核融合発電は長い間夢物語とみなされてきましたが、近年その技術は現実に近づいているように見えます。 使用するよりも多くの電力を生み出す核融合反応のXNUMX番目の実証は、核融合の時代が近づいている可能性を示唆するもうXNUMXつの重要な指標である。

燃料が豊富にあるため、原子を衝突させて発電することはかなり有望です。 必要な量は微量であり、反応では長寿命の放射性廃棄物がほとんど生成されず、炭素も排出されません。 問題は、通常、融合の開始が 使用されます 反応によって生成されるエネルギーよりもはるかに多くのエネルギーが発生するため、現時点では商用核融合プラントは遠い夢となっています。

しかし、昨年 XNUMX 月、ローレンス リバモア国立研究所の科学者たちは、大きな進歩を遂げました。 「核融合点火」を実現 初めて。 用語 投入されたエネルギーよりも多くのエネルギーを生成し、自立する核融合反応を指します。

今、国立点火施設のチームはこの偉業を繰り返しました。 の報告によると、 フィナンシャル·タイムズ. そして今回は、前回の実証よりもさらに高いエネルギー収量が得られ、進歩が加速していることを示唆しています。

「2022 年 30 月に国立点火施設で初めて核融合点火を実証して以来、私たちはこの刺激的な新しい科学体制を研究するための実験を続けてきました。 XNUMX月XNUMX日に実施された実験では、NIFで点火を繰り返した」と研究所の広報担当者は語った。 FT。 「私たちの標準的な慣行と同様に、今後の学術会議や査読付き出版物でそれらの結果を報告する予定です。」

国立点火施設は、慣性閉じ込めと呼ばれる核融合アプローチを使用しており、192 個の信じられないほど強力なレーザーの配列が、中央に小さな燃料ペレットを備えた金の容器に発射されます。 燃料ペレットは、重水素と三重水素と呼ばれる XNUMX つの異なる水素同位体で構成されています。

レーザーが金のキャニスターの内側に当たると、X 線が発生し、燃料ペレットが非常に高いレベルまで加熱および圧縮され、プラズマが生成されます。 これにより、燃料の水素原子が融合してヘリウム原子が生成され、その過程で爆発的なエネルギーが放出される条件が生み出されます。 プロセス全体はわずかXNUMX億分のXNUMX秒で完了し、燃料ペレットはわずかXNUMX秒です。 XNUMXつ 直径はミリメートルですが、これでもかなりの量のエネルギーを生成するには十分です。

昨年のテスト中、この施設は 3.15 メガジュールのエネルギーを生成することができました。これは、レーザー ビームのエネルギーよりも約 50% 多いものです。 この時 aラウンド、グループが生成するd 3.5 メガジュールを超え、わずか数か月で大幅な改善が見られました。

改善の鍵はここにある 〜へ インペリアル・カレッジ・ロンドンのジェレミー・チッテンデン氏、根底にある核融合反応を制御する方法についての研究者の理解が深まっている 言われ ニュー·サイエンティスト. プラズマをより長く維持することで、チームはプロセスからより多くのエネルギーを絞り出すことができました。

注意事項がたくさんあります。 まず、反応によってレーザー ビームよりも多くのエネルギーが生成されましたが、実際にはレーザーやその他の施設に電力が供給され、かなりの量が使用されました。y もっとエネルギーを。 核融合炉が実行可能であるためには、プラントの稼働に必要な総エネルギーよりも大幅に多くの電力を生成する必要があります。

さらに、研究室で行われた核融合へのアプローチはあまり適していません。 〜へ 実用的な発電所を作ることです。 かかる 1日中 このような単一点火実験をセットアップするには、レーザーが冷却するのに時間が必要であり、研究者は燃料ペレットを手動で交換する必要があるためです。 大量の電力を生成するには、XNUMX 秒間に複数回反応を実行する必要があります。

ブリッジ その他の取り組み 核融合炉を作成するには、超強力な磁石を使用して高温のプラズマを長時間閉じ込める磁気閉じ込めと呼ばれるアプローチに依存します。 当時の。 これらのどれもまだ核融合点火を達成していませんが、このアプローチはおそらく商用発電所の建設により適しています。

しかし、将来の核融合発電所の青写真を策定する可能性は低いとしても、NIFによる核融合点火の実証とそのエネルギー収量の急速な進歩は、この分野に大きな励ましとなる可能性が高い。

画像クレジット: ローレンス・リバモア国立研究所/ロイター

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• 情報源： https://singularityhub.com/2023/08/11/physicists-achieve-net-energy-gain-in-a-fusion-reaction-for-the-second-time/