文脈における核融合のブレークスルー

先月、カリフォルニア州ローレンス リバモア国立研究所 (LLNL) の国立点火施設 発表の 核融合研究における重要なブレークスルー。 それ以来、多くの人がこのブレークスルーの本当の意味を私に尋ねてきました。

まず、核融合の基本について説明しましょう。 今日の原子力発電所は、ウラン 235 のような重い同位体を XNUMX つの小さな同位体に分割する核分裂に基づいています。 (同位体は元素の異なる形態です)。

簡単に言えば、核分裂は同位体の中心に小さな弾丸を発射するようなもので、同位体が不安定になり分裂します。 分裂するとき、途方もない量のエネルギーを放出します (質量とエネルギーは、アインシュタインの有名な方程式 E = Mc によって関連付けられます²）。 そのエネルギーを電気に変えることができます。

しかし、核分裂に対する主な反論の XNUMX つは、核分裂の副産物は非常に放射性が高く、それらの多くは長寿命であるということです。 言い換えれば、それらは適切に取り扱わないと生命に危険をもたらします。 これらの放射性副産物が、一部の人々が原子力発電に反対する理由です。

太陽のような星の動力源である核融合は違います。 核融合では、小さな同位体を一緒にして大きな同位体を形成します。 通常、これには、最小の元素である水素の同位体を組み合わせてヘリウムを形成することが含まれます。 この反応は、核分裂反応よりもさらに多くのエネルギーを放出しますが、さらに重要なことに、長期にわたる放射性副産物を生成しません。 そのため、核融合はしばしばエネルギー生産の「聖杯」と呼ばれます。

だから問題は何ですか？ これらの小さな水素同位体は、融合に対して非常に耐性があります。 それらを強制的に融合させるには、途方もない圧力と高温 (太陽に存在するような) が必要です。 これは、比較的簡単に起こる核分裂とは大きく異なります。 したがって、核融合は核兵器で達成できますが、研究者はエネルギー生産に使用できる制御された核融合反応を作成するために何十年も費やしてきました.

長年にわたり、多くの「ブレイクスルー」が発表されてきました。 先月発表されたのは、科学者が初めて核融合プロセスから、必要以上のエネルギーを得たことでした。核融合を達成した以前の取り組みでは、生成された核融合反応よりも多くのエネルギーを投入する必要がありました。

したがって、これは重要なブレークスルーを示しています。 しかし、商業用核融合炉の開発にどれだけ近づいているのでしょうか?

これは、私がコンテキストに入れるために使用したアナロジーです。 民間航空機による旅行への道のりには、多くのマイルストーンがありました。 ライト兄弟は、1903 年 16 月に史上初の動力飛行に成功しました。最初の大西洋横断飛行までには、さらに 707 年かかりました。 しかし、最初に広く成功した民間旅客機であるボーイング 1958 は、XNUMX 年まで導入されませんでした。

核融合の商用化は 30 年先だというジョークは、昔からよく言われてきました。 実際には、それは単にそこに到達するための完全な道筋をまだ完全に見ることができないことを意味します. 最近のブレークスルーは、商業用核融合への道のりにおけるマイルストーンであることは間違いありません。 しかし、核融合の商業的実現にはまだ30年かかるかもしれません。