ドイツの核融合炉が新しい核融合の記録を破る

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ヴェンデルシュタイン(Wendelstein) 7-X (W7-X)は、商業用核融合炉を実現させる可能性がある、今までの流れを変えるデザインの1つのヒントになっています。テストは極めてポジティブで、最新の実験期間中にいくつかの記録が破られました。

W7-Xの最新の実行は、いくつかの重要な調整の後に始まりました。昨年9月以来、核融合炉にはグラファイト製の新しい魅惑的な内装クラッディング[肉盛り]が取り付けられています。これにより、W7-Xはより高温で高密度なプラズマを包含することができました。詳細はネイチャー・フィジクス(Nature Physics)誌に掲載されています。

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(図ヴェンデルシュタイン7-X ウィキメディア経由 CC3.0 クレジット Max-Planck Institut für Plasmaphysik)

W7-Xはステラレーター(stellarator)型核融合炉で、実用本位の核融合炉の建設に使用される2つの主なアプローチの1つです。それは、ねじれたドーナツのような形をしています。プラズマを閉じ込めたままにするために、磁石をステラレーターの周りに巻きます。この装置は、プラズマを摂氏4000万℃ (華氏7200万°F)にすることができます。プラズマは最大26秒間点火し続け、最初の実行の6秒から大幅に増加しました。チャンバー内のプラズマをより長く維持することによって、それはステラレーター型核融合炉を使って核融合生産の世界記録を得ました。

「これは、現実的な条件下(即ち、高温のプラズマ・イオン(plasma ions) )で達成された、このサイズの装置にとって優れた値です。」と、共同著者のトーマス・スン・ペダーセン(Thomas Sunn Pedersen)教授は声明で述べました。「新しい要素の最初の経験は、高くポジティブです。これにより私達はさらなる仕事に楽観的になります」

このプロジェクトの目標は、ステラレーター型核融合炉を商業的に実行可能にすることです。そのためには、摂氏1億℃ (華氏1億8千万°F) を超えるプラズマを生成する必要があります。その温度では、プラズマからの水素(hydrogen)は、プラズマを加熱するのに必要なエネルギーよりも多くのエネルギーを放出するヘリウム(helium)に転換するでしょう。

温度を上げることは重要で、そのために、プラズマを冷たい壁から遠ざける必要があります。強力な磁場と機械の形状は、相互作用を最小化するように最適化されています。W7-Xは、各々が約3.5メートルの高さの、50個の超伝導の磁石で作られています。そのサイズにもかかわらず、W7-Xは、消費するエネルギーより多くのエネルギーを生産することは決してありません。遥かに大型の商用バージョンのコンセプトの証明に過ぎません。

核融合炉のもう一つの設計は、トカマク(tokamak)と呼ばれています。この種類の商用バージョンのプロトタイプは、現在フランスに建設中です。

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いよいよ核融合の開発も本格化しているようです。安定した電力エネルギー資源として、これができないと、地球外での探検や移住は難しいかもしれません。

移住先となる惑星の自転の影響で、夜には機能しない太陽光発電は、太陽から遠ざかればさらに難しくなるでしょう。空気が薄ければ風力発電も期待でません。火力発電をするための化石燃料が埋蔵されているか、燃焼させるための十分な酸素が大気中にあるかも不明です。ましてや、原子炉としての核分裂炉用の燃料となる鉱石があるかどうかも分かりませんし、あったとしても採掘したり精製したりする施設を設ける敷居も高そうです。

Wendelstein 7-X - Wikipedia

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