核融合の科学の説明

2023-01-05 (Thu)

こちらは、以下の『ZeroHedge』さん記事の翻訳となります。
↓
☆The Science Of Nuclear Fusion Explained

ローレンス・リバモア国立研究所（LLNL）内にあるナショナル・イグニッション・ファシリティ（National Ignition Facility (国立点火施設： NIF ) ）の米国の科学者たちは、今週、核融合における大きなブレークスルーを発表した。

史上初めて、科学者たちは核融合実験から、実験に使用したレーザーエネルギーよりも大きなエネルギーを生み出すことに成功したのである。

以下のインフォグラフィックでは、Visual Capitalist のマーク・ベラン氏（Mark Belan）とブルーノ・ヴェンディッティ氏（Bruno Venditti）が核融合について説明し、この発見がクリーンで持続可能なエネルギーの新しい形の未来を切り開くかもしれないことを解説してくれている。

核融合とは？

核融合は、太陽や星を動かす原動力であり、巨大な力で水素プラズマを圧縮し、摂氏約 1 億 ℃ まで加熱する。この温度で、軽い粒子がヘリウムに融合し、膨大なエネルギーが放出されることになります。

核融合は、大気中に有害なガスを放出することなく、ごく少量の短寿命の放射性廃棄物を生成するだけなので、かなりクリーンなエネルギー源であると言えます。

科学者たちは 70 年近く前から、水素の同位体である重水素とトリチウムを使って、核融合炉を地球上で再現しようと試みてきました。

重水素は海水中に、トリチウムは電池の材料であるリチウムに照射して得られることから、これらの同位体を利用することで、将来的には核融合が主要なエネルギー源になる可能性があります。

例えば、1 リットルの水に含まれる重水素の量は、300 リットルの石油を燃焼させたのと同じだけの核融合エネルギーを生み出すことができます。

しかし、核融合発電所では、消費したエネルギー以上のエネルギーを確実に発生させることが課題となっています。

核融合点火の課題

核融合点火とは、核融合反応が自立的に進行し、使ったエネルギー以上のエネルギーを生み出すことを意味しています。これまで、科学者はその収支を合わせるのが精一杯だったのです。

国立点火施設では、慣性閉じ込め核融合という特殊な装置を使って、水素プラズマの小さなペレットにレーザーを照射し、核融合点火を実現させることに成功しました。

LLNL の実験では、ターゲットに 2.05 メガジュール（MJ）のエネルギーを供給し、核融合エネルギーの出力が 3.15 MJ となり、核融合の閾値を超えたと米国エネルギー省は発表しています。

核融合エネルギーはすぐにでも実用化できるのか？

近年、核融合技術は政府だけでなく、シェブロンやグーグルなどの民間企業からも注目されています。ブルームバーグ・インテリジェンスは、核融合市場は最終的に 40 兆ドル規模になると予測しています。

核融合はエネルギー生成以外にも、宇宙推進、船舶推進、医療・産業用熱源などの市場でも活用されることが期待されています。

しかしながら、ローレンス・リバモア国立研究所のキム・ブディル（Kim Budil）所長によれば、核融合エネルギーが商業化されるまでには「おそらく数十年」かかると見られています。

今回の画期的な発表の中で、彼女は、核融合の商業化を成功させるためには、「 1 分間に何度も核融合点火イベントを起こす」ことと、「堅牢な駆動システム」が必要であると指摘しました。