科学者たちは史上初めて、核融合実験で、実験を駆動するために使ったレーザーエネルギーを上回るエネルギーを生み出すことに成功した。
核融合は、巨大な力で水素プラズマを圧縮・加熱し、それらをヘリウムに融合させて膨大なエネルギーを放出することで起こる。
この過程では有害な大気汚染物質が排出されず、発生する放射性廃棄物も少量で、放射能が長く残らない。
ただし、核融合を商業規模で利用できるようになるまでには数十年かかる可能性があると、科学者たちは述べている。
ここでは、開発中の技術と、エネルギーの生産・利用のあり方を変えるための国立点火施設の取り組みについて解説する。
核融合の科学
ローレンス・リバモア国立研究所（LLNL）の一部門である国立点火施設の米国の科学者たちは、今週、核融合における大きなブレークスルーを発表した。
科学者たちは史上初めて、核融合実験で、実験を駆動するために使ったレーザーエネルギーを上回るエネルギーを生み出すことに成功した。
上のインフォグラフィックでは、核融合について説明し、この発見がクリーンで持続可能な新たなエネルギーの未来をどう切り開く可能性があるかを示す。
核融合とは何か？
核融合は太陽や恒星のエネルギー源であり、そこでは巨大な力によって水素プラズマが摂氏約1億度まで圧縮・加熱される。この温度では、より軽い粒子同士が融合してヘリウムになり、膨大なエネルギーを放出する。
核融合は比較的クリーンなエネルギー源である。有害な大気汚染物質を排出せず、発生する放射性廃棄物も少量で、放射能が長く残らない。
科学者たちは70年近くにわたり、重水素とトリチウムという水素の同位体を使って核融合発電所を稼働させ、地球上で核融合を再現しようと試みてきた。
重水素は海水に含まれ、トリチウムは（電池に広く使われる元素である）リチウムに放射線を照射して得られる。この同位体を入手できることから、核融合は将来、主要なエネルギー源になる可能性がある。
例えば、水1リットルに含まれる重水素の量から、石油300リットルを燃焼させた場合と同量の核融合エネルギーを生み出せる。
しかし、本当の課題は、核融合発電所が消費する以上のエネルギーを生み出せるようにすることだ。
核融合点火の課題
核融合点火とは、反応が自続するようになり、消費する以上のエネルギーを生み出す核融合反応を指す。これまで科学者たちが達成できたのは、エネルギー収支をとんとんにすることだけだった。
国立点火施設は、「慣性閉じ込め核融合」と呼ばれる特殊な方式を採用した。これは、水素プラズマの小さな燃料ペレットにレーザーを照射して、核融合点火を起こすものだ。
LLNLの実験では、標的に2.05メガジュール（MJ）のエネルギーを与えた結果、核融合エネルギーとして3.15 MJを出力し、核融合の閾値を超えた。と米国エネルギー省は述べている。
核融合エネルギーは近いうちに商業化できるのか？
近年、核融合技術は政府だけでなく、シェブロンやグーグルなどの民間企業からも注目を集めている。ブルームバーグ・インテリジェンスは、核融合市場の規模が最終的に40兆ドルに達すると推定している。
エネルギー生産のほか、核融合は宇宙推進、船舶推進、医療用・産業用熱供給などの市場でも利用されると予想されている。
しかし、ローレンス・リバモア国立研究所の所長キム・ブディルによると、核融合エネルギーの商業化には「おそらく数十年」かかるという。
ブレークスルーの発表に際し、ブディル所長は、核融合を商業化するには、1分間に「非常に多くの核融合点火事象」を起こすとともに、「堅牢なドライバーシステム」を備える必要があると指摘した。
