これまでの原子力発電や原子力爆弾は、ウランの核分裂のエネルギーを利用したものだった。核分裂には、後に放射性物質がゴミとして残る。これに対して核融合は、太陽で起こっている現象で、放射性のゴミは出ないとされる。これを地球上で再現させることができないか、60年以上に亘って研究が行われてきたが、2022年12月13日、米ローレンス・リバモア国立研究所は、この分野において画期的な成果があったと発表したと報じられている。研究所の核融合炉が、投入したエネルギーよりも多くのエネルギーを取り出すことに成功したという。
2022年12月5日、同研究所の国立点火施設（NIF）で、凍らせた重水素と三重水素の球（ペレット）を小さな円筒に入れ、2.05メガジュールのエネルギーをレーザー照射したところ、ペレットは圧縮されて高温高圧の状態になり、中に入っている水素の核融合が起こった。10億分の1秒以下というごく短い間に、融合した原子核はペレットを熱するのに使われたエネルギーよりも約50％多い3.15メガジュールのエネルギーを発生させたらしい。
わずか一瞬で終了したものの、この成果が後々まで与える影響は大きいとされている。核融合の研究者たちは長年の間、入力したレーザーエネルギーを上回る核融合エネルギーを生む「エネルギーの純増」を達成しようと努力を重ねてきたからだ。エネルギー純増を達成することで、NIFは、簡単に核融合反応が持続する状態を作る「点火」が可能であることを示した。点火を断続的にであっても続けることが可能になれば、余剰分を積み重ねる方法を考えるステップになる。
NIFが核燃料の火花として利用したのは、コショウ粒大のペレット。その中には、重水素と三重水素を混ぜ合わせて凍らせたものが入っている。これを、「ホーラム」と呼ばれる小さな円筒のなかに置くと、両側の穴から内部に向けて、192本のレーザーを一斉に照射する。これによりペレットの内部は高温高密度に圧縮され、中に入っている重水素と三重水素が核融合を起こす。
実験室では、水素の原子核を融合させてヘリウムにするために、太陽の内部より数倍高い温度までこれを熱し、電子と原子核がばらばらに離れた「プラズマ状態」にして、閉じ込めておく必要がある。これが出来なければ実用的な核融合の利用は難しい。その成果を出せるかがこれからの課題だろう。
核融合の詳細
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