2021-09-24

核融合2030年代に実現とか何言ってんの?って人への解説(補足あり)

自民党総裁候補高市早苗さんが2030年代に実現する(最初2020年代)と言って話題になった核融合高市さんのキャラもあってか「そんなもんできるわけねーだろ」的に扱われることもあるが、実は世界核融合ベンチャー企業では「2030年代に核融合実現」を掲げて100億以上投資を受けている企業複数あるので、業界としてはさして驚きはないのである。というわけなので、いくつかの核融合ベンチャーと、官製核融合実験であるiterについて簡単にまとめてみる。

iter (炉型: 保守的トカマク 日・米・露・中・韓・印・EU)

冷戦終結の一つのシンボルとして米露が共同で建設を決めていたiterに、単独実験炉を作るのを予算的に躊躇していた各国が相乗りしたのが現iter体制である

建設地決定の遅れや、上記の各国が機器を持ち寄って組み立てるという、みずほ銀行勘定システムばりにカオス体制のために建設は当初予定から20年近く遅れ、2025年初稼働(テストみたいなもん)、本格稼働は2035年という状況になっている。実はこの遅れが核融合ベンチャーが乱立する現在を作ったと言っても過言ではない部分があって、というのも、核融合ベンチャーにはiter予算が取られて食い詰めた研究者が立ち上げた組織が多いのである

形式保守的ドーナツ型のトカマク。国際協調なのであまり斬新なアイデアは盛り込まれず、磁石昔ながらの低温超伝導導体を使う。

投入エネルギー10倍程度の核融合エネルギーを出すことを目指すが、投入"電力"ではないため、正味マイナス。発電設備も持たない。ここで得た知見を元に発電を行う"原型炉"を設計する、というのが各国政府公式計画(ただし予算は決まってない)である

Tokamak Energy (炉型: 球状トカマク 英国)

iterなどの保守的トカマクが、よくあるドーナツ的な形のプラズマを作るのに対して、球状トカマクは球の真ん中に細い貫通穴を通したような形状をしているのが特徴。球状トカマクは磁場を使ってプラズマを閉じ込める(押し込める)のに有利ではあることがわかっているものの、まだ高温・高密度での実績は弱い。

トカマクエジーは高温超伝導導体で球状トカマクの磁石を作ることを目指している。球状トカマクは保守的トカマクに次いで実績があるので(日本には九州大学にQUESTという中型装置がある)核融合ベンチャーとしては「目新しさ」は弱いものの、逆に堅さがあるともいえるだろう。米国プリンストン大学(NSTXという装置燃えて止まっている)とも連携しているらしく、そういう意味でもチームが強い。

すでに100億以上の資金調達しており、堅実に装置を作って稼働させている。すでに1500万度程度のプラズマを実現している(年内にはこの装置で1億度を目指す)ため、単純な段階としては核融合ベンチャートップランナーと言って良い。(世界最高温度1000億単位かかった日本JT-60Uの5.2億度)

2030年までに電力を電力網に送り出すことを目標としている。

装置が卵っぽくてかわいい

Commonwealth Fusion Systems: CFS(炉型: トカマク 米国 MIT

MITのチームがベースになって設立した核融合ベンチャー。もともとMITはAlcator C-modというトカマクを持っていたが、CFSはこれをベースにしたARCという核融合炉を提案している。現在はその前段階装置であるSPARC建設である

Alcator C-modは小ぶりながら、世界最強の高磁場(最大8T)を作れるトカマクとして、他では真似できない成果を出していてプラズマ業界では存在感があったものの、2016年に完全にシャットダウンした。それと前後して元々力のあったMITの高温超伝導研究者とAlcator c-modプラズマ研究者がタッグを組んで提案したのが、ARCである

2030年代にはSPARC(商用炉でないものの投入電力より大きな出力を出すことを目指している)を稼働させることを目指しているので、ほぼtokamak energyと同じ目標を少し遅めの日程で掲げていると言ってよいだろう。

ARCという名前は、どう見てもアイアンマンアークアクターに引っ掛けているのだけど、残念ながらロバートダウニーJrは再エネ関連に投資しているようでアイアンマンとのシナジーはないようだ。

General Fusion(炉型: MTF カナダ)

MTF(磁化標的核融合方式)と呼ばれる方式核融合炉を目指すカナダベンチャー。この企業CEOの人のカリスマ的なやつで早期にお金を集めたという印象がある。CFSやtokamak energyがトカマクによる磁場閉じ込めでの長い歴史と実績(90年代米国MIT装置ではないが1000 kWを超える核融合出力を実現している)とチームの長い研究歴を背景に、ある種の堅実さをアピールしている一方で、MTFテーブルトップでの成果も出ていない状態からスタートアップを初めている。液体金属をぐるぐる渦巻かせて中心に空間を作り、そこに吹き込んだプラズマを液体金属で爆縮して断熱圧縮で高温にするというシステムである。野心的であるということはゲームチェンジャーになりえるということであるが、一方で論文などの試算はかなり大雑把なものなので(プラズマや液体金属がうねったりせずにすごくきれいに断熱圧縮される計算)、「そんなきれいに押しつぶされてくれるもんかねぇ?」という印象を持っている人は多いだろうと思われる。

装置ピストンがでかいので見栄えがする。

TAE Technologies (炉型: FRC 米国

メジャー核融合ベンチャーの中では多分最古参企業で、おそらく最大の資金投資を受けている企業。FRCという、トカマクなどとは異なる磁場閉じ込め形式を目指す。FRCはプラズマを閉じ込める磁場を、コイルではなくプラズマの動きで作る。5000万度を達成済で、2030年までに発電実証目標としている点はCFSやtokamak energyと同じ。FRCは高温は作れてもプラズマを安定して維持する能力は低いので、5000万度を作ったからかといって他より先に進んでいるかというとそんなことはないが、装置を作りまくって成果を出しているのは確かである。元々は陽子とボロンの核融合反応を使った発電を目指しており、その反応で出る3つのアルファ粒子に由来して"Tri Alpha Energy"という名前だったのだが、今は他の形式と同じ重水素三重水素を使った発電を直近の目標とした(陽子ーボロンも捨ててないらしい)ためTAE名前が変わったらしい。

かいところはよく知らないが、核融合一辺倒ではなく、応用技術特許化などで収益をだしているらしく、そこはすごい。

装置名が「ノーマン(現行)」「コペルニクス」とかっこよいのも特徴。

京都フュージョニアリング(炉型: なし 日本 京都大学)

京都大学小西教授が率いる日本初の核融合ベンチャー小西教授核融合ブランケット(後述)を専門にしている人で、一般向けエネルギー関連書籍を出してたりしている。

ただし、この会社核融合炉全体を設計するのではなく、ブランケット核融合で出た中性子を受け止めて熱に変換するところ)の設計を売る会社である海外などのプラズマ屋さん主導の核融合ベンチャーは、ブランケット設計はあまり注力していないところが多いので、そういうベンチャーに「あんたの炉はこんなブランケットおすすめですよ」と設計を売るのが仕事。まぁベンチャー目的なんて投資額と投資家の意思でどうにでもなるといえばそうなので、お金が予想外に集まれプラズマ屋さんも集めて核融合炉全体の設計製作だってやるのかもしれないが、さしあたり核融合自体を作る予定はなさそうである。ほかもそうだが、日本ベンチャーはこの2年でようやく2つ立ち上がっただけなので、今は正直海外と比べると桁違いに規模が小さいし弱い。ここも表に出ている研究者は一人だけである

Webサイト小西先生ちょっと疲れているように見えるのが気になる。

EX-fusion (炉型: レーザー 日本 光産業創成大)

2019年創業。"日本初のフルスタック核融合ベンチャー"をうたう企業。光産業創成大(浜松ホトニクスという企業が作った大学院大学)の研究者設立したらしいが、新しいため詳細は不明。"フルスタック"という言葉はよくわからないが、京都フュージョニアリングブランケットのみの開発を売っていることと対比して、核融合炉全体を見て実現を目指すという意味だろうと思われる。レーザー核融合米国NIFの2010年代の大コケにより世界的に元気がないので、生き残りをかけているのだろう。日本レーザー核融合といえば大阪大学レーザー研があるが、こことどの程度の連携をするかなども詳細不明である

ちなみに、"EX-Fusion"で検索すると、ドラゴンボール関連ゲームでの同名の設定のほうが上位に表示される。

Helical-Fusion(炉型: ヘリカル? 日本 核融合科学研究所)

Webサイトのみ公開されている未設立企業。まだ設立すらしていないので何もかも謎だが、噂では日本核融合科学研究所のチームが作るようだ。核融合科学研究所は1億度を超えるプラズマの実績のあるヘリカル型(トカマクとは違うよじれたコイルが特徴)の装置保有しているのだが、近々シャットダウンを予定している。その後は新規の大型装置予算が確保できないために小型設備での基礎研究に舵を切るとされているため、内部の核融合発電所を本気で作りたい一派が起業するらしい。日本で"ヘリカル型"といえばここか京都大学なので、名前からしてどっちかであるのは確かだろう。

この記事に続く補足を書いたよ(9/25)

https://anond.hatelabo.jp/20210925153855

記事への反応 -
  • 核融合炉って燃料は海水でおkってのはマジなの?

    • >>核融合炉って燃料は海水でおkってのはマジなの? 大体マジやで。燃料として使うのは重水素と三重水素の2つやけど、重水素は地球上の水素には一定割合で混ざってて海の水から取...

      • すごいじゃん じゃああとは安全性と持続性が証明されればいいのか 放射能とか大丈夫?

      • いつか海水(の中の重水素)が枯渇するんか? それとも海の中で自動生成されるんか?

  • 原子爆弾落とされても津波で爆発しても、それでも核融合にのめりこむ日本ってなんなの?それが知りたい。

    • 核融合と核分裂の違いがわかってないアホ発見

      • 核融合炉って軽い原子核同士を衝突させて合体させるとエネルギーでるからそれでタービン回す 放射能はほぼない? 核分裂路は重い原子に別な原子当てると原子が離れていってその時に...

        • ・核兵器開発への転用が困難(ウランやプルトニウムが不要)な技術なので他国への技術供与の敷居が低い(日本がこだわる最大の理由はこれ) ・事故発生時の被害が少ない(核分裂と違って...

        • 核融合で「放射能はほぼない?」っていうのは燃料のトリチウムの放射線が弱いってことを意味してるのかな。 ワイが昔見聞きしたところでは、核融合炉の壁が高エネルギーにさらされ...

      • 第五福竜丸で、水爆の被害も受けたことになっているぞ

        • え?第五福竜丸って被爆被害受けたって習ったけどちゃうの?

          • 1954年だから水爆実験 水爆の起爆装置として原爆を使ってたから放射能はある

    • anond:20210924202639 やる夫で学ぶ原子力 http://ansokuwww.blog50.fc2.com/blog-entry-344.html

      • 2008年の2chまとめで草 それはそうと、そんな安全な原発が何故メルトスルーを起こしてレベル7(最大レベル)の事故を起こしたのか、説明してくれませんか?

        • 2chまとめのリンクを張るだけで説明した気になってる人に、そんな難しいことを答えさせるのは酷だろう

        • 次の質問どうぞ

      • すごいなつかしい

    • 火力発電ほど燃料費がかからず水力発電みたいに作る数に制限がないのは魅力的だし、二酸化炭素を出さないからCO2排出量削減的には最適解だからやらないと環境問題を無視してると思...

    • 日本で核融合やってる人たちって技術にフォーカスしすぎてて、他の側面からの核融合の意義を説明しなさすぎなんだよね。 JT-60SAのパンフレット見ても「地上に太陽をつくる」としか書...

      • 言ってるじゃん 核融合炉が完成すれば エネルギー問題が全部解決しますって 電車も新幹線も激安になるって 新幹線が1000円くらいで乗れるようになるとか 電気代も3000円から500円くらい...

    • 交通事故にあったら二度と車を使ってはいけない定期。 バカ理論であることにさっさと気づけ。

    • 日本にサウジ並みの原油が埋まってるとかめっちゃ国土広くていくらでも太陽光パネル置けるとかならそうはならなかったと思うで

  • 勉強になる

  • そりゃあベンチャーは都合の良いことを言わないと金が集まらないから。

    • ロッキードマーティンが2020には試験炉が稼働する!!!!!!!!!! ってぶち上げたのがこの増田には微塵も見えないあたりが核融合を謳う界隈の闇って気がする。

  • 少なくとも2112年には人型ロボットに小型核融合炉が搭載されるのは決定済み

    • 2015年に第3新東京市に使徒襲来することもなかったから歴史がネジ曲がってる可能性のほうが高い

  • こういう記事が増田にも増えて欲しいなあ

  • 日本でヘリカル型って言ったら岐阜にある核融合研究所じゃないの?

  • 光産業創成大なんて大学 初めて聞いたよ

  • 増田の内容の正確性とかさっぱりとわからないほど核融合のことなんて知らないが、 でもざっくりとした雑感として核融合の研究には予算が圧倒的に不足してるんでないのかな? と感じ...

    • 核融合は無限のエネルギーではないしガンダムがビームサーベルを引っこ抜くことと何の関係もないんだけど大丈夫ですか?

      • 太陽って核融合しまくってるけど そのエネルギーを使えないの

        • うちの隣の家のおばあちゃんも屋根に黒いパネル乗っけて有効利用してるよ

  • 14MeVの中性子に耐えられる材料が無いから無理じゃ無いかなぁ。 核融合の臨界には至ってもエネルギー産業としては更に時間がかかる。 ITERのプラズマ対向部材の取り替え装置なんか、絶...

    • ITERが街中でティッシュ配って人材募集してるなんて本当ですか?フリーターとか無職のおじさんを集めてITERは何をしようとしているの?

      • 対象はフリーターとか無職のおじさんじゃ無いよ。大きな企業の最寄り駅で配ってた。 マスク不足の時期はティッシュと一緒にマスクが入ってた。 貴方もフランスで働きませんか? と...

        • フリーターとか無職のおじさんはなぜ対象ではないのですか?

  • 政府の連中が技術の目利きなんて出来るわけないやん それができるんなら今頃日本はIT立国やで

  • 核融合みたいな夢物語信じるのはバカしかいない ほんとに実現可能ならGAFAやイーロンマスクが兆円単位で投資してるわ 一向に金が集まらず一向に進展しないのはそれだけ実現性に疑問...

    • まるで火星移住が実現性あるみたいじゃん

      • 核融合よりはマシだろ ピルグリムファーザーズのように初期組は全滅するかもしれないが

    • googleもアマゾン(のジェフ・ベゾスのファンド)もビル・ゲイツのファンドも核融合に投資しとるで。

    • いやその考えは間違ってる。 金余りだから投資家は色んなものに片っ端から投資してるよ。 ジョブズとか、マジで怪しい超能力研究みたいなのにもカネだしてるぜ? でもそういうもの...

  • https://anond.hatelabo.jp/20210924183546 の続き。核融合についてこんなに見てくれる人が出るとは思わなかったのでびっくり。おじさん続き(というか、前回の記事でまるっとスルーした部分につ...

    • 再エネ増田や核増田がいるなら、火力増田や東電研究員増田とかもいたりしないかな

    • 核融合炉って何十年も前からの「夢の技術」である一方、『現状でどこまで開発が進んでいるか』は分かりにくいから『まとまっていたら見る』という人は大勢いるとは思うんだよね。 ...

      • バハムートのメガフレアが核融合使ってるってよ バハムートを捕まえた方が早いのでは?

        • ドラクエ2の公式ガイドブックによると、イオナズンというのは『空中のあらゆる元素を一点に集めて核融合をおこし、敵の群れの中心で大爆発させる大技』らしいからイオナズンを使...

    • そんなことききたいんじゃねーんだよ 核融合発電ができれば電気代が安くなるかどうかだけ答えろ

      • 安いかどうかなら火力一択なんじゃね しらんけど

        • は? わかんねーなら言うんじゃねえよ お前が自分の内臓とかでも売って 俺に金を工面するとか そういうのねーのかよ

      • タダだよ、タダ同然か。 核融合出来たらエネルギー問題が全部解決して今の世界とは次元が違うことになる、何もかも。 すべてのテクノロジーが連鎖的・爆発的に革命を起こして今まで...

    • 日本のクリーンプラネットはどうなん?

  • 風でひっくり返るとか電気火災程度のリスクしかない太陽光を差し置いて、核融合とかいう危険技術に手を出す意味が分からんね

    • 発生するエネルギーが桁違いだからでは

      • だから安全なんじゃん エネルギー密度が高い発電方式は危険

        • 自動車や馬は速くて危険だから飛脚を使おうって話かな

          • だよ 自転車便はあってもジェット戦闘機便は無い

            • そういう考えの人もいるだろうし、そうじゃない考えの人もいるから自動車はあるし原発もできるんだろうね

    • 太陽光には「発電量が少ない」というリスクがあるじゃねーか

      • むしろ全国に分散したほうが良いね 自分の町で使う電気は自分の町で創ろう

      • リスクと欠点(あるいは弱点、デメリット)を同じ意味で遣う人がいることを知った 増田は勉強になる

  • 小型核融合炉の実現とそれを主要電源にするって話でしょ? なんかスケール小さくしてない?

  • ミニ原発なら、3.11から10年以内に実用化出来ただろうに。先見の目がない人達がこの世には多すぎるようだ。

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