2021-09-25

結局核融合ってどの段階まで行ってんの?2030年代にどこまで行けんの

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いての補足)を書いちゃうよ。もうバレてると思うけど、増田核融合ベンチャーに頑張ってほしいと思ってる(利害関係はない)タイプ業界人だよ。業界の中にも否定的な人は普通にいるよ。

核融合必要な性能って?

核融合で発電するには、「十分高い温度密度の高純度なプラズマ」が必要。それが十分な性能になったら、あとは発電設備を付ければ発電できるようになる(それも簡単ではないけど)。

プラズマの性能は温度密度・閉じ込めの3つを同時に達成しないといけないので、本当は核融合三重積という指標を使う。そうじゃないと「温度は高いけどスカスカ核融合反応をほとんどしないプラズマ」とかがすごいっぽく見えてしまう。でもここでは長くなるので割愛。というのも、幸いにしてすでに核融合反応を起こした装置は2つあって「実際核融合で何Wを何秒出した」と言えるのでそこで判断してもらって大きな問題はないから。

現状の核融合記録

TFTR: 1994年 米国 (1000 kWの核融合反応)

TFTRは装置名。世界初の大型装置での核融合燃料を使った本格的な核融合反応。(ここまでは取り扱いの面倒な三重水素は使われてなかった。)核融合出力1000 kWをプラズマ的には十分長い0.2秒くらい維持した。

JET: 1997年 EU (1600 kWの核融合反応)

現在までの最高出力記録。このとき、2400kWくらいのエネルギーを投入して1600kW出したので、投入エネルギーの0.6倍は出せた計算。ただし、投入エネルギー=投入電力ではないので注意。電力ベースでは(記録はないけど)おそらく0.1を割るだろうと思われる。

JT-60U: 1998年 日本 (参考記録

ギネス認定の人工での世界最高温度記録である5.2億度を達成した。また、1億度のプラズマを9秒フラットに維持したりもしている。日本放射線管理のあれこれで核融合燃料を使えなかったため、核融合出力はない。しかし、この5.2億度のプラズマでの温度密度から核融合燃料を使っていれば投入エネルギーを超える核融合出力が得られたと推定されている。(JETの0.6を超えて1.2くらい達成したはずという意味

この3つを見てわかるとおり、核融合の記録は90年代ばかり、2000年代以降は更新されていない。iphone13の時代windows meすらない時代の記録が最高記録扱いなのである研究者ベンチャーなんてやりたくなるほどのフラストレーションを感じている理由ちょっとはわかってもらえるだろう。

どこまで行けば良いの?

そこらへんの火力や原子力発電所では、電気出力が数十万 kWから百万 kWくらいなので、発電効率を考えて核融合出力で100万kWくらい出せれば核融合発電所第一号としては十分だとすると、JETの記録を600倍は増やさないといけない。600倍とかヤバくね?と思うかもたけど、iterは50万kWの核融合出力を400秒続けられるように設計されている(それは見通せてる)ので、iterの二倍で良いわけである。本当なら今頃はiterの成果を見ながら「iterの2倍程度の出力をもっと長く継続する」「発電設備をつける」にトピックが移ってたはずなんだけど、遅れてるのが現状。元々90年代の成果と知見を元に次の装置設計して建設するため、10年程度の空白期間が出来てしまうことはしょうがないのだけど、2010頃には動いていたはずのiterが遅れたために空白期間かここまで伸びてしまっている。iter複数企業どころか複数国(EU+六カ国)が機器を持ち寄るというみずほ銀行勘定システム以上のゲキヤバ案件でなければ今頃...iterが大失敗して、核融合業界全体が死んでた可能性もあるんだけどね。

なんでベンチャーiterよりすごいものが作れるって言ってるの?

iterの基本設計が古くて保守的から。97年にベース設計が決まって、2007に更新されたのがiter。炉形式も実績はあるが思想の古い保守的なトカマク(上述の3つはこれ)。しかも「失敗は許されない!」と90年代に確実だった(枯れた)技術ばかりが使われている。典型的には超伝導線材(コイル)で、iter日本のLHDで採用された実績のあるニオブチタン合金超電導線材すら「日本しか供給できないので供給力が不安」という理由不採用にして、性能が低いニオブとスズの合金の線材を採用しているくらいに保守的なのである

そういうiterなので、研究者が「リスクを犯してでも最先端技術や炉形式を使えば、もっと安く、もっと良いものができる!」と考えるのは当然の帰結。そんなわけなので、2000年代にようやく工業レベル供給ができるようになってきた高温超伝導導体はベンチャー提案ではスタンダードである

本当に2030年に実現するの?

ここからはより私見が強くなるけど、「2030年代に既存原発や火発なみに発電する核融合発電所ができるか?」なら答えはNo。そもそも建設10年程度かかるものなので、2030年代までに動くのは次の世代の炉だけ。でも、ガチ発電所の前に一世代「お試し発電はするけど、ガチ発電所ほどじゃない」やつが要る。二世代作るのはどう頑張っても間に合わないし、次のやつのデータを見ながら規制法律の整備とかもするからそういう意味でも間に合わない。多分、用地設定とかも含めると、すでに提案済みの新型原発核分裂炉)でも20年たらずで発電開始は無理じゃないかな?

でも、「2030年代にちょっとでも良いか核融合で消費電力を超える発電をする」なら10 %くらいいける確率はあると思う。首相青森の六ケ所(iter候補立候補してた)あたりを特区指定して、原子力規制庁が規制法を爆速で整備して、現存設計案(ベンチャーの案でも、量研機構が準備してる次世代核融合設計案でも良い)の最小限版を速攻で建設開始するシナリオ。当然その時はみずほ勘定システム方式ではなく、日立なり東芝なりの一社に全体を統括してもらう。そこまでお膳立てされれば遅れない。多分遅れないと思う。遅れないんじゃないかな。ま ちょっと覚悟はしておけ。

おまけ、ロッキード・マーチンの案について

記事書いてたとき存在を忘れてた。ロッキード・マーチンのチームはアカデミアとつながっていないので、他の核融合ベンチャー論文などを出してる一方で情報一般向けのニュースくらいしかない。でもまぁ、振動磁場で粒子を閉じ込めるというアイデアちょっと無理がある(そんな早い振動磁場を高強度で作れない)と思うし、車に乗るとかどう考えても無理があることも書いてたのでなぁ(加熱装置も発電装置も電源も車に載るほど軽くない)。核融合ベンチャーは大なり小なり希望的なことを言うものだけど、それと比較しても無理っぽいんじゃないですかね。すでに内部で解散してても驚かないです。

記事への反応 -
  • 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...

  • 自民党総裁候補の高市早苗さんが2030年代に実現する(最初は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...

    • 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...

    • 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。

  • 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?

記事への反応(ブックマークコメント)

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