2015-08-11

MITが開発した革新的な核融合炉は可能か?

核融合エネルギーは最も究極的な未来エネルギーとされています。 ほとんど無限大に使える資源があり、排出される廃棄物の量も少ないだけでなく、核分裂の時のように致命的で長持ちするものがないためです。 問題は核融合反応をコントロールすることが非常に難しいということです。

核融合研究で有名なジョークのうちに一つは"核融合発電が次の30年後には可能だ。 でも、いつも30年だ。"ってことです。 実際に30-40年後には可能か知っていた核融合発電は現在も30年以降を約束しています。​

しかし、MITのブランドン・ソブム(Brandon Sorbom)をはじめとする研究者たちはこれを短縮させる新しい発明品を手に持って出ました。 彼らが披露したのは新しい超伝導電磁石です。 ​rare-earth barium copper oxide(REBCO)超伝導テープは従来の超伝導電磁石に比べて10倍も強力な核融合反応を可能にすると申します。


MITが開発した革新的な核融合炉
(MITの新たなトカマク型基盤の核融合炉路のデザインA cutaway view of the proposed ARC reactor.Thanks to powerful new magnet technology、the much smaller、less-expensive ARC reactor would deliver the same power output as a much larger reactor.Credit:the MIT ARC team)​​


(新しいREBCO超伝導磁気テープや、既存の銅ケーブル。MIT PhD candidate Brandon Sorbom holds REBCO superconducting tapes(left)、which are the enabling technology behind the ARC reactor.When it is cooled to liquid nitrogen temperature、the superconducting tape can carry as much current as the large copper conductor on the right、enabling the construction of extremely high‑field magnets、which consume minimal amounts of power.Credit:Jose‑Luis Olivares/MIT)​


上の写真で右手に持ったある本のREBCO、磁気テープは左手に持っている銅ケーブルと同等の磁場を作ることができます。 そして安価な液体窒素で冷却が可能です。 その結果、安い価格で強力な磁場を作り、その中に超高温のプラズマを保存することができます。​

この新しい超伝導体の基盤のARC核融合炉は現在400億ドルに達する莫大な費用をかけて建設する予定の次世代核融合炉であるITERの半分の大きさでも同じ力を出すことができるとします。 超高温プラズマをコントロールするのに必要なエネルギーの量が大きく減ると、投入したエネルギーに比べて得られるエネルギーの比率が高まり、商業的な核融合炉開発が容易になることです。​

MITが提案したARCのもう一つの特徴は、反応容器が固体がなく液体という点です。 具体的にどのようにそうするのかはわからないけどとにかくこの新しい液体容器は簡単に管理が可能で、交代がよいため、従来の固体の容器に比べてもっと効果的だと言います。​

このような話は、耳寄りだが、実際に可能かどうかはやっぱりテストをしてみなければわからないのです。 実際にやって見れば、理論と実際とは異なる場合も多いですから。 もちろん、強力な超伝導体なら核融合はもちろん、他の用途も応用の余地が大きいためにそれ自体で意味のある研究と言えるでしょう。​

果たしてこのような研究が今後30年以内に核融合発電を現実化できるか知りたいです。​

参考 : phys org

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