「核融合とは何ですか？」

核融合とは何ですか？

イングランドのオックスフォード近くにあるカラムという村は、わずか500人が住む場所です。しかし、地球上で「シリコンバレー」に最も近いものが隣にあります。そこで起こっていることは、制御された核融合エネルギーの探求が政府から民間企業へのシフトを象徴しています。なぜなら、今年の終わりには、カラムにある長年の政府間核融合プロジェクトであるジョイントヨーロピアントーラス（JET）が閉鎖されるからです。一方、核融合を使ってグリッドスケールで電力を生成することを目指す3つの企業が、実証プラントの建設に着手しています（またはこれから着手する予定です）。この技術に商業的な潜在能力はあるのでしょうか？

核融合は、人々が完全に間違った理由で興奮するものの一つです。根本的には、ただの電力生成の潜在的な方法でありながら、まるで魔法のような性質を持っているように見えることがあります。最新の誤解を招く見出しは、カリフォルニア州のローレンスリバモア国立研究所（アメリカの核兵器研究所の一つ）にあるナショナルイグニッションファシリティ（NIF）という実験に関するものです。その研究所の研究者たちは、12月2022年に発表された結果をわずかに改善しました。その結果、水素の同位体である重水素と三重水素からなる燃料ペレットを、192のサブビームに分割されたレーザービームで同時に異なる方向から打ち込むことで「点火」させることに成功しました。

重水素と三重水素の核がヘリウム、中性子、そして膨大なエネルギーを作り出す融合が、両方の場合においてビームレットに到着するエネルギーよりも多くのエネルギーを解放しました。これにより、「無限に近いクリーンエネルギー」についての話が出てきました。

NIFは商業的な核融合発電への道ではなく、水爆の中で起こることを、小規模に模倣することを目的としていますが、騒ぎはそれでも、ビームを生成するために必要なエネルギーよりもはるかに大きなエネルギーコストを無視しています。このプロセスは、レーザー慣性核融合として知られているものによる電力生成はまだ遠い未来です。

カラムやアメリカのいくつかの場所で行われていることは、それよりもずっと興味深いものです。関係する企業は、JETと似た2つの技術を含む6つの技術を使って核融合を追求しています。JETのアプローチであるトカマクは、重水素と三重水素で満たされた空洞のドーナツ形のトーラスを磁気的に加熱してプラズマを形成します。商業版の一つはドーナツの形状を保ちつつ縮小させます。もう一つは芯のあるリンゴの形状にします。第三の企業は、NIFのレーザーが燃料ペレットに行うことを、より効率的に行うために砲弾を発射することを使用しています。そして、他の企業はさらに異なる装置を考えています。

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核分裂とは異なり、核融合反応からは放射性廃棄物は出ないため、廃棄物処理の問題は使用寿命の終わりに放射線照射された反応炉部品を処分することです。関連する企業は、商業的な規模でクリーンエネルギーを生成することを期待しています。しかし、このプロセスは太陽光、風力、水力発電と同様に「無限に近い」ものではありません。実際、それよりも少ないです。重水素は豊富に存在しますが（水中に存在します）、抽出する必要があります。また、三重水素はリチウムを中性子で照射することで製造する必要があります。

真実は、核融合は電力生成への興味深いアプローチであり、今や「実現するか否か」の時期に来ています。提案されているアイデアのうち、1つ以上が技術的に可能であり、費用対効果が高いことが証明されれば、核融合は化石燃料後のエネルギー経済において有用なニッチを見つけるかもしれません。そうでない場合は、勇気ある試みでした。しかし、何の害もありません。■