防衛会社ロッキード・マーチンは昨日、カリフォルニア州パームデールにある会社の秘密のスカンク・ワークスで小さなチームが取り組んでいる「小型核融合炉」(CFR) のわずかな詳細を明らかにしたとき、技術オタクを熱狂させた。同社は、核融合に必要な超高温イオン化ガスまたはプラズマを閉じ込める革新的な方法は、フランスで建設中の国際 ITER 核融合プロジェクトなど、現在の取り組みの 1/10 のサイズの作業炉を作ることができることを意味すると述べています。
このような小型でおそらく安価な原子炉を建設できれば、世界を変えることになるでしょう。ITER の建設には少なくとも 200 億ドルの費用がかかり、原理を証明するだけで、電気を生成することはありません。しかし、実際の情報がほとんどないため、ロッキードのアプローチが革命を引き起こすとは誰も言えません。英国アビンドンにあるカルハム核融合エネルギーセンター所長のスティーブン・カウリーは、「このことからは何も結論づけることはできません。ロッキード・マーチンでなければ、おそらく狂気の集団だったと言えるでしょう」と述べています。 /P>
ロッキードのチームは、新しい原子炉のコンセプトを証明するのに 5 年かかると予測しています。その後、彼らは、100 メガワット (MW) の電力 (小さな都市には十分) を生成し、トラックの荷台に収まるプロトタイプを構築するには、さらに 5 年かかると見積もっています。ロッキード サイトのビデオ付きの Web ページでは、CFR を使用して船舶や航空機に電力を供給することについても言及しています。
ロッキードの声明は、原子炉の性質についてほとんど明らかにしていません。昨日の Aviation Week では、チーム リーダーの Thomas McGuire にインタビューした最も詳細な説明が掲載されました。
核融合は、通常は水素の同位体である軽い核を融合させてヘリウムを形成することにより、原子核内部からエネルギーを放出しようとします。問題は、原子核がすべて正に帯電しているため、互いに反発し合うことです。それらを核融合に十分近づけるには、プラズマ (原子核と電子のガス) を摂氏 1 億度以上に加熱する必要があります。これにより、核同士が衝突したときに融合するのに十分な速度で原子核が移動します。核融合炉を建設する際の課題は、プラズマがコンテナの側面に触れないように閉じ込めることです。プラズマの温度は金属を溶かします。 ITER のようなトカマクなどのほとんどの原子炉は、閉じ込めのために強力な磁場を使用します。
CFR のロッキードの写真から、カスプ ジオメトリとして知られている磁気構成、おそらく「ピケット フェンス」として知られているものとの類似性が示されています。画像は、レール上のカーテン リングのように、一列に並べられた一連のリング状の電磁石を示しています。ピケット フェンスの場合、プラズマはリングの中央を下る軸に沿って閉じ込められ、電磁石は一連の磁場を生成し、中央のプラズマに向かって膨らみます (一連のカスプ)。この効果は、軸の近くの荷電粒子が外側に移動すると、それを押し戻す磁場を経験し始めることです。これは最初は緩やかですが、粒子が軸から離れれば離れるほど、粒子は中心に向かって強く押し戻されます。これにより、閉じ込められたプラズマは、他のタイプの核融合封じ込めを悩ませる不安定性を起こしにくくなります。
カスプ形状は 1950 年代にニューヨーク大学のハロルド グラッドによって最初に提案されましたが、そのような機械は漏れやすいことが実験で示されたため、放棄されました。 Polywell などの最近のデバイスでは、線形ではなく 3D のカスプ ジオメトリを作成するいくつかのカスプのアイデアが復活しています。 Aviation Week によると、CFR は電磁石に超伝導体を使用する予定であり、1950 年代には研究者が利用できなかったものであり、より強力な磁場を提供し、閉じ込めを改善します。ロッキードの声明は、いくつかの閉じ込めアプローチの最良の部分を組み合わせることに言及しています。カウリーは、逆磁場構成 (FRC) と呼ばれる手法も使用している可能性があると考えています。この手法では、らせん状の磁場がプラズマ内に誘導され、それ自体を閉じ込めます。 FRC の起源は 1950 年代後半から 1960 年代にさかのぼりますが、寿命は非常に短く、ミリ秒単位で持続する傾向があります。 「彼らはおそらくピケット フェンスの内側に FRC を作成しようとしているのでしょう」とカウリーは推測します。
*更新、10 月 17 日午前 10 時 53 分: 10 月 9 日に McGuire によって提出された 3 つの米国特許出願により、原子炉に関する詳細が明らかになりました。ある種のカスプ ジオメトリ デバイスのように見えますが、ピケット フェンスよりも複雑です。また、両端に磁気ミラーと呼ばれる構造があるようです。これは、デバイスの軸に沿って粒子が逃げるのを防ぐ磁気プラグとして機能します。
Science と話した科学者によって指摘されたデバイスの潜在的な問題の 1 つ 内部関係者によると、反応容器内に超伝導体で作られた電磁コイルがあるようです。それらが稼働中の核融合炉でその位置にあった場合、超伝導体は核融合反応の生成物である高エネルギー中性子によって破壊されます.高温超伝導体を使用する他の設計では、中性子から磁石を保護するために 1 メートル以上のシールドがありますが、マサチューセッツ工科大学の研究者は、これを 77 センチメートルまで減らすことができると考えています。これを 70 cm に減らすことができ、そのようなシールドがロッキードの現在の設計に追加されたとしても、研究者は、会社が主張している 7 メートルではなく、デバイスの幅を 18 メートルにするだろうと言っています.
