MIT、15年後の「核融合発電」実現を目指す。民間企業も参加し商用化へ

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  • author 福田ミホ
MIT、15年後の「核融合発電」実現を目指す。民間企業も参加し商用化へ
Image: Christine Daniloff (MIT)

原発とは違うクリーンエネルギーに向けて、企業と大学がタッグ。

核融合」とは、ある意味、太陽光発電をものすごく効率良くしたようなものです。はるか遠くの太陽から届くエネルギーをかき集める代わりに、地球上に太陽のミニチュアを作って、そこを発電所にしてしまうという発想なんです。しかも効率が良いだけでなく、従来の発電手法に比べてクリーンだともされています。ただ核融合発電は、今ある核分裂反応を使った発電=原子力発電所と違って、まだ実用化されていません

でも今マサチューセッツ工科大学(MIT)は、MIT出身メンバーが立ち上げたCommonwealth Fusion Systems(CFS)という会社とともに、ちゃんと商用に使える核融合発電の実現を目指しています。イタリアのエネルギー企業Eniが5,000万ドル(約53億円)をCFSに出資し、それを元に開発がスタートします。従来この手の研究は政府が資金提供することが多かったのですが、CFSは民間からも幅広く出資を募ることで、より柔軟で素早い動きが可能になるとしています。

彼らの目標について、CFSのCEOでMITの卒業生でもあるRobert Mumgaard氏は「15年後に目指しているのは、200メガワットを電力グリッドに供給する施設を作ることです」と米Gizmodoに語りました。「それは小さな都市(の電力消費量)に相当します」

核融合とはふたつの水素原子が融合してヘリウムになるプロセスで、これによってたくさんのエネルギーが解放されます。多くの研究者が1950年代頃から核融合発電の実現を追い続けてきましたが、稼働するのに必要なエネルギーよりたくさんのエネルギーを生み出す機械を作るってことはそう簡単じゃありません。構築中の核融合炉としては他にEUや米国、日本も参加しているITERがありますが、こちらも2035年完成を目指しつつ計画遅延を繰り返していて、予算もオーバーしています。Natureによれば、米国上院議会はITERからの撤退を試みたことすらあります。

でもMITの考える核融合炉「SPARC」は、今まで考えられてきたものよりはるかに低コストで構築可能だそうです。核融合炉では強力な磁石が使われるのですが、SPARCでは磁石の素材となる鉄を「イットリウム系超伝導体」なる物質でコーティングし、それによって電気抵抗を下げ、効率を上げられるのです。核融合炉では、太陽における重力と同じように核融合反応を閉じ込める何らかの力が必要なのですが、SPARCではこの電磁石がその役割を果たします。

MITの研究チームは核融合炉実現のための研究を数年間続けてきましたが、今回の資金提供によって、今後3年で今までの4倍強い電磁石を作り出すことができると言います。MITによれば、SPARCのサイズはITERの65分の1ですが、生み出す電力は5分の1とはるかに効率が高まる見込みです。

ただ実現にはもちろんハードルがあります。MITのプラズマ科学・核融合センターの所長代理・Martin Greenwald氏は米Gizmodoに対し、「彼らがまだこの電磁石を実際開発できたわけでもなく、それを装置に組み込んだこともない」と認めています。彼らはSPARCをどう作ってどう動かすかを編み出し、さらに商用化できるところまで持っていく必要があります。

ちなみに核融合反応は、従来の原子力発電のエネルギー源となっている核分裂反応とはまったく別物です。核融合は核分裂素材がなければ爆発的な連鎖反応を起こさないし、使われる物質もウランなどではなく、水とリチウムを取り込んで、ヘリウムを排出する仕組みです。また核融合炉では、核兵器が作られるリスクも低くなります。「核融合発電所では、核分裂性物質を保持する理由がありません」とGreenwald氏は言います。「もし持っているとすれば、それはよからぬ目的のためです」

それでも学術誌「原子力科学者会報」などは、核融合で発生する余分な中性子が放射性廃棄物や汚染につながり、コストも高くなるのではないかと懸念を示しています。

またNatureでは、高温超伝導体を使った核融合発電に挑む人たちが他にもたくさんいることを指摘しています。プリンストン大学も独自の核融合実験施設を持っているし、イギリスのTokamak Energyという会社でも同じような装置で核融合発電を目指しています。が、MITのプロジェクトに投資された金額は非常に大きく、またCFSは今後もさまざまな組織から資金を集めていこうとしています。

専門家からも期待の声があがっています。「MITが言う通りのことが実現できるなら、(できないと思う理由はまったくないのですが)それは大きな前進になるでしょう」Fusion Power AssociatesのStephen Dean氏はNatureでコメントしています。

核融合発電の実現には、とにかくお金がたくさん必要だったということかもしれません。Mumgaard氏は、CFSとMITのコラボレーションによって「研究室で起きていることを市場へと導くスピードがアップするでしょう」と意気込みを語っています。


Image: Christine Daniloff (MIT)
Source: MIT, Nature

Ryan F. Mandelbaum - Gizmodo US[原文
(福田ミホ)

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