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Sep 14, 2023

米国の科学者は長い到達距離を達成

Per la prima volta nella storia, gli scienziati statunitensi entrano nel National Ignition Facility

カリフォルニアにあるローレンス・リバモア国立研究所の国立点火施設の米国の科学者らが史上初めて、正味のエネルギー増加をもたらす核融合反応の生成に成功したと、このプロジェクトに詳しい関係者がCNNに認めた。

米国エネルギー省は火曜日にこの画期的な成果を正式に発表すると予想されている。

この実験の結果は、化石燃料への依存を終わらせるのに役立つクリーンエネルギーの無限源を解放するという数十年にわたる探求における大きな一歩となるだろう。 研究者たちは何十年もの間、核融合を再現し、太陽に電力を供給する核融合を再現しようと試みてきました。

ジェニファー・グランホルム米国エネルギー長官が火曜日に「重大な科学的進歩」について発表すると同省が日曜日に発表した。 この画期的な出来事はフィナンシャル・タイムズによって最初に報じられた。

核融合は、2 つ以上の原子が 1 つの大きな原子に融合するときに起こり、熱として大量のエネルギーを生成するプロセスです。 世界中に電力を供給する核分裂とは異なり、長寿命の放射性廃棄物は生成されません。

世界中の科学者が、同じ目標を達成するためにさまざまな方法を使用して、ブレークスルーに向かって少しずつ取り組んできました。

巨大なドーナツ型の機械が、ほぼ無限のクリーン電源が可能であることを証明した

国立点火施設プロジェクトは、「熱核慣性核融合」として知られる核融合からエネルギーを生成します。 実際、米国の科学者は水素燃料を含むペレットを約 200 個のレーザーアレイに発射し、基本的に 1 秒あたり 50 回の速度で一連の非常に高速な爆発を繰り返します。

中性子やアルファ粒子から集められたエネルギーは熱として取り出され、その熱がエネルギーを生み出す鍵となります。

ケンブリッジ大学工学部の核融合専門家トニー・ロールストーン氏は「外部からレーザーを照射することで核融合反応を封じ込めている」とＣＮＮに語った。 「外側が熱くなり、衝撃波が発生します。」

核融合によって正味のエネルギー利益を得ることは大きな問題ですが、その規模は、送電網に電力を供給したり建物の暖房に必要な量よりもはるかに小規模です。

ロンドンのインペリアル・カレッジ慣性核融合研究センターの共同所長ジェレミー・チッテンデン氏は、「やかん10杯分の水を沸騰させるのに何が必要かということだ」と語る。 「そこを発電所に変えるには、エネルギーをさらに増やす必要があります。エネルギーを大幅に増やす必要があります。」

人工の太陽がイギリスの田園地帯の下で一瞬輝いた。 ある日、それはすべてを変えるかもしれない

英国では、科学者たちがトカマクと呼ばれる巨大な磁石を装備した巨大なドーナツ型の機械を使って、同じ結果を生み出そうと試みている。

少量の燃料がトカマクに注入された後、巨大な磁石が作動してプラズマを生成します。 プラズマは少なくとも摂氏 1 億 5,000 万度に達する必要があり、これは太陽の中心部の 10 倍の温度です。 これにより、燃料の粒子が強制的に 1 つに融合します。 核融合では、融合生成物の質量は元の原子より小さくなります。 失われた質量は膨大な量のエネルギーに変わります。

プラズマから逃れることができる中性子は、トカマクの壁を裏打ちする「ブランケット」に衝突し、その運動エネルギーが熱として伝達されます。 この熱を利用して水を温め、蒸気を生成し、タービンを回して発電することができます。

昨年、オックスフォード近郊で研究していた科学者たちは、記録的な量の持続的なエネルギーを生成することに成功した。 それでも、それは5秒しか続きませんでした。

磁石を使用する場合でも、レーザーでペレットを発射する場合でも、結果は最終的に同じです。原子が融合するプロセスによって維持される熱が、エネルギー生成を助ける鍵を握っています。

核融合エネルギーを利用する際の大きな課題は、世界中の送電網や暖房システムに電力を供給できるように、核融合エネルギーを十分に長く維持することです。

チッテンデン氏とロールストン氏はＣＮＮに対し、世界中の科学者は今、核融合プロジェクトを劇的にスケールアップし、コストを削減することに取り組む必要があると語った。 商業的に実現するには、さらに何年も研究が必要です。

「現時点では、私たちはあらゆる実験に膨大な時間とお金を費やしています」とチッテンデン氏は語った。 「コストを大幅に下げる必要があります。」

しかし、チッテンデン氏は、核融合におけるこの新たな章を「非常にエキサイティングな真のブレークスルーの瞬間」と呼んだ。

ルールストーン氏は、核融合を商業規模で発電できるようにするには、さらに多くの作業が必要であると述べた。

「反対の議論は、この結果が発電に必要な実際のエネルギー利得から何マイルも離れているということです」と彼は述べた。 「したがって、科学は成功したと言えますが、有用なエネルギーを提供するには程遠いです。」