重力制御型熱核融合炉

重力制御型熱核融合炉（じゅうりょくせいぎょがたねつかくゆうごうろ）とは、重力制御魔法で継続的な核融合反応を維持すること*1でエネルギーを発生させる装置のことで、実現するのが困難なため、加重系魔法の三大難問の一つに数えられている*2。技術的に不可能とされているのは、重力制御魔法の対象である質量が核融合反応中に少しずつ減少していくために継続的な核融合ができないからである*3。
2097年に司波達也がESCAPES計画にて恒星炉プラントを建設し、重力制御魔法式熱核融合炉を実現。

市原鈴音のアプローチ

2095年度の論文コンペで国立魔法大学付属第一高校の市原鈴音が「重力制御魔法式熱核融合炉の技術的可能性」をテーマにして発表。
鈴音のアイデアはクーロン力制御魔法の併用によって重力制御魔法の必要強度を下げ、「継続的」核融合反応へのこだわりを捨て「断続的」核融合反応をループキャストにより継続的核融合を実現するというものだ*4。そのために現状は高ランクの魔法師が必要だが、エネルギー回収率の向上と設置型魔法による代替でいずれは点火に魔法師を必要とするだけの核融合炉を実現予定*5。

司波達也による恒星炉(常駐型重力制御魔法式熱核融合炉)

2096年4月25日に国立魔法大学付属第一高校で司波達也をはじめとする生徒会メンバーで、クーロン力制御、中性子バリア、ガンマ線フィルター、第四態相転移、重力制御の魔法を用いた*6「常駐型重力制御魔法を中核技術とする継続熱核融合実験」(恒星炉実験)を実施し、短時間ながら炉を動かすことに成功。しかし、必要な魔法スキルが高く、個人の魔法技術に依存するために実用化には程遠いものだった。
2097年5月末に達也はESCAPES計画を発表し、巳焼島に恒星炉プラントを建設。恒星炉には魔法式保存効果を持つ人造レリック(聖遺物)「マジストア?」が使われており、マジストアにはクーロン力制御、中性子バリア、ガンマ線フィルター、第四態相転移、重力制御の魔法式が保存されている*7。
恒星炉プラントにより達也は常駐型重力制御型熱核融合炉の実用化に成功。

登場巻数

6巻、7巻、12巻、16巻、17巻、24巻、25巻、26巻、27巻、30巻、31巻、メイジアン・カンパニー1巻

クーロン力制御魔法を - 2014-06-24 16:01:50
- クーロン力制御魔法をより進歩させて、ミューオン触媒核融合じみた方法を目指す方が、実用魔法核融合炉には早道だったりして。レシプロ核融合内燃機関と併せて。 - 2014-06-24 16:21:48
  - 負ミューオンが束縛される過程を効率化してエネルギーコストを低減するを魔法式の開発が課題ということですか？　それともクーロン力制御魔法を強化して100000/1とかでなく、変数化して100000000000/1 みたいなものを目指すという魔法工学的アプローチなのでしょうか？　あと、レシプロだと熱効率の上限が低いので - 2014-06-24 20:05:07
    - 仰る通り、もっとクーロン力の影響を消して、圧縮重水素を更にレシプロで圧縮、魔法で燃焼室中心の一部のみ燃焼、断熱膨張させて温度を下げ排気、次部位・次行程でMHDやら熱交換器＋蒸気タービンやら発電、併せてシリンダージャケットの冷却水＋蒸気タービンや、放射線を熱イオン変換方式や圧電式変換方式で発電、クランク軸動力でも発電、排ガスのヘリウムは収束系魔法で排気、残った貴重な重水素は再度吸気へ回す。そんなイメージです。鈴音のパルス核融合炉と違って、完全な内燃機関です。 - 2014-06-24 21:07:33
      - これ以上何もいうことはないほど仮想的に理想的なレシプロサイクルですね。　現実世界でも相当ご活躍されている方とお見受けします。 - 2014-06-24 21:17:18
  - やはりここは常駐型重力制御型熱核融合炉という連続した反応による恒星炉への転換が必要だったという背景がありそう。　でも私もレシプロエンジン好きです。 - 2014-06-24 20:08:01
  - ミューオン触媒核融合の最短持続時間および、そのほかの時間によってはピストンの上限周期制限がかかり、回転数が低くなるところが残念です。レシプロはある程度の高速回転が欲しいところですが、そもそもコンセプトプルーフモデルでは超ロングストロークとなってしまうので、デモをみていても感動するほどの高回転高出力は期待できないところが悲しい - 2014-06-24 20:17:15
    - 注意しなければならないのは、核融合する事と、そこから電気他のエネルギーを取り出す事は、全然違うという事です。プラントのイメージとしては、大型船舶用低速ディーゼルエンジンを使った、機力発電機です。 - 2014-06-24 21:12:48
      - そうしますと低回転高トルク型ですからフライホイールの慣性質量が安定した出力に欠かせないはずですが、それは加重系魔法の技術的三大難問の一つである「慣性無限大化による疑似永久機関」を意識し、そのプロトタイプを応用して実現するというようなエンジニアリング的に使用可能な設計、実装方法を考えてのことでしょうか。　 - 2014-06-24 21:34:09
        普通に多気筒化を考えておりました。 - 2014-06-24 21:36:36
        おそらく、始動時および運転中の魔法師の必要人数にかかわってくる命題だと思われます。　魔法式をコピーして発動するレリックのようなものがあればよいのですが、、、　　あるいは気筒ごとに始動タイミングをずらす機構で実装可能ですね。　大戦中の戦闘機の星型エンジンのように。　本jつ - 2014-06-24 21:50:05
        
        本日はありがとうございました。 - 2014-06-24 21:50:24
恒星規模未満の小規模の場合、核融合より核分裂の方が余程容易=投入エネルギーや投入魔法が少なくて済む。ガンマ線フィルターがあるなら、ウランより余程埋蔵量の多いトリウム原子炉最大の問題点である、使用済み核燃料中間生成物タリウム208他の強烈なガンマ線を処理の間だけ封じ込め、タリウム208他を分離魔法で選り分ける事が出来る。エネルギー・魔法コストの掛かる核融合に、手を出す必要があるのだろうか。 - 2014-06-30 01:48:31
- 魔法師はずっとガンマ線を封じ込め続けるの？　分離した物質の無毒化はどうするの？ - 2014-06-30 02:07:07
  - 放射脳は何時もそれ。21c初期の技術水準で、使用済み核燃料を処理作業が容易ではない程度のガンマ線であって、保管・運搬に当たっては充分遮蔽する事は可能。日本海溝の太平洋側斜面にでも埋めて、沈み込むマントルににでも引き取ってもらったら？どうせ地球深部の熱源は、核崩壊熱なんだから。或いはその頃には、充分事故率の低いマスドライバーや魔法で、月面にでも打ち込む事も可能でしょうし。 - 2014-06-30 02:28:03
    - 保管・運搬・廃棄コストの掛かる核分裂をいつまで続けるの？ - 2014-06-30 02:43:22
      - そんな物、物理則を定めたもうて、ビッグバン・インフレーションを興したもうた、神様にでも訊くのだね。人が手を出さなくても、この世では勝手に核分裂反応が続いていくのだよ。 - 2014-06-30 09:46:55
  - 分離した物質があるのなら吸収系統で再度結合させてしまえばいいんじゃね？ - 2014-06-30 10:15:53
    - 核分裂に伴って、実際には多段の核崩壊が発生して、各種放射線とエネルギーが放射されている。単に核崩壊生成物をくっつけるだけでは済まない。結合魔法で済むなら、重水素2個をくっつけて、ヘリウム4にするだけで済むはずだが、原作ではあれだけ大仰な話になっている。 - 2014-06-30 10:34:01
- 核融合に手を出さないなら、巨大蓄電池に常駐魔法かけて放電と逆の化学反応を継続させればいいよ。変換効率も抜群によさそう。 - 2014-06-30 10:51:43
  - そこが魔法・超能力物の難しい所で、結局何処までエネルギー保存則を遵守するかになってしまう。メタな話だが、一旦エネルギー保存則を無視する設定が入ると、何処までも逝ってしまうか（魔法・超能力のハイパーインフレーション）、何処かで制限を加えるかに、なってしまう。この「魔法科高校の劣等生」はそう云う、破綻しかねない小説及び派生作品なのよね。 - 2014-06-30 11:04:22
    - なるほどです。　服部や吉田の放出系放電魔法は「電子を物体から抽出する術式」とされ、電極指定して放電できるという発電にはこの上ない便利な魔法なんですけど。これもメタな理由で発電規模とか持続時間に制限があると見ていいのでしょうか？ - 2014-06-30 15:35:11
      - 同意。それを制限するのは、偏（ひとえ）に原作者の胸先三寸です。 - 2014-06-30 16:10:52
    - そういう話ではないだろう。核融合にしたって熱を電気に変えるにはタービンを回すしかない。それならば電位差を維持し続ける魔法でも作ったほうが効率が良いという話だ。 - 2014-06-30 15:47:46
      - クーロン力に逆らって、電子を移動し、電位差を作ること自体に、本来エネルギーが必要なんだ。魔法=謎技術を以って、エネルギー投入無しで、電位差を設ける事が、エネルギー保存則に反しているのだよ。 - 2014-06-30 15:52:48
        しまった、電子を拘束するのは、クーロン力に加え、強い相互作用もあった。 - 2014-06-30 15:57:30
        
        いや、重力制御やらフェイズシフトやら何やら複雑な術式で実現するより、効率がいいだろうって話。そもそも魔法はエネルギー保存の法則に反している。ただ反する大きさが大きいほど干渉力を必要とするから無関係ではないってだけ。 - 2014-06-30 16:01:53
        動力炉用の核融合反応は放熱反応。何らかの技術で実現し、ブレークイーブンを超えれば、自立的にエネルギーを生産し続ける。一方電位差発生は吸エネルギー操作、維持し続けるのは大変。と云う事かな？ - 2014-06-30 16:35:42
        電位差は磁石をまわしただけでも発生するし、自然界にだって雷という形で発生している。レアメタルとの組み合わせでも発生するし、電池という形で貯蔵もできる。ミキヒコだって制御している。重力という未だに人類が制御できていない力よりよっぽど維持するのはラクだと思うがね - 2014-06-30 16:43:40
        動力炉用の核融合は放熱反応（熱力学第二法則＝エントロピー増大の原理に即した反応）であり、技術的困難を突破すれば、恒星の様に燃焼が続く。電位差の発生・増大は吸エネルギー反応であり、エネルギーさえあれば技術的には容易であっても、エネルギーを何処からか持って来て注ぎ込み続けなければならない反応なのです。そのエネルギーどうします？ - 2014-07-01 01:52:46
        恒星はそこにガスやらエネルギーの元となる資源があるから輝くのであって、無くなれば死ぬぞ？ - 2014-07-01 16:11:44
        でも、大抵のの魔法師が、吸熱反応魔法を掛け続けているよりは、長持ちしそうじゃない。 - 2014-07-01 18:42:26
        直接魔法発電がイヤなら電池のようなものを挟めばいいだろう。そして魔法で充電してやればいい。 - 2014-07-01 19:54:50
        
        6巻P172にかいてある常温プラズマ発生装置についての説明にもありましたね。 - 2014-06-30 16:11:22
      - タービン回すだけっていうのはどうかしら？　断続型のアレ重力制御魔法式熱核融合炉? - 2014-06-30 16:30:38
      - タービン回すだけっていうのはどうかしら？　断続型のアレでクランクシャフトを発電機につなぐとかもあることですし - 2014-06-30 16:32:17
        それはピストンエンジン。　7巻P77 - 2014-06-30 16:37:59
        何言ってんだ？ - 2014-06-30 16:46:38
        
        動作サイクルを読み込めば分かりますが、断続型のアレのピストンを動かす力は、核融合時の重力魔法に吸引されているだけで、内燃機関ではないのですよ。素直に魔法で発電機を回した方が、ロスは少ないでしょう。 - 2014-06-30 16:40:35
        もっとよくよめばわかりますが、重力魔法は回収した熱エネルギーで充当されます。　実際の出力はクランクシャフト　軸動力としてとりだされるんですよ？　デモ機は観客に分かりやすくしただけでは。 - 2014-06-30 17:04:19
        もちろん余剰熱はそのまま利用価値はあるのでしょうけど。　どちらのエネルギー形式をどうバランスするかは実装次第ですね - 2014-06-30 17:06:07
        お前理解してないだろ - 2014-06-30 17:36:35
        つまり余剰熱を出さずに熱効率をあげろよってこと？ - 2014-06-30 17:59:51
        
        つまりあれは、核融合を起こす動作流体の状態変化を、力学的エネルギーとして取り出す内燃機関でなく、核融合熱を万有引力に変換し、万有引力で発電機を回す、外燃機関だったのかぁ。 - 2014-06-30 17:15:28
        あのシリンダーとピストンの代わりに七輪を置いて、他所にピストンとクランクを置いても、動力が取り出せますからねぇ。 - 2014-06-30 17:28:09
        
        断続型のアレは内燃機関で、恒星炉?が外燃機関という構図。 - 2014-06-30 17:15:03
        恒星炉は、稼動エネルギーの100%を、魔法で供給しているので、機関ですら無く、単なる炉です。断続型のアレは、発生した熱エネルギーは、排気ガス熱をボイラーで回収する分と（外燃機関）、シリンダー内で魔法で回収し、(1)パルス核融合に回す分と、(2)掃気動力に回す分と、(3)クランクを回す動力に分かれる。パルス核融合・掃気に回る分は、基本的には液体燃料等型のバーナーを燃焼させる為に消費されるエネルギーと同じで、クランクを回す分のエネルギーは、熱エネルギーを熱電対で電気（=重力魔法）にして、ソレノイド（シリンダー＋ピストン）でクランクを回す様な物。魔法でのエネルギー回収は、燃焼ガス＝動作流体の圧力・体積から動力を得ているのでは無く、単純に熱エネルギーを得ていて、外燃機関と解するべきである。 - 2014-06-30 18:35:16
        そういう考え方できますね。感心しました。　その考えを継承するとアレのほうも核融合での発生熱量を最小限にして排気回収分を零にすれば単なる炉とすることもできるでしょうか。 - 2014-06-30 18:57:15
        原子炉の中にも、発電炉・動力炉（これらは現在外燃機関）以外に、実験炉・プルトニウム生産炉・放射線発生炉等の、機関で無い炉があります。当然核融合も同じです。 - 2014-06-30 19:46:27
        はっきり言えば、恒星炉実験装置も、断続型の実験装置も　実験炉ということで理解しときます - 2014-07-01 15:15:48
        
        「機関ですら無く、単なる炉」には同意しますが、その理由は「エネルギー」として取り出していない実験炉としてのデモ機だからではないですか？　 - 2014-07-01 15:04:07
        
        ここでの「恒星炉は」恒星炉実験でのデモ機ならば、稼働エネルギーには水素の核融合もあるから100％ではないでしょう？ - 2014-07-01 15:06:09
        ↑補足: 単なる炉であるかどうかは稼動エネルギーの100%を魔法で供給しているかどうかできまるのではなく、　　出力の側のほうであって、それの目的や取り出し方できまるものだと思う。 - 2014-07-01 15:12:32
        
        断続型のアレのデモ機の場合でも、発電していないし、排熱の処理も記述されていないので常温でクリーンな排出とすれば外燃機関にすらならない。 - 2014-07-01 15:08:43
        
        魔法の必要強度を下げて実現したところに意味がある。P80 　。魔法・超能力のハイパーインフレーションによる作品の破綻防止？ - 2014-06-30 17:29:36
21話の予告に出てきたがここにある画像と全然形状が違うなｗ - 2014-08-21 23:51:49
- スイマセン、画像って何処にあるんですか？ - 2014-08-22 00:20:02
  - 関連を追加したからそっちの添付図だよ - 2014-08-22 01:17:52
  - 関連を追加したからそっちの添付図だよ - 2014-08-22 01:17:52
  - あと、論文コンペではデモ機が２台あって、本番のやつが添付の妄想図で、予告のはプラズマ発生のみだから文庫読んで　なぞってみてほしい - 2014-08-22 01:19:58
- おまえ文庫読んでないだろ。あれはプラズマ発生装置だぞ - 2014-08-22 01:10:33
なんかー、戦い以外にも、日常で使えたらいいナ的なやつだよね？ - 2017-03-20 18:38:41
俺の上のやつ・・・あほか！ - 2017-03-20 18:39:24
トゥマーン・ボンバの自動複製・連鎖展開術式があったら聖遺物（レリック）は要らないのでは？スターターだけ魔法師が使って、魔法式が自動複製→投射座標を同一→遅延術式を効果終了時に逐次発動→繰り返し。 - 2017-03-20 23:42:09

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最終更新：2022年07月08日 16:38

*1 文庫版魔法科高校の劣等生第6巻 P98

*2 文庫版魔法科高校の劣等生第7巻 P74

*3 文庫版魔法科高校の劣等生第7巻 P78

*4 文庫版魔法科高校の劣等生第7巻 P80

*5 文庫版魔法科高校の劣等生第7巻 P78

*6 文庫版魔法科高校の劣等生第12巻 P260

*7 文庫版続・魔法科高校の劣等生メイジアン・カンパニー第1巻、P234

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