ローレンス・リバモア国立研究所（LLNL）の科学者たちは、次のことを達成しました。 融合 点火と エネルギー とんとん。 5時th 2022 年 192 月、研究チームはレーザーを使用して制御核融合実験を実施し、2 のレーザー ビームが 8 万ジュール以上の UV エネルギーを極低温ターゲット チャンバー内の小さな燃料ペレットに供給し、エネルギーの損益分岐点を達成しました。それを駆動するためにレーザーによって提供されます。 このブレークスルーは、何十年にもわたる努力の末、史上初めて達成されました。 これは科学のマイルストーンであり、気候変動と闘い、国防のために核実験に頼ることなく核抑止力を維持するために、正味ゼロ炭素経済に向けた将来のクリーンな核融合エネルギーの見通しに重要な意味を持ちます。 以前、XNUMXth2021 年 5 月、研究チームは核融合着火の限界に達していました。 この実験は、これまでのどの核融合実験よりも多くのエネルギーを生み出しましたが、エネルギーの損益分岐点には達しませんでした。 XNUMXで行われた最新の実験th 2022 年 XNUMX 月にはエネルギーの損益分岐点を達成し、制御された核融合を利用してエネルギー需要を満たすことができるという概念実証を提供しました。 実用的な核融合エネルギーの実用化はまだ非常に遠いかもしれません。
核の 反応は、質量エネルギー対称方程式 E=MC に従って、質量損失量に相当する大量のエネルギーを生成します。2 アインシュタインの。 核燃料 (ウラン 235 などの放射性元素) の原子核の分解を伴う核分裂反応は、発電用の原子炉で現在使用されています。 しかし、核分裂を利用した原子炉は、チェルノブイリの事例で明らかなように、人的および環境的に高いリスクを冒しており、廃棄が非常に困難な非常に長い半減期を持つ危険な放射性廃棄物を生成することで有名です。
自然界では、星は私たちの太陽のように、 核融合 水素の小さな原子核の合体がエネルギー生成のメカニズムです。 核融合は、核分裂とは異なり、原子核を結合させるために非常に高い温度と圧力を必要とします。 非常に高い温度と圧力というこの要件は、水素原子核の融合がエネルギー生成の重要なメカニズムである太陽の中心部で満たされていますが、これらの極限状態を地球上で再現することは、これまでのところ制御された実験室条件では不可能であり、その結果、核融合炉はまだ現実にはなっていません。 （核分裂装置の作動によって引き起こされる極端な温度と圧力での制御不能な熱核融合が、水素兵器の背後にある原理です）。
1926 年に、星が水素のヘリウムへの核融合からエネルギーを引き出すことを最初に示唆したのは、アーサー・エディントンでした。 核融合の最初の直接的な実証は、1934 年にラザフォードが重水素からヘリウムへの融合を実験室で行い、その過程で「巨大な効果が生み出された」ことを観察したときでした。 無制限のクリーン エネルギーを提供する大きな可能性を考慮して、世界中の科学者とエンジニアが協力して地球上で核融合を再現しようと努力してきましたが、それは困難な作業でした。
極端な温度では、電子が原子核から分離され、原子は正の原子核と負の電子からなるイオン化ガス、つまり空気のXNUMX万分のXNUMXの密度のプラズマと呼ばれるものになります。 これにより、 融合 非常に厳しい環境。 このような環境（かなりの量のエネルギーが得られる）で核融合が起こるには、XNUMX つの条件が満たされる必要があります。 (高エネルギー衝突を引き起こす可能性がある) 非常に高い温度である必要があり、(衝突の可能性を高めるために) 十分なプラズマ密度がある必要があり、(膨張する傾向がある) プラズマは十分な時間閉じ込められる必要があります。融合を可能にします。 このため、高温プラズマを封じ込めて制御するためのインフラストラクチャと技術の開発が重要な焦点となっています。 ITERのトカマクの場合のように、強力な磁場をプラズマに対処するために使用できる可能性があります。 プラズマの慣性閉じ込めは、重水素同位体を充填したカプセルを高エネルギーレーザービームを使用して爆破させるもう XNUMX つのアプローチです。
で行われた融合研究 ローレンス NIF のリバモア国立研究所 (LLNL) は、レーザー駆動爆縮技術 (慣性閉じ込め核融合) を採用しました。基本的には、重水素と三重水素を充填したミリメートルサイズのカプセルを、X線を発生させる高出力レーザーで爆破します。カプセルが加熱されてプラズマになります。プラズマは内側に向かって加速し、カプセル内の燃料 (重水素原子と三重水素原子) が融合し、エネルギーとアルファ粒子を含むいくつかの粒子を放出するときに、極度の圧力と温度の状態を作り出します。放出された粒子は周囲のプラズマと相互作用し、プラズマをさらに加熱し、より多くの核融合反応とより多くの「エネルギーと粒子」の放出を引き起こし、自立した核融合反応の連鎖（「核融合点火」と呼ばれます）を確立します。
核融合研究コミュニティは、「核融合点火」を達成するために数十年にわたって努力してきました。 自己持続的な融合反応。 オン 8th 2021 年 5 月、ローレンス研究所チームは XNUMX 日に達成した「核融合点火」の限界に達しました。th 2022 年 XNUMX 月。この日、地球上で制御された核融合点火が現実のものとなりました。これは科学のマイルストーンです。
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