核融合を再現するための競争において、米国の科学者によって大きな突破口が発表されました。
物理学者は、ほぼ無限のクリーンエネルギーの潜在的な供給源を約束するため、何十年にもわたってこの技術を追求してきました。
火曜日に、研究者たちは、核融合実験から投入されたよりも多くのエネルギーを生成するという大きな障壁を克服したことを確認しました。
しかし、専門家は、核融合が家庭に電力を供給するまでにはまだいくらかの道のりがあると言います。
実験は、カリフォルニア州のローレンスリバモア国立研究所(LLNL)の国立点火施設で行われました。
LLNLディレクターのキム・ブディル博士は、「これは歴史的な成果です...過去60年間、何千人もの人々がこの取り組みに貢献してきましたが、私たちをここに導くには真のビジョンが必要でした。」
核融合は、エネルギー生産の「聖杯」と言われています。それは太陽や他の星に電力を供給するプロセスです。
それは軽い原子のペアを取り、それらを一緒に強制することによって機能します-この「融合」は多くのエネルギーを放出します。
これは、重い原子が分裂する核分裂の反対です。核分裂は現在原子力発電所で使用されている技術ですが、このプロセスはまた、長期間放射線を放出し続ける多くの廃棄物を生成します。危険な場合があり、安全に保管する必要があります。
核融合ははるかに多くのエネルギーを生成し、短寿命の放射性廃棄物はごくわずかです。そして重要なことに、このプロセスは温室効果ガスの排出を生み出さないため、気候変動に寄与しません。
しかし、課題の1つは、融合で元素を強制的に一緒に保つには、非常に高い温度と圧力が必要になることです。これまで、それを機能させるために投入された量よりも多くのエネルギーを生成することができた実験はありません。
核融合発電の未来はどれくらい近いですか?
この実験で彼らが生成したエネルギーの量はわずかです-いくつかのやかんを沸騰させるのに十分です。しかし、それが表すものは巨大です。
核融合発電の未来の約束は一歩近づいています。しかし、これが現実になるまでにはまだ長い道のりがあります。
この実験は、科学が機能することを示しています。科学者がそれをスケールアップすることを考える前に、それを繰り返し、完成させる必要があり、それが生成するエネルギーの量を大幅に増やす必要があります。
この実験には数十億ドルの費用がかかりました-融合は安くはありません。しかし、クリーンエネルギー源の約束は確かにこれらの課題を克服するための大きなインセンティブになるでしょう。
カリフォルニアの国立点火施設は、35億ドル(28億5000万ポンド)の実験です。
胡椒の大きさのカプセルに少量の水素を入れます。
次に、強力な192ビームレーザーを使用して水素燃料を加熱および圧縮します。
レーザーは非常に強力で、カプセルを太陽の中心よりも高温の摂氏1億度に加熱し、地球の大気の1,000億倍以上に圧縮することができます。
これらの力の下で、カプセルはそれ自体で爆発し始め、水素原子を融合させてエネルギーを放出させます。
ブレークスルーを発表する際に、米国国家核安全保障局の防衛プログラムの副管理者であるマービン・アダムズ博士は、研究所のレーザーが2.05メガジュール(MJ)のエネルギーをターゲットに入力し、3.15MJの核融合エネルギー出力を生成したと述べました。
Fusion Energy InsightsのCEOであるMelanie Windridge博士はBBCに対し、「Fusionは、太陽を輝かせる原因を最初に解明して以来、科学者を興奮させてきました。今日のこれらの結果は、私たちを技術の商業化への道に本当に置いたのです。」
プラズマ物理学の教授であり、インペリアルカレッジロンドンの慣性核融合研究センターの共同ディレクターであるジェレミーチッテンデンは、それを「真の画期的な瞬間」と呼びました。
「これは、長い間求められてきた目標、融合の「聖杯」が実際に達成できることを証明しています」と彼は言いました。
これは、国際的な科学界の仕事を称賛した世界中の物理学者によってエコーされた感情です。
オックスフォード大学のジャンルカ・グレゴリ教授(物理学)は、「今日の成功は、米国、英国、そして世界中の多くの科学者によって行われた研究にかかっています。点火が達成されたことで、核融合エネルギーが解き放たれるだけでなく、新しい科学への扉が開かれています。」
LLNLのディレクターであるBudil博士は、発電所で核融合が使用されるまでにどれくらいの時間がかかるかという質問について、まだ大きなハードルがあるが、「協調した努力と投資により、基盤技術に関する数十年の研究により、発電所を建設する立場に立つことができる」と述べた。
これは、科学者がその質問に答えて50〜60年と言っていたときからの進歩です。
主なハードルの1つは、コストを削減し、エネルギー出力を拡大することです。
実験では、約15〜20個のやかんを沸騰させるのに十分なエネルギーしか生成できず、数十億ドルの投資が必要でした。そして、実験はレーザーが投入したよりも多くのエネルギーを得ましたが、これにはレーザーを機能させるために必要なエネルギーは含まれていませんでした-これは水素が生成するエネルギー量よりはるかに大きかったです。
