グループが水素のマイルストーンを宣伝

カリフォルニアに本拠を置くグループは、実用規模の核融合発電用の持続可能な燃料を生産するための史上初の水素・ホウ素核融合実験を完了したと発表した。

TAEテクノロジーズは2月28日、科学誌ネイチャー・コミュニケーションズに掲載された査読済み論文の中で、同社の研究はp-B11またはp11Bとしても知られる水素ホウ素を燃料とする原子炉から電力を供給する道を裏付けていると述べた。 TAEによると、そのプログラムは日本の核融合科​​学研究所(NIFS)と協力して行われ、磁気的に閉じ込められた核融合プラズマにおける史上初の水素-ホウ素核融合実験に焦点を当てているという。 同グループは、「水素・ホウ素燃料を使って電力を供給する最もクリーンで最も経済的な道の追求に先駆けて取り組んできた」と述べた。

火曜日に発表された論文は、NIFSの大型ヘリカル装置（LHD）での実験中の水素とホウ素の核融合反応の結果を説明している。 研究に参加した科学者らは、ヘリウム核またはアルファ粒子として知られる水素とホウ素の反応生成物を測定するための検出器のTAEの開発とともに、LHDプラズマ内で水素とホウ素の融合に必要な条件を作り出す研究について説明している。

研究者らは、この反応は正味のエネルギーを生成しなかったものの、異中性子核融合の実行可能性と水素-ホウ素への依存を示していると指摘した。 オーストラリアのHB11エナジーなど他の企業も水素・ホウ素核融合技術を研究している。 HB11 Energy の技術は水素ホウ素燃料を使用しますが、レーザー点火の非熱的開始反応を使用します。 オーストラリアのグループは、他のグループと同様に、まだその技術から正味エネルギーを生産していません。

米国エネルギー省（DOE）の主任核融合コーディネーターは最近、核融合研究への投資が加速する傾向にあると述べた。 スコット・スー氏は2月16日、主催するウェブキャストで「テクノロジーが成熟し続けるにつれて、民間投資家が融合に投資しなければならないと感じる時点が来るだろう。そして、その転換点に達し始めているように感じる」と語った。国立科学、工学、医学アカデミーによる。

スー氏は核融合エネルギーに関連する問題についてエネルギー省に助言を行っています。 彼は、民間部門と協力して研究、開発、実証プロジェクトを促進するために、政府機関のすべてのオフィスの取り組みを調整します。 「以前は非常にリスクの高い活動とみなされていたが、後のある時点では誰もがそれに投資するようになるだろう」とスー氏はウェブキャストの中で語った。 「そこで問題は、我々が今どの位置にいるのかということだが、マクロ的な状況を踏まえると、我々は全体的に成長傾向にあると私は考えている。」

POWER では、核融合研究に関するいくつかの記事を特集してきました。 とりわけ、The POWER Podcast シリーズの一部である「Fusion Power May Be Closer Than You Think」をお読みください。 「核融合エネルギーは 2035 年までに電力業界を変革できるか?」もお読みください。

一方、日本の日刊工業新聞は、同国の政府委員会が火曜日に会合を開き、核融合原子炉原型炉の建設スケジュールの前倒しについて議論すると報じた。 報告書によると、同グループは作業を少なくとも5年前倒しすることを検討しており、この政策は3月に国の国家エネルギー戦略に組み込まれている。

日本の当局者らは、2050年までのカーボンニュートラルという国の目標を達成するために、日本は2011年の福島事故後に停止していた原子力発電所をさらに再稼働させ、新しい次世代原子炉を建設する必要があると述べた。

TAEは2021年にNIFSとパートナーシップを締結し、グループは日本の土岐市の研究機関で活動しています。 同社は、水素・ホウ素プロジェクトは「無中性子核融合を探求する米国と日本の核融合研究者の長年にわたる協力」から生まれたと述べた。

異中性子核融合は、エネルギーが荷電粒子、通常は陽子またはアルファ粒子の形で放出される核融合発電のあらゆる形式です。 他の核融合反応では、エネルギーの 80% が中性子の形で放出される場合があります。

TAEは、火曜日に発表された発見は、「長年にわたる国際的な共同科学核融合研究を反映しており、最もクリーンでコスト競争力があり、最も持続可能な核融合燃料サイクルである水素-ホウ素を用いた商用核融合発電を開発するというTAEの使命におけるマイルストーンを表している」と述べた。

TAE Technologies の CEO、Michl Binderbauer 氏は、「この実験は、私たちに取り組むための豊富なデータを提供し、実用規模の核融合発電において水素-ホウ素が利用できることを示しています。私たちは目前にある物理学の課題を解決し、成果をもたらすことができることを知っています」と述べました。この非放射性の豊富な燃料に依存する、革新的な新しい形のカーボンフリー エネルギーを世界に提供します。」

TAE は、核融合エネルギーの研究を行っている世界中の約 30 のグループの 1 つです。 アプローチはさまざまで、さまざまな燃料の種類が原子炉の構成とともに研究されています。 昨年12月、ローレンス・リバモア国立研究所の国立点火施設の科学者らは、消費したエネルギーよりも多くのエネルギーを生み出す最初の核融合反応を確認した。

1998 年に設立された TAE は、5 つの国立研究所規模の装置を構築しました。 同社はPOWERに対し、「14万回以上、核融合プラズマの生成と閉じ込めに成功した」と語った。 同社は現在、CopernicusとDa Vinciと呼ばれる2台のマシンを構築および設計しており、「それぞれネットエネルギーを実証し、電力網に電力を供給できるようになる」としている。 TAEは、今後数年以内にコペルニクス研究炉で正味エネルギーを実証する予定だと述べた。

同グループは研究論文の中で、最新の研究は「水素・ホウ素核融合の開発に向けた重要な一歩を示している。平たく言えば、同社は最終的にクリーンな電力を生成する核融合発電所の実現に一歩近づいたということになる」と述べた。副産物としてのヘリウム、3 つのアルファ粒子としても知られています。」 同グループは、「3つのアルファ粒子は水素-ホウ素融合エネルギーの特徴であり、TAEの創設者らに触発されて社名をTri Alpha Energy、現在のTAE Technologiesと名付けた」と述べた。

TAEは、燃料サイクルとして水素-ホウ素を追求することで、同社は「核融合エネルギーの商業的、日常的利用の真の需要を予測した」と述べた。 同グループによると、核融合研究のほとんどは、燃料として使用する水素同位体の重水素・三重水素（DT）を組み合わせることに焦点を当てているという。 核融合コンセプトで一般的に使用されるトカマク機械は、DT 燃料に限定されています。

TAEは、そのコンパクトな線形設計は「汎用性が高く、p-B11、DT、重水素ヘリウム3(D-He3)を含む、利用可能なすべての核融合燃料サイクルに対応できる高度な加速器ビーム駆動の磁場反転構成(FRC)を使用している」と述べた。または D3He)。 同社は、現在の計画では、「2030年代に初の水素・ホウ素核融合発電所を送電網に接続する」という目標を達成できるよう、早期に技術のライセンスを確保することだと述べた。

TAEは、FRC構成は「トカマクと比較して最大100倍の出力が得られる、より効率的な磁気閉じ込め手法を利用できる可能性を備えたコンパクトな設置面積を持つモジュール式で保守が容易な設計」を前進させると述べた。 。」

トコマクで最もよく知られているのは、フランスの ITER (国際熱核融合実験炉) プロジェクトです。この施設は、2025 年に最初のプラズマを試験する予定で、何年も建設が進められています。ITER は、2035 年に DT 燃料の運転を開始する予定です。

日本のNIFSの研究者らは、水素ホウ素は「よりクリーンな核融合炉の概念を可能にするため、先進的な核融合燃料とみなされている。この成果は、先進的な核融合燃料を使用する核融合炉の実現に向けた大きな第一歩である」と述べた。

科学者らは研究論文で次のように書いている：「核融合炉心を製造する際の課題はDTよりもp-11Bの方が大きいが、原子炉の工学ははるかに単純になるだろう。…簡単に言うと、核融合へのp-11Bの道は下流の工学をトレードすることになる」現在の物理学の課題に対する課題です。そして物理学の課題は克服できます。」

研究者らは火曜日、TAEとNIFSの協力から得られるいくつかのハイライトについて、以下を含むと考えていることを概説した。

—ダレル・プロクターPOWER (@POWERmagazine) の上級副編集者です。

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