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ゴールまであと少し!2019年核融合発電による電力供給開始か?

   

核融合発電実現までもう少し
核融合発電はかつて「夢のエネルギー」と言われていました。太陽のエネルギー源を地上で再現できるとして鳴り物入りで紹介されてきたのですが、ここ数年すっかり忘れられた存在になりつつありました。

しかし岐阜県土岐市にある核融合科学研究所では核融合発電システムの研究を進めていて、2013年には高温プラズマという核融合に欠かせないシステムを48分間にわたって維持することに成功しました。

そもそも核融合とはどのような発電の仕組化について紹介すると、原子核反応の一種で水素などの軽い原子核を融合することで重たい原子核を作り出します。

この時に質量が少し減少して、大量のエネルギーを放出します。もしこのエネルギーを発電力として利用できるようになれば、無限のエネルギーを取り出せるようになるとして、各国で研究が進められています。

しかし長年研究が続けられていますが、利用できる段階には至っていません。
なぜできないのかというと太陽のエネルギー源を地上で再現するわけで、そのためには高温で高密度に耐えられる環境を整備しなければなりません。特に高温に耐えられる発電所を作るのが至難の業で、核融合点火するには1億2000万度必要だといいます。これは太陽の中心の1500万度の8倍の熱エネルギーを作り出し、それに耐えられる器を準備しないといけません。

しかしこの問題も、先に紹介した核融合科学研究所でもクリアしつつあります。プラズマを48分間持続させたときは2300万度のプラズマでしたが、すでに9400万度までは達成しています。

核融合研究所では長年水素を使って研究を行ってきました。しかし2016年には重水素を使った実験を始める計画を立てていて、これなら水素の1.4倍の高温を出すことが可能だといいます。これなら先ほど紹介した1億2000万度の基準をクリアできる可能性が高いです。核融合科学研究所では、2018~2019年に1億2000万度の達成を計画しています。

すでに核融合を満たすための条件を達成しているアプローチも

この核融合科学研究所の行っている実験は、ヘリカル方式を採用しています。

出典:nifs.ac.jp

しかし世界の研究の中で主流なのは、トカマク方式と呼ばれるものです。トカマク方式ですが、ドーナツにプラズマを閉じ込めるための多数のリングのような形状をした磁石を取り付けるような形状をしたものです。このトカマク方式は実は、すでに核融合を起こすための条件をクリアしています。

出典:rist.or.jp

しかしトカマク方式には弱点があって、連続運転が難しいというものがあります。連続運転しなければ安定した電力供給ができませんが、プラズマ内に大電流を流し続ける必要があります。一方でヘリカル方式ですがまだ核融合のための条件を満たしていないものの、連続運転は可能とされています。ですから核融合を利用するためには、両方式を併用することが一番であると考えられています。

トカマク方式の国際熱核融合実験炉ですが、日米欧の共同プロジェクトで2020年にフランス南部で稼働できるように建設を進めています。この両者の実験が本格的に進められれば、日常でも核融合発電が利用できるようになる可能性は高まります。核融合に携わっている専門家の話によると、これから30年経過すれば核融合発電実現の見通しが立つのではないかと見られています。

核融合と言われると、原子力発電をイメージする人も多いでしょう。しかし核融合は核分裂エネルギーを利用した電子力発電と比較すると安全性は高いと言われています。しかし原子力発電に関して、2011年の東日本大震災において発生した福島原子力発電所の事故で国民の不信感は強いです。国民の理解を得ることも、今後核融合発電が普及するための条件といえます。

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