革新的な核融合技術に賭けているある民間企業が本日、その最新の装置が高温に長時間反応できることを発表しました。これは、装置が消費する以上の核融合エネルギーを生成できる原子炉に向けた大きな一歩です。同社である TAE Technologies は、政府の大規模な取り組みも推進しているその目標にはまだほど遠い.しかし、これまでの成果により、8 億 8,000 万ドルの投資が行われました。これは、他のどの民間核融合企業よりも多い額です。同社はまた、2025 年までに融合条件に到達することを望んでいる、より大きなマシンにスケールアップする計画を発表しました。
ウィスコンシン大学マディソン校のプラズマ物理学者ケーリー・フォレストは、「結果は着実に進歩しているように見えますが、核融合装置にはほど遠いものです。それにもかかわらず、彼は「私は支持者陣営にいる」と付け加えた。
核融合は、豊富な燃料から生成され、限られた放射性廃棄物を生成する、カーボンフリー エネルギーの可能性を秘めています。しかし、70 年以上にわたり、その目標はとらえどころのないものでした。原子核が自然の反発力と融合を克服するには、極端な温度が必要です。公的に資金提供されたほとんどの取り組みは、強力な磁場を使用して電離ガスをドーナツ型の容器に閉じ込めるトカマクに焦点を当てています。トカマクでは、プラズマをマイクロ波と粒子ビームで加熱できます。フランスで建設中の巨大な ITER 原子炉は、そのアプローチの頂点です。米国立点火施設などの他の研究所では、研究者は強力なレーザー パルスで燃料の小さなペレットを粉砕し、爆発的な核融合を引き起こします。
1998 年に設立された TAE には、別のアプローチがあります。そのマシンは、水素プラズマを巻き上げて、電界反転構成 (FRC) と呼ばれる回転する煙の輪にします。 FRC 内の荷電粒子の旋回運動は、その内部にプラズマを閉じ込めるのに役立つ磁場を生成します。そのままにしておくと、渦は数ミリ秒で崩壊しますが、TAE はリングの端に接線方向に粒子のビームを発射し、リングを硬化させて回転を速くすることで、FRC が生き残るのを助けます。
TAE の最新のマシンは 2017 年から稼働しており、同社の共同創設者 Norman Rostoker にちなんで Norman と呼ばれ、FRC は長さ 30 メートルのチューブで形作られ、制御用の磁石、センサー、および粒子インジェクターが取り付けられています。 TAE によると、Norman は FRC を 30 ミリ秒維持し、粒子ビームで摂氏約 6,000 万度まで加熱できます。これは、同社の以前のデバイスよりもそれぞれ 10 倍と 8 倍も優れています。そして、CEO の Michl Binderbauer 氏は、「あなたが望む限り保持することができます」と述べています。彼は、FRC の寿命は、ノーマンの磁石と粒子ビームを動かし、リングを回転させ続けるために現場で蓄えることができる電力の量によってのみ制限されると言います.
TAE は結果を公開していませんが、本日のプレス リリースで発表されました。しかし、進歩に感銘を受ける人もいます。マサチューセッツ工科大学の核融合科学者であるデニス・ホワイト氏は、「彼らは目標を絞り込み、時間通りに成果を上げていますが、それはしばらくの間核融合に欠けていました. 「彼らは[エネルギー]の獲得に必要な条件に近づいています」と彼は言います.しかし、彼はいくつかの課題を指摘しています。ノーマンの FRC 内の電子は、残りのプラズマよりも温度が低く、摂氏わずか 1000 万度です。冷却された電子は、入射する粒子ビームに抗力を引き起こし、その有効性を低下させます。また、FRC からの熱の漏出も速すぎます。ホワイト氏は、TAE が目標を達成するためには、保温性を 1000 倍改善する必要があると述べています。 「順調に進んでいますが、まだ先はあります」と彼は言います。
ホワイト氏は、プラズマ物理学にも驚きが生まれる傾向があると付け加えています。 「これまでのところ、TAE はショーストッパーを見たことがありません」と彼は言います。たとえば、1980 年代に、研究者は、過剰なエネルギーを生成するのに十分な大きさであると考えた大型のトカマクを建造しました。しかし、微小乱気流と呼ばれる予期せぬ現象がプラズマに現れ、予想よりも速く熱を放出しました.
Binderbauer 氏によると、TAE は、コペルニクスと名付けられた同社の次期マシンが次のマイルストーンに達すると確信しているという。摂氏 1 億度は、従来の核融合燃料 (水素同位体である重水素とトリチウムの混合物) が融合を開始する温度である。 Copernicus は Norman より最大 50% 大きくなり、数秒間 FRC を維持できる電源が付属します。 TAE は、カリフォルニア州フットヒル ランチにある現在の施設の近くにある新しいサイトで、今年後半に 2 億 5,000 万ドルのデバイスの構築を開始する予定です。
しかし、同社はそこで止まるつもりはありません。トリチウム燃料には欠点があります。放射性があり入手が困難です。また、重水素とトリチウムの反応によって高エネルギーの中性子が生成されるため、機械とそのオペレーターを保護するために厚いシールドが必要になります。 TAE は、水素とホウ素の代替燃料を使用したいと考えています。水素とホウ素は、核融合時に生成される中性子がはるかに少ない豊富な元素です。しかし、その反応には摂氏数十億度の温度と、TAEが10年の終わりまでに構築したいと考えているコペルニクスよりも大きな将来のデバイスが必要です. 「理論的根拠があると確信しています」と Binderbauer 氏は言います。
投資家は彼を信じているようだ。同社は、Paul Allen の Vulcan Capital、Google、Wellcome Trust、クウェート政府などの有名な資金提供者を引き付けてきました。 Norman の結果だけでも TAE は 2 億 8000 万ドルを調達しており、Copernicus はすでに 50% の資金を調達しています。 「ベンチャーキャピタリストの財布をどのように開いたかに、多くの人が非常に感銘を受けています」とフォレストは言います。 「このムーアの法則のような進歩を維持できれば、そこにたどり着くことができるかもしれません。」
