Nuclear fusion breakthrough: Here's what achieving 'ignition' at Lawrence Livermore National Laboratory actually means

電気のエネルギー源としての核融合はもっともらしいことであることが、北カリフォルニアにあるローレンス・リバモア国立研究所での実験で証明された。 192 個のレーザーを使用して、研究は「」として知られる核融合実験の段階に到達しました。核融合点火」初めて。

火曜朝の記者会見で、エネルギー長官ジェニファー・M・グランホルムは、それを呼んだ「歴史の本に残る核融合の画期的な進歩」。

これは、少なくとも数十年間は家の照明をつけて核融合エネルギーを使用できるという意味ではありませんが、歴史は確かに今日の画期的な進歩として記録するでしょう。 2022 年 12 月 5 日、ローレンス リバモア チームは次のように述べています。いくつかの水素原子に多くのレーザーを向けた、引き金を引くと、一瞬の間、原子がプラズマとなり、核融合反応が起こりました。レーザーは 2.05 メガジュールのエネルギーを放出し、そのエネルギーが原子を数百万℃まで加熱する反応を引き起こしました。このような太陽のような条件下では、これらの種類の原子はヒューズそしてヘリウムになり、この場合、その核融合は 3.15 メガジュールのエネルギーを放出しました。

言い換えれば、この核融合反応は、レーザーがビームとともに発する核融合エネルギーの約 1.5 倍の核融合エネルギーを生成しました。

これまでの核融合実験は、マッチ箱のリン片にマッチが当たって火花が出るようなものと考えることができます。マッチヘッドが実際に炎を発したのはこれが初めてでした。しかし、この炎はまだ寿命が短く、紙の棒に火をつけてから他のものに火をつけるのに使用するには非効率的です。

英国の物理学者アーサー・エディントンが1926年に論文「星の内部構成」を発表して以来、科学者たちはほぼ100年間、このような実証に向けて研究を続けてきた。そして研究者たちは何十年にもわたって原子の融合を行ってきました。を作ることもできますあなたのガレージにある核融合炉必要に応じて (おそらくこれは行わないでください)。

課題は、それらの原子を、大きなエネルギーの消耗ではなくエネルギー源と呼べるほど効率的に融合することであり、いわば、それが今後の課題であり続けます。

核融合は、おそらく今世紀後半のある時点で、すべてのクリーン エネルギー源の王となる可能性があります。しかし、残念なことに、Fusion の開発スケジュールは、画期的な進歩であろうとなかろうと、それが問題に対する現実的な解決策ではないことを意味します。気候危機。ローレンス・リバモアの最新の核融合反応は、実験自体の範囲内で正味のエネルギー増加をもたらしたが、決定的には、実験を行った施設に電力を供給するのに十分なエネルギーを生成できず、実験を再度行うのに十分な余剰が得られなかった。したがって、電力網に電力を供給する自立型エンジンになります。

これは暗い秘密ではありません。キム・ブディル、ローレンス・リバモア国立研究所所長この部分は火曜日のイベントで分解されました（四捨五入された数字を使用）: 「レーザーは、3 メガジュールの核融合収量を駆動する 2 メガジュールのレーザー エネルギーを駆動するために、壁から約 300 メガジュールのエネルギーを必要とします。」と彼女は付け加えました。「私たちの計算によれば、大規模なレーザー システムを使用すれば、以下のことを達成することが可能であることがわかります。」数百メガジュールの出力が得られるため、十分な出力を生み出す目標への道はありますが、現時点ではそこまではかなり遠いです。」

おそらく史上最大の核融合の進歩ともてはやされているにもかかわらず、このシステムの全体的な効率が 1% 未満であることは、額面通りでは残念です。しかし、192 個のレーザーに依存せず、グリッド エネルギーを生成するのに適した方法は他にもあります。信頼できる方法の 1 つは、レーザーで吹き飛ばすのではなく、磁場を使って前述の数百万度の高温燃料を封じ込め、所定の位置に保持する方法です。このような実験は同様の画期的な進歩をもたらしました1990年代初頭に遡る— ただし、実際の発火ほど見出しを飾るものはありません。

しかし、同じ年に来たことで、核融合に対する民間資金の倍増エネルギー源としてのこの点火のブレークスルーは、一般的な想像力における核融合を再定義するのに適したタイミングです。フュージョンも最近の一部ですエネルギー安全保障に関する議論ウクライナ戦争によってもたらされた。ロシアによる石油とガスの供給管理により、この冬の暖房に十分なエネルギーを欧州が供給する能力が危うくなり、またウクライナとロシアが指数関数的に危険性の高い核に近い戦闘を繰り広げているため、核分裂豊富で比較的安全なエネルギー形態が約束されることは、かつてないほど歓迎されています。

フュージョンについての有名な決まり文句があります。30年先「永遠に。今、私たちは新しいジョークが必要です。そのタイムラインは時代遅れであり、融合が本当に来ることを私たちは知っているからです。しかしそれまでの間、強力な風力タービンを作り続けるのが賢明だろう、そしてソーラーパネルを売りに行かないでください。