韓国の人工太陽は1億度のプラズマを生成している

韓国の人工太陽は1億度のプラズマを生成している

韓国核融合エネルギー研究院はKSTARトカマクに新しいダイバーターを設置し、人工太陽が1億度を超える高イオン温度をより長く維持できるようにした。

KSTARは、恒星のエネルギー源である核融合反応を起こすことから「人工太陽」と呼ばれています。2007年に完成し、2008年に最初のプラズマ状態を達成しました。フランスで建設中の巨大実験炉ITERの約3分の1の大きさです。どちらの原子炉もトカマク型で、プラズマ、つまり超高温高圧に保たれた電荷を帯びたガスを用いて核融合反応を起こすドーナツ型の装置です。

KSTARは、トカマクの底部に設置され、原子炉からの排ガスと不純物を管理するダイバータを使用しています。ダイバータはプラズマに面する機器であり、トカマク内部に設置され、内部表面の熱をほぼ完全に受けます。現在、KSTARは約30秒間のプラズマ運転が可能ですが、科学者たちは、新しいダイバータによって2026年末までに300秒間のプラズマ運転が可能になることを期待しています。

韓国・大田​​のKSTARトカマク。
韓国・大田​​市にあるKSTARトカマク。写真:韓国核融合エネルギー研究院(KFE)

KSTARは当初、炭素ダイバーターを採用していましたが、2018年に科学者らはトカマク用のタングステンダイバーターの開発に着手しました。韓国科学技術研究会議(NRC)の最近の発表によると、タングステンは炭素よりも融点が高く、原子炉の熱流束限界を2倍向上させます。新型ダイバーターの試作機は2021年に完成し、昨年設置が完了しました。

「KSTARでは、ITERでも採用されたタングステン材料を使用したダイバータを実装しました」と、KFEのユ・ソクジェ会長は発表の中で述べた。「KSTARの実験を通じて、ITERに必要なデータを取得するために全力を尽くします。」

核融合研究は、緩やかながらも着実な進歩を遂げてきました。2022年には、ローレンス・リバモア国立研究所の科学者たちが初めて核融合反応における正味エネルギーの増加に成功しました。信頼性の高いゼロカーボンエネルギー源という誇るべき目標には、まだ(まさに「非常に」)程遠い道のりであり、この成果にはいくつかの留意点が伴いましたが、それでもこの分野が着実に前進していることを示しました。

ITERの最初のプラズマは2025年に、最初の核融合は2035年に予定されている。しかし、原子炉のスケジュールは遅れており、コストは2006年の約50億ユーロから200億ユーロ以上に膨れ上がっているとサイエンティフィック・アメリカン誌は伝えており、私たちはそれよりも長く待つことになるかもしれない。

それでも、トカマク型原子炉にとっては今がまさに好機です。先月、日本で6階建てのJT-60SA原子炉が開所しました。このプロジェクトに携わる研究者たちは、実験に必要なプラズマを発生させるには2年かかると見積もっています。国際原子力機関(IAEA)によると、世界では50基以上のトカマク型原子炉が稼働しています。

国立科学技術研究会議によると、KSTARの新しいタングステンダイバーターを使ったプラズマ実験は2月まで続けられ、トカマクの科学者らは実験環境が安定しており、その中で1億度のプラズマを再現できるかどうかを確認している。

さらに:核融合は世界の電力源となるのか?

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