シアトル地域が煙に包まれたときにヘリオンエナジーを訪問

20 月 XNUMX 日木曜日、私はワシントン州エベレットに取材旅行に出かけました。 ヘリオンエナジーは、Peter Thiel や Sam Altman など、シリコン バレーの比較的有名な多数の投資家から 600 億ドル近くを調達したフュージョン スタートアップです。 特定のパフォーマンス目標を達成した場合、さらに 1.7 億ドルのコミットメントが得られます。

核融合は、永続的な核廃棄物を発生させることなく無限の量のクリーン エネルギーを生成できる可能性があるため、クリーン エネルギーの「聖杯」と呼ばれることがよくあります。 しかし、核融合反応を起こすのに必要なエネルギーをより多く生成し、それを長期間維持できる方法で地球上で核融合を再現することは、これまでのところ達成不可能なままであるため、聖杯はとらえどころのないままです。 核融合を地球上で大規模に商業化することができれば、私たちのエネルギー問題はすべて解決されるだろう、と核融合支持者は言う。 

フュージョンも数十年にわたって地平線上にあり、手の届かないところにあり、SF ファンタジー小説にのみ存在するテクノ ユートピアにしっかりと定着しているように見えます。

しかし、ヘリオン エナジーの巨大なワークスペースとラボを訪問したことで、核融合のアイデアが完全に空想的なものから引き出され、私にとって潜在的に現実的なものになりました。 もちろん、「潜在的に現実的」であるからといって、核融合が来年、あなたの家や私のコンピューターに電力を供給する商業的に実行可能なエネルギー源になるという意味ではありません。 しかし、もはや宇宙船を冥王星に飛ばすような気分にはなりません。

エベレットにある巨大な Helion Energy の建物の中を歩いていると、XNUMX つは完全に稼働しており、もう XNUMX つはまだ建設中ですが、すべてが日常的に見えることに驚きました。 建設機械、機械、電源コード、作業台、無数の宇宙船のような構成部品がいたるところにあります。 計画が実行されています。 非常に異質なマシンが構築され、テストされています。

ヘリオン エナジーの従業員にとって、核融合装置の構築は彼らの仕事です。 毎日オフィスに行くということは、パーツ A をパーツ B に入れ、パーツ C に入れ、それらのパーツをいじってテストし、さらに別のパーツを入れてテストし、おそらく何かがうまくいかないときにそれらのパーツを分解することを意味します。そして、そうなるまで再び一緒に戻します。 その後、パート D とパート E に進みます。

私の訪問の日付もこの話に関連しています. 

20 月 254 日、シアトルのエバレット地域は、危険なレベルの山火事の煙に覆われました。 によると、エベレットの大気質指数は XNUMX で、当時世界で最悪の大気質でした。 IQAir.

「北カスケードで燃えているいくつかの山火事は、暖かく乾燥した風の強い気象条件によって引き起こされました。 東風が火を燃え上がらせ、その煙をエベレットとシアトル地域に向かって西に追いやった。」 クリスティ・チェスター・シュローダー、 IQAir North America の大気科学マネージャーが教えてくれました。

地球温暖化がこれらの火事に拍車をかけています。 デニス・L・モーゼラルプリンストン大学の環境工学と国際問題の教授は私に言った。

「気候変動は、今年の太平洋岸北西部に広がる高温と乾燥した状態の一因となっています」とモーゼラルは言いました。 「気候変動によって悪化したこれらの気象条件は、非常に悪い大気質の原因となる火災の可能性と深刻度を高めています。」

ヘリオンが初めて全従業員に家にいるように言ったのは非常に残念でした. 経営陣は、彼らに家を出るように頼むのは危険すぎると考えました。

私の訪問の状況は、不快な戦いを引き起こしました. 一方で、核融合エネルギーの可能性に新たな希望を感じました。 同時に、私は内心、世界の現状に対する深い恐怖感と戦っていました。

その瞬間の重みを感じたのは私だけではありませんでした。 「それは非常に珍しいことです」 Helion の共同創業者で最高技術責任者の Chris Pihl 氏、 煙について言った。

Pihl 氏は 1.5 年近くにわたって核融合に取り組んできました。 彼は、それが物理学者の領域から、記者が密接に追随し、数十億ドルの投資を集める分野へと進化するのを見てきました. 核融合に取り組んでいる人々は、クールな子供たち、弱者のヒーローになっています。 地球温暖化を目標の XNUMX 度以内に収めるという現実的な希望をまとめて吹き飛ばし、世界のエネルギー需要が増加し続ける中、核融合が唯一の解決策のように感じられるホームランです。

「それは学問的な追求というより、利他的な追求というよりは、サバイバル ゲームに変わってきていると思います。物事が進むにつれて、私はそう思います」灰色の煙の壁。 「だから必要だ。 注目されてうれしい」と話した。

CEO 兼共同設立者の David Kirtley 氏 Helion が第 2020 世代システムである Polaris のコンポーネントの構築に取り組んでいる広大なラボ スペースを案内してくれました。 各世代は、Helion の核融合への具体的なアプローチを実現するために必要な物理学と工学の組み合わせを証明してきました。 第 100 世代のプロトタイプである Trenta は XNUMX 年に完成し、Helion のアプローチを証明するための重要なマイルストーンである摂氏 XNUMX 億度に到達できることが証明されました。

ポラリスは、とりわけ、正味の電力を達成できること、つまり、消費するよりも多くの電力を生成できることを証明することを目的としており、最初の商用グレードのシステムとなる第 2024 世代システムの設計をすでに開始しています。 目標は、ヘリオンが XNUMX 年までに核融合から電力を生成できることを実証し、XNUMX 年間の終わりまでに送電網に電力を供給することだと、カートリーは私に語った。

米国の電力網に核融合エネルギーを導入する実現可能性の一部は、Helion が制御できない要因に左右されます — 原子力規制委員会との規制プロセスの確立、および必要なグリッド相互接続の承認を取得するためのライセンスプロセスの確立。数年からXNUMX年程度の幅があると言われています。 核融合を送電網に組み込むには多くの規制上のハードルが必要であるため、Kirtley 氏は、最初に料金を支払う顧客は、電力を大量に消費するデータセンターを持つテクノロジー企業などの個人顧客である可能性が高いと予想していると述べました。 公益事業会社との連携には時間がかかります。

おそらく、非核融合の専門家 (私のような) にとって最も別世界に見えるポラリス システムの一部は、核融合炉の燃料がどのようにデバイスに到達するかであるポラリス インジェクター テストです。

おそらく最もよく知られている核融合方法は、超強力な磁石を使用して核融合反応が発生する可能性のあるプラズマを保持するドーナツ型のデバイスであるトカマクを使用します。 と呼ばれる国際共同融合プロジェクト ITER (ラテン語で「道」) は、核融合の実行可能性を証明するために南フランスに大規模なトカマクを建設しています。

ヘリオンはトカマクを建設していません。 これは、Field Reversed Configuration (FRC) と呼ばれる細長いデバイスを構築しており、次のバージョンは長さ約 60 フィートになる予定です。

燃料はデバイスの両端に短い小さなバーストで噴射され、ループ内を流れる電流がプラズマを閉じ込めます。 磁石はパルスで連続的に発火し、両端のプラズマを時速 100 万マイル以上の速度で互いに向かって発射します。 プラズマは中央の核融合室で互いに衝突し、そこで合体して摂氏 XNUMX 億度に達する超高温の高密度プラズマになります。 ここで核融合が起こり、新しいエネルギーが生成されます。 プラズマ圧縮を促進する磁気コイルは、生成されたエネルギーも回収します。 そのエネルギーの一部はリサイクルされ、元々反応に動力を与えていたコンデンサーを再充電するために使用されます。 追加の余分なエネルギーは、使用できる電気です。  

Kirtley は、核融合装置の脈動をピストンに例えます。

「燃料を圧縮すると、非常に熱く激しく燃えますが、ほんの少しの間だけです。 そして、その小さなパルスで放出される熱の量は、常に燃えている大きなかがり火よりも多くなります」と彼は私に言いました. 「これはパルスなので、わずか XNUMX つの高強度パルスであるため、これらのエンジンをよりコンパクトに、より小さくすることができます。」これは、コストを抑えるために重要です。

このアイデアは実際には新しいものではありません。 それは 1950 年代と 60 年代に理論化された、と Kirtley は述べた。 しかし、現代のトランジスタや半導体が開発されるまでは実行できませんでした。 Pihl も Kirtley も、キャリアの早い段階で核融合を検討していましたが、この FRC 設計にたどり着くまで、経済的に実行可能であるとは確信していませんでした。 

横断するもう XNUMX つの堀: この設計では、非常にまれな燃料を使用します。 ヘリオンのアプローチの燃料は、比較的見つけやすい水素の同位体である重水素と、中性子が XNUMX つ多い非常に珍しいタイプのヘリウムであるヘリウム XNUMX です。

「ヘリウムXNUMXを入手するには宇宙に行かなければならないと言われていました。ヘリウムXNUMXは非常にまれだったからです」とクリトリーは言いました。 核融合マシンのスケールアップを可能にするために、Helion は核融合でヘリウム XNUMX を作る方法も開発しています。

Helion が目指しているように、無限のクリーン エネルギーを世界にもたらすまでには、多くのステップとプロセス、規制上のハードルがあることに疑いの余地はありません。 しかし、私が今まで見た中で最大のシーリングファンのいくつかを備えた、巨大で開放的なラボ施設を歩き回る感覚は、これまでに感じたことのない方法で実現できるようです. その日、煙の中を歩いて戻ってきたとき、私はその量の希望を持っていることにとても感謝していました.

しかし、その日、ほとんどの人は Helion Energy ラボを見学していませんでした。 ほとんどの人は屋内で立ち往生しているか、屋外で危険にさらされており、地平線を見ることができず、核融合マシンの構築がガレージで働くメカニックのように実行される仕事である未来を見ることができませんでした. 煙に絶望した戦闘感とフュージョンパーツが組み上がる期待感をカートリーに聞いてみた。

「私たちが世界で見ているものと、ここで構築できるものとの間の認知的不協和は、​​非常に極端です」とカートリーは言いました。

「XNUMX 年前、私たちは核融合についてあまり楽観的ではありませんでした。」 しかし今、研究室を歩き回る彼の目は輝いています。 「とても興奮します。 私は非常に、あなたが言うことができるように、私は非常に元気になります.

他の若い科学者も核融合に興奮しています。 私が訪問した週の初めに、Kirtley はアメリカ物理学会のプラズマ物理学会議で講演をしていました。

「話が終わって外に出ると、30人か40人が一緒に来て、廊下で業界について10時間半話しただけだった」と彼は語った。 「興奮は大きかった。 その多くは、大学院生かポスドク、またはキャリアの最初の XNUMX 年の若いエンジニアや科学者で、民間産業が行っていることに本当に興奮しています。」