人工星と液体金属: スタートアップはまだ核融合に向けて研究を続けている

サイエンスフィクションのように聞こえます。

カナダのバンクーバーにある研究所では、赤いコートを着た科学者たちが、太陽の核内部の灼熱の1億度の状態を再現する研究に取り組んでいる。彼らは、2 階建ての高さのタコのような金属装置を使用して、水素原子上の銀色の液体金属の壁を崩壊させ、粒子を融合させて熱を放出します。この熱はカーボンフリーエネルギーに変換されます。

はい、うまくいく可能性はありますが、このテクノロジーが家庭に電力を供給するようになるまでには、まだ長い道のりがあります。半世紀以上にわたり、人類は核融合方程式を解くために優秀な頭脳と数十億ドルを投資してきました。そうであっても、核融合の夢は依然として、何が起こり得るかという遠い将来の構想の中に大部分が閉じ込められている。

しかし、ゼネラル・フュージョンのCEO、クリス・モーリーにとって、この作品はもはや架空のハリウッドの未来主義ではない。 「私たちの目標は未来とは正反対です」と彼は言いました。

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モウリー氏と彼のチームは、これらの核融合炉が、今日のエネルギーを大量に消費する都市に電力を供給している石炭やガス工場に取って代わることを望んでいます。しかし、このような野心的な偉業は、人々が初めて制御核融合の理論的概念から実用的な科学を生み出そうとした1950年代以来、実現が難しいことが判明した。

水素原子の衝突と融合によるエネルギーの利用は、歴史的に、ロシア、日本、ヨーロッパ、米国のような政府資金による大規模なプログラムによって行われてきた。例えば、米国は2009年に35億ドルをかけて国立点火施設を完成させた。この施設はサッカー場3個分の大きさの実験室で、192本の高エネルギービームで水素原子を爆発させる巨大なレーザーを使用している。

このプログラムは、たとえ素晴らしいものであっても、大衆のためのエネルギーを生み出すには程遠いものです。

しかし、現代の進歩により、家庭、電話、自動車に電力を供給する手頃な価格の核融合の夢は今や現実的になったとモウリー氏は言う。

それが世界をどれほど変えるかは、いくら強調してもしすぎることはありません。

「核融合はエネルギーの聖杯のようなものだと思います」と米国政府のロスアラモス国立研究所の核融合研究者スコット・スー氏は語った。スー氏は、核融合は膨大な量のエネルギーを生み出すことに加えて、既存のエネルギー源の多くの欠点も抱えていないことを指摘した。核融合は海水（水素源）で動作し、放射性燃料棒を残さず、地球温暖化の原因である炭素ガスも生成しません。

聖杯は確かにまだここにはありませんが、ジェネラル・フュージョンはそれが手の届くところにあると信じています。他のほとんどの人よりもはるかに近いです。

「フュージョンは本物だ」とモウリーは言った。 「あなたがしなければならないのは太陽を見ることだけです。これは実際には人工の星を作るプロセスにすぎません。難しいですが、不可能ではありません。」

人工星を作成するために、ジェネラル フュージョンは革新的な新しいアイデアに依存していません。モウリー氏は、同社は50年前の核融合技術を「再考」していると説明した。

「これは一種のSpaceXの瞬間だ」と彼は述べ、次の事実に言及した。イーロン・マスク数十年にわたるロケット科学を根本的に変えることはありませんでした。 「イーロンは民間産業にイノベーションをもたらし、ロケット科学をより費用対効果が高く実用的な方法で再考できる技術を実現しました。」

ジェネラル・フュージョンも同様のことを望んでいるが、それは地球上でだ大気中の熱を閉じ込めるガスの蓄積に悩まされている。これは、私たちの生活に動力を供給する化石燃料、特に石油、石炭、天然ガスを廃止することを意味します。風力発電や太陽光発電などの再生可能エネルギーは、私たちのエネルギーの脱炭素化に大きく貢献していますが、成長する大都市に電力を供給するには、おそらく別の信頼できるクリーン エネルギー源、つまりスイッチを入れてオンにできるものが必要になるでしょう。

「（風力と太陽光は）それ自体では実際的または経済的な方法で解決することはできません」とモウリー氏は述べた。 「効率的に製造可能なエネルギー源を持つことは、非常に重要なことです。」

エネルギー専門家、特に地球を脱炭素化する方法を研究している専門家は、この核融合研究を歓迎しています。

「私は（ゼネラル・フュージョンの）熱意を称賛します」とカリフォルニア大学サンディエゴ世界政策戦略大学院で炭素フリー技術の政治経済を研究するアーメド・アブドゥラ氏は語った。 「私たちはこれらのエネルギーの奇跡をできるだけ多く必要としています。」

しかし、アブドゥラさんは楽観的な考えを和らげる。

同氏は、このような新興技術を機能不全に陥らせる可能性のあるかなりのハードルが前途にあると指摘する。それは、政府の支援を得ること、その技術が安全であることを政府に証明すること、そして核融合に対する「欲求」や社会的受容性を確保することである。

「学術的な原子炉から実際の原子炉への移行は、死の丘や谷ではありません。それは険しいエベレストの後に複数の死の谷が続くようなものです」とアブドラ氏は語った。

コストの問題も迫り来る。いかなる種類の新しい原子力技術も、莫大な費用がかかる取り組みです。核分裂（核融合ではなく）炉技術でさえ、半世紀以上にわたって世界の多くの地域にエネルギーを供給してきた実証済みの技術に基づいているが、法外なコストがかかるとアブドラ氏は説明した。新しい核分裂プラントの建設には50億ドルから150億ドルの費用がかかります。

「それは常にあなたが思っているよりも桁違いに高価です」と彼は言いました。 「現実は、一次仮定が信じさせるよりも暗いです。」

ゼネラル・フュージョンはこうした現実にもひるむことがないようだ。同社は5年間の「商業化前実証プログラム」に着手する準備を進めている。これが核融合の実現可能性を証明すれば、「今後10年までに核融合エネルギーで送電網に電力を供給できるようになるだろう」とモウリー氏は語った。

これは大胆なスケジュールだが、モウリー氏は、核融合炉の現実的な可能性を支えるものとして、ゼネラル・フュージョンの投資家（ジェフ・ベゾ率いるベゾス・エクスペディションズを含む）の資金的支援を挙げている。

「資本を調達できているという事実は、スケジュールがデューデリジェンスの精査に耐えられることを示している」と同氏は述べた。

ロス アラモスのスー氏のような核融合の専門家は、必ずしもこのタイムラインに納得しているわけではありませんが、ゼネラル フュージョンには一部の人々が考えているよりも早く都市に電力を供給する可能性があることを認識しています。

「すべてが完璧に進めば、妥当な期間内に送電網上の融合が可能になると思います」とスー氏は語った。 「エネルギー業界で核融合が冗談の対象となってきた30年から50年のタイムラインよりは確実に短い。」

核融合の競争力を高めるため、つまり石炭やガスによる発電所よりも安価にするため、同社は核融合プロジェクトを長い間頓挫させてきた技術的障壁を打ち破った。それは、機械を破壊することなく1億度の核融合反応を起こすことだった。

「数週間ごとに発電所の内部を交換しなければならないのでは、発電所を作ることはできません」とモウリー氏は言う。

そこで液体金属を使うのです。核融合反応は液体金属を焼き分解しますが、金属は急速に再形成されます。はい、それは伝説の T-1000 のようなものです。ターミネーターⅡ。ディーゼル エンジンのピストンと同様に、核融合炉の巨大なピストンは 1 秒に 1 回程度押し下げられ、液体金属を強制的に圧縮して水素を融合させます。この瞬間、星の奥深くで起こるのと同じ反応、核融合が起こり、熱が液体金属に吸収され、機械の壁は損傷しません。

ここから、ジェネラル フュージョンは、車のラジエーターとそれほど変わらない、この熱を近くの水に伝達するプロセスを採用します。この過熱水は蒸気に変わり、石炭やガス工場と同じように発電タービンを回転させます。

繰り返しになりますが、核融合の魅力は炭素を生成せず、他の副産物も最小限に抑えられることです。

「主な製品はパーティー風船に入れるヘリウムです」とモウリー氏は説明した。同氏は、「病院にあるような短命の低レベル廃棄物」は存在するが、重要なのは、核分裂炉から出る廃棄物ほどの規模のものはない、と指摘する。

「何十万年も放置されている使用済み燃料棒など存在しない」と彼は言う。

今後 10 年間で、ゼネラル フュージョンはこのクリーン エネルギーを生成できることを証明する必要があります。しかし、たとえそのような野心的な目標を達成できなかったとしても、他の誰かが達成してくれるだろうという考えが広まっている。

「最終的には人類はそこに到達し、それが人類の支配的なエネルギー源となるだろう」とスー氏は語った。 「問題はどのような時間スケールなのかです。」