遮断するという技術が欠かせません」と語る岩尾徹教授

多方面から注目される放電プラズマ

もうひとつ力を入れているのが、放電プラズマの応用研究です。プラズマについて簡単に説明すると、固体、液体、気体と並ぶ、物質の第4の形態ということになります。固体、液体、気体が分子や原子のつながりで構成されているのに対し、プラズマは電子と陽イオンに分かれた状態になっており、非常に高いエネルギーを持っています。このエネルギーを有効に活用するため、プラズマのしくみや制御について解き明かそうとしているのです。
プラズマ応用のとてつもなさを物語るのが、夢のエネルギーと注目されている核融合発電です。これは、水素の同位体である重水素や三重水素を使った発電で、これらをプラズマ状態にして核融合反応を起こすことで莫大なエネルギーが生まれ、発電することができるというしくみです。重水素や三重水素といった原料は海水から豊富に採取できるためほとんど無尽蔵といえますし、核融合発電では温暖化ガスや危険な廃棄物は発生しません。これが実現すれば、人類の直面しているエネルギー問題の多くが解決できる画期的な発電方法と期待されています。
ほかにも、超高温でごみを溶かすことによる廃棄物処理や、ロケットのイオン・エンジンに代表される電気推進技術、材料の表面処理やアーク放電による溶接、切断など、プラズマは、エネルギー、環境、宇宙、ものづくりといった分野に応用されています。さまざまな技術の発展につながる、非常に有望視されている研究分野といっていいでしょう。

取材協力：東京都市大学工学部電気電子工学科岩尾徹教授

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