核融合の実現に一歩近づいた？ サンディエゴのゼネラル・アトミックス社が英国企業と提携

サンディエゴに本拠を置くエネルギー・防衛企業ゼネラル・アトミックスは、トカマク・エナジーとの提携を発表した。トカマク・エナジーは、実用的なクリーン・エネルギー源として、核融合の広大だがこれまでとらえどころのなかった可能性を活用しようとしている民間企業の数が増えている企業の1つである。

トカマク・エナジー社は核融合プロセスで信じられないほど強力な磁石を作るための最先端の高温超電導技術を開発しており、ゼネラル・アトミックス社は大型の超電導磁石を大規模に製造する世界的リーダーであるため、関係者らはこの合意は自然な流れだと感じている。

ゼネラル・アトミックス社のエネルギーグループ担当シニアバイスプレジデント、アナンサ・クリシュナン氏は、「この提携で認識すべき最も重要なことは、私たちがそれぞれ高度に補完的なスキルと専門知識を持ち合わせているということだ」と述べた。

ゼネラル・アトミックスには「核融合分野で実績があり、非常に長い歴史がある」とトカマク・エナジー社マネージング・ディレクターのウォリック・マシューズ氏は英国本社からのリモートインタビューで語った。 「彼らは自分たちのことを本当に知っています。」

トカマク・エネルギーの名前は、数組の電磁石がプラズマ (過熱した水素ガス) を形成して閉じ込めるトカマク装置に由来しています。 エネルギーを生成するために必要な核融合条件を達成するために、トカマクはガスを太陽の中心の 10 倍高い温度まで加熱します。

トカマク・エナジーは、民間所有のトカマクの設計、建設、運営において10年以上の経験を持つ唯一の民間核融合会社であると自称している。

ゼネラル・アトミックス社は、米国エネルギー省に代わって、米国最大のトカマクである DIII-D (「ディースリーディー」と発音) を運用しています。

ゼネラル・アトミックスは、核融合技術が商業的に実現可能かどうかを証明することを目的としてフランスで建設中の大規模な多国籍核融合施設である ITER にも主要な貢献者です。 同社は、ITER施設の中心部に挿入されるセントラルソレノイドと呼ばれる世界で最も強力な磁石を構成するモジュールを製造、出荷している。

ゼネラル・アトミックスとトカマク・エナジーが署名した覚書には、防衛（磁石駆動を使用した海軍の推進）、航空宇宙（磁石駆動装置を使用した船舶の推進）などを含むがこれらに限定されない他の分野での応用のための磁石と高温超電導技術に関する研究とノウハウの共有も含まれている。水素で航空機に動力を供給するなど）や医薬品（腫瘍を除去するための磁石の使用など）。

「だからこそ、このパートナーシップで何ができるかに興奮している」とマシューズ氏は語った。

核融合に関しては、現在は閉鎖されているサンオノフレ原子力発電所などの商用原子力発電所で使用されるプロセスである核分裂とは異なります。 核分裂は原子核を分裂させて電力を生み出しますが、核融合は水素原子核を衝突させてヘリウム原子に融合させ、信じられないほどの量のエネルギーを放出します。これは本質的に太陽の力を再現するものです。

1950 年代以来、科学者たちは核融合技術を活用し、それを商用発電所に適用することを目指してきました。

クリシュナン氏は、ゼネラル・アトミックスとトカマク・エナジーの協力は、核融合発電の実現に向けた一歩であると考えている。

同氏は、「明らかに、これら2つの組織が協力することでプロセスが加速され、最終的に目的を達成する磁石を確実に製造できるようになる」と述べた。

核融合は温室効果ガスを排出せず、長寿命の核廃棄物を残さないため、核融合プロセス中に障害が発生した場合でも、数秒以内にプラズマが冷えて反応が停止するため、福島原発のようなメルトダウンや事故のリスクが回避されます。日本。

しかし、核融合には、商用発電所の費用対効果が高いレベルまでこの技術が活用されるかどうかを疑問視する懐疑論者もいる。 核融合はいつも 30 年先だという昔からのジョークがあります。

「私はそれが30年も先のことではないと信じています」とトカマク・エナジーのマシューズ氏は語った。 「私たちはそれを、基本的で不可能な科学の問題から工学的な問題に移しました。そして、核融合を実現するために工学的な問題を解決することができます。」

別の開発では、今週初めにトカマク・エナジー社は、核融合発電所の開発のためにエネルギー省から合わせて4,600万ドルを受け取った8社のうちの1社だった。 バイデン政権は10年以内に試験規模の核融合を実現するという目標を設定している。

マシューズ氏はトカマク・エナジーが受け取った賞金額については明らかにしなかったが、その額は「一桁数百万ドル」だと述べた。

助成金を受け取った 8 社の中には、ベイエリアのレッドウッドシティに本拠を置く Xcimer Energy も含まれます。 同社は900万ドルを獲得したと発表した。 Xcimer は、高出力の磁石ではなく、核融合プロセスでのレーザーの導入に重点を置いています。

昨年12月、ローレンス・リバモア国立研究所の国立点火施設の研究者らが初めて核融合反応によって「正味エネルギー」を生成したとき、レーザー慣性閉じ込めは国際的な見出しになった。

約 192 個のレーザーが、コショウ粒ほどの大きさのダイヤモンドでコーティングされたターゲットに照準を合わせ、摂氏 300 万度以上 (華氏 540 万度以上) に加熱し、レーザーが照射したエネルギーよりも多くのエネルギーを生成しました。

ゼネラル・アトミックス社は、実験のターゲットやその他のコンポーネントの作成を支援することで、レーザー照射を支援しました。

また、ゼネラル・アトミックスは、ターゲットの設計と構築、およびレーザー実験のその他の側面に関する核融合研究において、Xcimer Energyと協力する予定です。

ゼネラル・アトミックス社慣性核融合技術部門副社長のマイク・ファレル氏は、「それは継続的かつ反復的に起こる。機関銃を撃つのに似ている」と語った。

「このアイデアは、ターゲットを生成し、ターゲットに燃料を供給し、チャンバー内にある目的のレーザー相互作用スポットにターゲットを届けることができるというものです。」とファレル氏は述べました。「そのチャンバーは発電所のようなものです。通常の発電所と同じように、発生した熱が蒸気に変わります。」

磁気核融合は数十年にわたって政府の資金提供を受けてきたが、昨年12月の国立点火施設からのニュースで慣性核融合エネルギー研究に注目と資金が集まり、切磋琢磨する競争につながったとファレル氏は述べた。

「核融合コミュニティは同じ使命を念頭に置いています」とファレル氏は語った。 「そこに到達する方法は異なるだろうが、核融合が正しいエネルギー源であると感じているので、私たちは皆、核融合が成功するのを見たいと思っている。そして毎日、太陽がそれが機能することを証明している。」

クリシュナンは、核融合を実用的なエネルギー源にするという探求を、宇宙飛行士を月に送り、安全に地球に帰還させるという1962年のジョン・F・ケネディの公約に喩えている。

「最終的には、我々がどれだけ核融合を望んでいるのかによって決まるだろう」とクリシュナン氏は語った。 「もし本気で実現したいのであれば、今後10年以内に核融合パイロットプラントのコンセプトの実証に成功し、2040年代から始まる2030年代の終わりまでに実際の核融合発電プラントを米国で稼働させることができると思います」しかし、それには大きな「もしも」が伴います、それは十分なリソースが提供された場合です。」