米国は、慣性閉じ込め核融合に関する調整された国家研究プログラムに乗り出す必要がありますが、研究者が実験室で燃焼プラズマを作成することによって技術の科学的根拠を実証することに成功した後にのみ、米国国立アカデミーによって集められた専門家パネルが報告書で推奨しています。今日リリースされました。この結論は、政府のカリフォルニア州ローレンス リバモア国立研究所での 35 億ドルのレーザー核融合プロジェクトである国立点火施設 (NIF) に圧力をかけることになります。 2009 年に完成した NIF は、昨年までに着火 (少なくとも消費するエネルギーと同程度のエネルギーを生成する燃焼プラズマ) を達成したはずでした。しかし、その締め切りに間に合わなかったため、NIF は現在、将来の資金調達に関する議会の決定を待っています。その間、米国エネルギー省 (DOE) は、NIF が最終的に点火を達成した場合、米国が核融合発電を開発するためにどのような措置を講じるべきかを調査するよう、全米アカデミーに依頼しました。
核融合は、軽い原子核を融合してより大きな原子核を作ることで発電することを目的としています。このプロセスでは、原子核の質量の一部がエネルギーに変換されます。しかし、核融合を起こすには、5000 万度を超える温度と巨大な圧力が必要です。慣性閉じ込め核融合 (ICF) は、核融合燃料 (通常は水素同位体である重水素とトリチウムの混合物) の小さなカプセルを取り、レーザー、粒子などの何らかの「ドライバー」を使用して高速で粉砕することにより、これらの条件を作成しようとします。ビーム、または磁気パルス。
ICF は長年にわたってさまざまな資金源から断片的な資金を受け取ってきましたが、大部分は核兵器を管理する DOE の国家核安全保障局 (NNSA) からのものです。 NNSA は 20 年近くにわたって NIF の建設と運用を支援してきました。これは、ICF の小型爆発が、米国の核兵器備蓄を維持しようとしている兵器科学者を支援できるためです。 NIF は ICF の世界的旗艦となり、今日のレポートは、燃焼プラズマを首尾よく作成する能力が、核融合発電所のプロトタイプに向けた次のステップを踏み出すための鍵になると述べています。 「NIF での点火の達成は、政府が全国的に調整された [慣性核融合エネルギー] プログラムを開始するかどうかを決定する重要なきっかけとなるはずです」と、ニュージャージー州のプリンストン プラズマ物理学研究所の委員会の共同議長である Ronald Davidson は述べています。
リバモア研究所は、レーザー慣性核融合エネルギー (LIFE) と呼ばれる次のステップのビジョンを大いに推進してきました。しかし、NAS委員会は、ニューヨークのロチェスター大学と海軍研究所からの代替レーザーベースのアプローチ、およびDOEのサンディア国立研究所とローレンス バークレー国立研究所の粒子ビーム システム。 「政府が先に進むことを決定した場合、適切な規模でアプローチをテストするためのよく考えられたプログラムが必要です」と Davidson 氏は言います。 「しかし、特定のアプローチが（商用化するには）費用がかかりすぎることが判明した場合は、次の出口ランプでそれを外す準備をする必要があります。」
DOE の既存の ICF プログラムは、NIF の着火が困難であるため、すでにその範囲を拡大するよう圧力を受けています。議会前の提案は、サンディアでの磁気パルス核融合と、NIF で実行される極直接駆動と呼ばれるライバルのレーザー技術も追求するための資金を求めています。ロチェスター大学のレーザーエネルギー研究所所長である Robert McCrory 氏は、次のように述べています。
レポートはまた、ICF の研究者がドライバーの開発と着火の実証に力を注いでいる一方で、商業的利用に不可欠な他の研究分野はあまり注目されていないという事実を強調しています。これらには、何年にもわたって繰り返される爆発に耐えることができる反応チャンバー、毎秒何回も高エネルギーパルスを発射できるレーザー、および小さなターゲットカプセルを製造する技術が含まれます。 「電気代を低く抑えるには、産業規模で費用対効果の高い方法でターゲットを製造する技術を実証するための研究開発プログラムが必要になるでしょう」と Davidson 氏は言います。
ただし、そのようなプログラムがすぐに開始される可能性は低いです。一般的に、政府予算の削減と、米国がパートナーであるフランスの ITER 核融合炉プロジェクトの高コストのため、核融合への資金は非常に逼迫しています。 (ITER は、磁気閉じ込め核融合と呼ばれる別のアプローチを使用します。) それにもかかわらず、ICF の研究者は、NIF からピストルを開始することを非常に知りたいと考えています。 「発火を実証するまで、エネルギーへの道はありません」とマクロリーは言います。
*2 月 21 日午前 11 時 20 分に説明: デビッドソンは、「NIF での着火の達成は、政府が、最初に報告された ICF プログラムではなく、国家レベルで調整された [慣性核融合エネルギー] を開始するかどうかを決定する重要な引き金となるべきである」と考えています。