1億5000万度の「人工太陽」が無限のエネルギー源を切り開く

地球の28万倍の磁場を持つ、核融合炉ITERの重さ約1,000トンの中央磁石クラスターの構造が完成し、重要な設置段階の準備が整った。

これは、太陽の輝きと同じように、クリーンでほぼ無限のエネルギー源という夢を実現する旅路における大きな節目だと考えられています。

星のエネルギーを目覚めさせる

数十年にわたり、核融合（水素などの軽い原子核を結合させてヘリウムを形成し、エネルギーを放出するプロセス）は、エネルギー産業の「聖杯」と見なされてきた。

ITERの設計イメージ（写真：ITER）。

核分裂（ウランのような重い原子核を分割するプロセス）とは異なり、核融合は長期的な放射性廃棄物を生成せず、リスクが少なく、実質的に無制限の燃料源を持っています。

しかし、太陽の中心部で起きるような核融合反応を誘発するには、人間は、水素原子間の静電反発力にもかかわらず水素原子同士を融合させるために、太陽中心部の温度の10倍にあたる1億5000万度にも達する極端な条件を作り出す必要がある。

そのため、世界最大の熱核融合炉であるITER（国際熱核融合実験炉）は、​​米国、ロシア、中国、日本、インド、韓国、EU全体を含む30か国以上の協力を得て、南フランスに建設されました。

超磁石で太陽を「保持」

1億5000万度（通常の物体を破壊できるほど高温）のプラズマを制御するために、ITERでは、強力な磁場を作り出してプラズマを炉壁から離し、「浮遊」させるドーナツ型の設計であるトカマク技術を採用している。

ITER は、プラズマを「浮かせた」状態に保つために強力な磁場を生成するドーナツ型設計のトカマク技術を採用しています (写真: ITER)。

このシステムの主役は、重さ約1,000トンの巨大な超伝導コイル群である中央ソレノイドで、主要コンポーネントが完成したばかりで設置の準備が整っています。

中央ソレノイドは、地球の磁場の 280,000 倍に相当する 13 テスラの強力な磁場を生成することができます。単一の部品であっても、6.4 ギガジュールの磁気エネルギーを保有しており、これは 1,500kg の TNT 火薬の爆発力に相当します。

特別なのは、トカマク内部のプラズマ領域は数億度に達する必要があるのに対し、中心ソレノイドは超伝導状態を維持するために液体ヘリウムの温度に近い約-270℃まで冷却する必要があることです。限られた空間内で相反する 2 つの温度状態が共存し、同期して動作する必要があったため、これは大きな技術的課題でした。

高価だが魅力的な夢

予定通りであれば、ITERはプラズマを起動するために約50メガワットの電力を使用し、核融合反応から500メガワットの熱を回収する。これは、入力の10倍のエネルギー生成率に相当する。

しかし、これは単なる生の熱エネルギーです。電気を生産するには、このエネルギーをタービンシステムを通じて変換する必要があり、損失は避けられません。

それでも、ITERが安定した反応を維持することに成功すれば、電気核融合が理論上だけでなく、将来規模を拡大できるものとして初めて産業規模で実証されることになる。

米国、EU、中国、日本が共通のプロジェクトのために技術、人材、資金（数百億ドルと推定）を共有することに同意したのは偶然ではない。米国が製造し資金提供したセントラルソレノイドは、このことを証明しています。

世界的な科学協力への信念

ITER所長のピエトロ・バラバスキ氏は、「ITERのユニークさは、その技術的規模だけではなく、 政治的、戦略的な違いを克服してエネルギー危機と気候変動という地球規模の課題に立ち向かう国際協力モデルにもある」と強調した。

世界が化石燃料に代わるエネルギー源を模索する中、ITER は、核融合炉が有毒廃棄物を出さずに安定した安全なエネルギーを供給できる「炭素フリー」の未来への希望を与えています。

しかしながら、ITER には懐疑的な意見も存在する。このプロジェクトは予定より10年近く遅れており、予算を何度も超過しており、最初のプラズマが生成されるのは2033年になる予定だ。核融合発電所の商業運転開始は、まだ2040年から2050年の問題である。

一方、TAEテクノロジーズ（米国）、トカマク・エナジー（英国）、ヘリオン・エナジーなどの民間企業は、よりコンパクトで柔軟性の高いモデルの開発を進めており、ITERよりも何年も早く核融合発電を電力網に導入できると期待されている。

しかし、彼らの進歩の多くは、ITER がすでに生み出した科学とデータに基づいていることを忘れてはなりません。

出典: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/mat-troi-nhan-tao-nong-150-trieu-do-c-khai-mo-nguon-nang-luong-vo-tan-20250509092824986.htm