科学者たちはクリーンエネルギーの聖杯に一歩近づく

科学者たちは数十年にわたる失敗を経て、浄化された大量のエネルギーを生産するために必要なスケールで核融合を達成することについて、ついに目処が立ったと考えています。過去数年間のいくつかの成功した試験がエネルギー専門家たちに将来の核融合に対する楽観視をもたらしましたが、商業規模の核融合を達成するにはまだ長い道のりがあると考える人たちもいます。それにもかかわらず、米国のローレンス・リバモア国立研究所をはじめ、世界中の他の研究所で見られた成果は、企業に重い投資を促しています。

昨年8月、米国の科学者たちはカリフォルニア州のNational Ignition Facility（NIF）で2回目の核融合反応で正味のエネルギー増加を達成しました。これは核技術における巨大な前進を示すものでした。核融合反応は3.15メガジュールのエネルギーを生み出し、初回の成功した試みよりも多くのエネルギーを発生させました。今年初め、英国のJET研究所の科学者たちは、過去最大のエネルギー生産を核融合プロセスを通じて達成しました。この業績は、40年間の核融合研究の最後の実験中に達成されました。

これは希望を抱かせるものですが、科学者たちは迅速に強調しています。「地球上で原子が融合するためには、太陽よりも10倍高い温度 - 約1億度の温度が必要であり、原子の十分な密度が必要であり、十分な時間をかける必要があります」とマンチェスター大学核融合研究フェローのアニーカ・カーン博士は説明しています。JET研究所の実験では、5秒間で69メガジュールのエネルギーが生成され、約4〜5回の湯船のエネルギーに相当します。これは、研究者たちがまだ核融合発電所を開発するために必要な結果を達成するにはまだ長い道のりが残されていることを示しています。ただし、この成果により、業界は核融合の目標に一歩近づきました。

現在使用されている原子力プロセスである核分裂は、中性子が大きな原子と衝突するときに起こります。これにより原子が励起され、2つの小さな原子に分裂します。さらに追加の中性子が放出され、これが連鎖反応を開始できます。各原子が分裂すると、膨大な量のエネルギーが放出されます。核分裂を使用して原子力炉を運転する際にはウランやプルトニウムが使用され、これらの原子炉では分裂を利用して、水を加熱して蒸気にし、それを使ってタービンを回して二酸化炭素を排出しない電力を生産します。

それに対して、核融合は恒星の力を生み出すプロセスです。微粒子を加熱して強制的に一緒にし、より重い微粒子を作り出すことでエネルギーを放出します。科学者がこのプロセスを商業レベルに拡大する方法を成功裏に見つけられれば、化石燃料を使わずに巨大な量のクリーンエネルギーを生産できます。風力や太陽光発電よりもはるかに安定したクリーンエネルギー源を提供します。

ほとんどの科学者は、原子炉を動かすのに必要な核融合のスケールでまだ遠くにあるという点で一致していますが、それが企業がセクターに大きく投資するのを妨げるわけではありません。2023年、MicrosoftはHelion Energyと電力購入契約を締結しました。この契約によると、エネルギー会社が5年後にテックジャイアントに核融合エネルギーを提供することが定められています。Helionは2028年までに発電量50MWを目指し、発電所を稼働させることを希望しています。1MWは1,000戸のアメリカの家庭を1日中動かすのに十分です。Helionは、フュージョンを達成するために高パワーマグネット技術を使用して電気を供給する来年立ち上げ予定の第7世代の機械Polarisを持つ最初の非公開会社として、その技術を拡大するという高い期待を抱いています。

Helionの創設者兼CEOであるデイビッド・カートリー氏は「50メガワットは商業規模の核融合に向けた大きな第一歩であり、収益はすぐに我々に戻って来て、我々がより多くの発電所を開発し、アメリカ国内外で核融合を可能な限り早く電力網に乗せるために投資しています。」と述べています。Helionはこれまでに6億1200万ドルのベンチャーキャピタルを調達しており、約束された締め切りを守ればさらに18億ドルの資金調達の可能性があります。また、連邦政府から897万ドルの補助金を受けています。

OpenAIもHelionに約3億7500万ドルを投資しています。今月、OpenAIのCEO兼共同創設者であるサム・オルトマン氏は、データセンター向けに核融合発電で発電した電力の購入についてHelionとの交渉に入ったと伝えられています。オルトマン氏は、今年初めのダボスでの世界経済フォーラムで「私たちがブレークスルーなしに到達する方法はありません...私たちは核融合が必要です。それか、大規模なスケールでの太陽と蓄電の劇的なコスト削減が必要です。」と述べています。

核融合を通じて豊富なクリーンエネルギーを生産する可能性に対する大きな熱意がありますが、これには多額の資金が必要であり、企業が電力購入契約を締結する際にはわかりやすい方針に踏み込みすぎるかもしれません。科学者たちの間では、商業規模の核融合を達成するのは21世紀後半になる可能性が高いという一般的な合意があります。過去数十年にわたり、研究者たちは何十年かかるかを何度も予測しており、それがどのくらいかかるかは全く分かりません。プリンストンプラズマ物理学研究所の所長であるスティーブン・カウリーは「2030年代末までに動作するパイロットプラントがあると仮定した場合、それでもかなり進歩したことになりますが、そのようなプラントが商業化の設計図になる可能性は低く、ですので、パイロットプラントから商業用の最初の反応炉までの段階が10年かかるでしょう。」と説明しています。

オイルプライス・ドットコムのフェリシティ・ブラッドストックによる報道

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