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私は核融合が未来のエネルギー源だと信じています。そしていつかは必ず実現するでしょう。太陽が赤色巨星に膨張して地球を飲み込んでしまう前に実現するかもしれません。問題はただ、どのように実現するかということです。過去数年間、私たちは特定の技術が急速に進歩するのを目にしてきました：ステラレーターです。
ここ数週間だけでも、3つの異なる企業からの重要な発表があり、この技術がいかに急速に発展しているかが示されました。このビデオがThe Economistの提供でお届けできることを嬉しく思います。The Economistは世界トップクラスのニュースソースの一つであり、科学分野も含まれています。例えば、彼らは最近「超人類の台頭」というトランスヒューマニズムに関する特集号を出しました。これは私たちが以前何度か話題にしたテーマです。
彼らのレポートは徹底的に調査され、最新の情報を含み、よく書かれています。これがジャーナリズムあるべき姿です。その名前を考えると少し意外かもしれませんが、私はThe Economistの科学報道に長く感銘を受けてきました。また、政治や経済に関する彼らの報道も概して有益でバランスが取れていると思います。他のメディアについては同じことは言えませんが。
The Economistは世界中の特派員からの報道を提供するグローバルな出版物であり、これは私の感覚に合っています。なぜなら私は、関心のないローカルニュースで溢れかえる雑誌の購読を躊躇するからです。ですから、ぜひチェックしてみることをお勧めします。リンク economist.com/sabine にアクセスすれば20％割引が受けられます。それでは、今日の科学ニュースに戻りましょう。
核融合は長い間、エネルギーの聖杯を約束してきました：ほぼ無限でクリーンで安全な電力源です。問題は、核融合するのに十分な高温のプラズマがあると、それを制御することが非常に難しいということです。
そのための最も一般的で研究されているアプローチはITERのようなトカマクです。これらは磁場と電場の組み合わせを使用して、プラズマをトーラス内で浮遊させ続けます。トカマクは記録を更新し続けています。1月には、中国のEASTトカマクが1000秒以上プラズマを制御し、新しい世界記録を樹立しました。しかし、その1ヶ月後、フランスのWESTトカマクが1300秒以上プラズマを維持することで新記録を樹立しました。
これらは印象的な記録ですが、これらのプラズマでは核融合は起こっていません。これらはプラズマの制御を学ぶためのテスト実行です。確かに、トカマクも核融合を行ってきました。
JET（英国の共同欧州トーラス）は2023年10月に記録的な69メガジュールのエネルギーを生成しました。これはプラズマについてはほぼブレークイーブン（収支均衡）に近いものでしたが、原子炉を運転するために必要な追加エネルギーは含まれていません。
JETは2023年末に運用を終了しました。この時点で、数百回のプラズマ中断—突然の制御喪失によりプラズマが原子炉壁に衝突する現象—を経験していました。これらの事象は単に厄介なだけでなく、機械全体を損傷させる可能性があります。これはすべてのトカマクで観察された共通のテーマです。それらはマクスウェルの方程式とマーフィーの法則の間の綱渡りなのです。
この問題が生じる主要な要因の一つは、トカマクがプラズマを閉じ込めるためにプラズマを流れる電流に依存していることです。プラズマ電流を使用しない場合、はるかに複雑な磁場が必要になります。そしてここでステラレーターが登場します。プラズマ電流に依存する代わりに、ステラレーターは複雑な3次元形状に捻じれたコイルを使って完全に磁場を生成します。
これによりプラズマははるかに安定し、トカマクとは対照的に、連続的に運転することができます。このアプローチがあまり探求されてこなかった理由は、何十年もの間、ステラレーターの設計と構築が信じられないほど難しかったからです。磁場はスーパーコンピューターのシミュレーションで計算する必要があり、コイルは複雑すぎて手で曲げなければならないことがよくありました。冗談ではありません。どこかで、誰かが文字通り核融合用の電磁石を手で捻じっていたのです。
しかし、これらの障害は機械学習と高精度エンジニアリングの組み合わせによって、ほぼ解決されています。最初の最近の発表は1月に米国のThea Energy社からありました。彼らはプレーナーコイルステラレーターと呼ぶものの設計計画を4つのオープンアクセスかつピアレビューされた論文で発表しました。
彼らのアイデアは、ステラレーターに必要な複雑な3D形状を使用せず、代わりにコンピューターアルゴリズムを使って磁場を操作するより単純なコイルを使用することです。基本的に、彼らはハードウェアからソフトウェアへ負担を移しています。3月には、同社がこれらのプレーナーコイルのプロトタイプをテストし、3テスラ以上の磁場を生成したと発表しました—これは核融合に関連する領域でプラズマを閉じ込めるのに十分な強さです。
その1ヶ月後、以前私たちが話した独国のスタートアップProxima Fusionも、Stellarisと呼ばれる商業用ステラレーター発電所の設計計画をオープンアクセス論文で発表しました。それと共に彼らはプラズマの挙動を計算するためのコードをオープンソース化しました。彼らは磁気コイルに取り組んでおり、2031年までにデモンストレーション装置を構築する計画です。
そしてそのわずか1週間後の3月27日、同じくステラレーターに取り組むType One Energyが、計画中のパイロットプラント「Infinity Two」の設計計画を複数の論文で発表しました。これは単なるコンセプトスケッチではなく、800メガワットの核融合電力を生産できるステラレーターの構築方法の詳細な首尾一貫したモデルです。Type Oneは2030年代半ばまでに発電所を稼働させる計画です。
つまり、Type One Energy、Proxima Fusion、Thea Energyという3つのステラレーター企業がほぼ同時に設計計画を発表したということです。偶然でしょうか？そうは思いません。ステラレーターのコミュニティは小さく緊密につながっており、彼らは皆ある程度他の企業が何をしているかを知っているのだと思います。私はこれを2つの理由で注目すべきことだと思います。
1つ目は、ステラレーターが核融合における真剣な競争相手として—そしておそらく最有力候補としても—急速に台頭していることです。2つ目の興味深い理由は、これらが民間企業であるにもかかわらず、彼らが設計計画と、少なくともある程度までコードを公開していることです。
これは確かに部分的には投資家の信頼を得るためですが、私が思うに、部分的には研究者たちが金持ちになりたいという気持ちはありつつも、彼らはエンジニアリングにおいて既に大きくリードしていることを知っており、いつか世界中が彼らの成果を再現できるようにしたいと考えているからでしょう。これが進歩の姿です：かつては核融合設計を見るためにセキュリティクリアランスが必要でしたが、今はWi-Fi接続があれば十分なのです。
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