原発と核融合の電気代フェルミ推定
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DD（重水素-重水素）反応で $ Q=10 の核融合炉を仮定し、原発（核分裂）と比較したフェルミ推定を行います。 1. DD反応エネルギー放出:
$ D + D \to T + p + 4.03 \, \text{MeV} (50%)
$ D + D \to ^3\text{He} + n + 3.27 \, \text{MeV} (50%)
平均エネルギー: $ 3.65 \, \text{MeV}
1反応あたりのエネルギー: $ 3.65 \times 1.6 \times 10^{-13} \, \text{J}
2. 燃料必要量:
1モルの重水素: 約 $ 2 \, \text{g}
1モルあたりの反応数: $ 6.02 \times 10^{23}
3. 効率:
熱電変換効率: $ 40\%
$ Q=10: 燃料1に対して10倍のエネルギー生成。
重水素: 約 755円/g。
発電効率: 33%。
ウラン燃料価格: 約 $ 0.8 \, \text{円/kWh} （日本エネルギー経済研究所より）。
運転コスト: 約 $ 10 \, \text{円/kWh}。
#1. DD反応の燃料コスト
1gの重水素で何ジュール発電できるかを計算します。
1モルの反応エネルギー:
$ 6.02 \times 10^{23} \times 3.65 \times 1.6 \times 10^{-13} = 3.51 \times 10^{11} \, \text{J}
1gあたり:
$ \frac{3.51 \times 10^{11}}{2} = 1.76 \times 10^{11} \, \text{J}
電気エネルギー変換後:
$ 1.76 \times 10^{11} \times 40\% = 7.04 \times 10^{10} \, \text{J} = 19.6 \, \text{kWh}
1gあたりのコスト:
$ \frac{755}{19.6} \approx 38.5 \, \text{円/kWh}
#2. Q=10でのコスト補正
燃料効率向上で、燃料あたり10倍のエネルギー:
$ \frac{38.5}{10} = 3.85 \, \text{円/kWh}
#3. 原子力発電所との比較
原子力発電所の燃料費は約 $ 0.8 \, \text{円/kWh}、全コスト（運用含む）は約 $ 10 \, \text{円/kWh} と仮定。
DD反応炉の燃料コスト: $ 3.85 \, \text{円/kWh}。
全体コスト（建設費含む）を仮に $ 10 \, \text{円/kWh} と仮定。
これ雑すぎるmasaharu.icon
1. 燃料費だけを比較すると、DD反応炉は現行の原発より高価。ただし、運用効率や燃料調達の簡便性（重水素は海水から抽出可能）を考慮すると競争力が見込まれる。
2. 全体コストは原発と同等か若干高い水準に留まる可能性。ただし、CO₂排出削減や持続可能性では核融合炉が大幅に優位。 さらに詳しく検討する場合は、燃料供給技術（重水素分離）、炉心の設計、放射性廃棄物の扱いなどを含めて議論できます。必要であれば追加計算を行います！