アメリカのスタートアップ企業Pacific Fusionは、ニューメキシコ州アルバカーキで、10億米ドルの製造および研究施設の建設を開始しました。工場のエンジニアは、2030年までに新型パルスパワーデバイスのテストを行う計画で、核物理学界における2つの長期的な技術指標を目指しています。共同創設者兼技術ディレクターのKeith LeChien博士は、アメリカが先駆けてブレークスルーを達成し、制御された核融合技術が実現可能になったことを強調し、Pacific Fusionの使命は科学的な優位性を産業力とインフラに変換し、アメリカのエネルギーリーダーシップと国家安全保障を強化することだと述べました。
施設の核心的な目標は「施設の純エネルギー増益」を示すことです。過去のレーザーおよび磁気閉じ込め融合実験では、燃料カプセルに向けて放射されたエネルギーと融合出力との比率のみが測定されていました。Pacific Fusionはパルスパワー慣性閉じ込め方式を採用し、効率の測定範囲を工場全体に拡大します。いわゆる施設の純増益とは、融合反応によって生成されるエネルギーが、デバイスが発射前に内部に蓄えた総電力を上回ることを指します。これまでにこのような全体的な電気効率レベルを達成した実験室はありません。
Pacific Fusionはパルスパワー慣性閉じ込めルートを採用
このシステムはパルスパワー慣性閉じ込め原理に基づいており、トカマク装置のように巨大なレーザーアレイや磁場コイルに依存することなく、強力な電流パルスを直接ターゲットに注入します。高電流パルスは極端な磁圧を生成し、小さな燃料カプセルを迅速に圧縮して融合反応を開始します。コストを抑えるために、同社は市場で広く供給されている工業材料を使用し、モジュール化された標準電気部品でパワーシステムを組み立てています。
この技術の基盤は、サンディア、ロスアラモス、ローレンスリバモアなどの国家研究所での数十年にわたる研究成果に由来しています。Pacific Fusionは、ローレンスリバモアとの共同協定に基づき、プロトタイプドライバーSiriusでのテストを完了しました。Siriusはインピーダンスマッチング式マックス発生器を使用して、負荷に短時間の高圧パルスを出力します。テスト中、プロトタイプデバイスは3,000回以上の発射を連続して行い、エンジニアは電圧の安定性、スイッチング損失、回路のタイミングなどのデータを取得し、アルバカーキ工場を駆動する全サイズのパルスモジュールの設計に役立てました。
高エネルギー密度研究と国家安全保障の応用
アルバカーキのデモ装置は、1回のパルスで100メガジュールを超える高産出融合反応を生成する計画です。この規模の出力は、高エネルギー密度状態と呼ばれる極端な温度と圧力環境を形成し、物理学者が核兵器内部環境下での材料と放射線の挙動を研究することを可能にします。アメリカ政府は約30年前に地下核実験が停止した際に、このような実験プラットフォームの需要を確認しています。
この能力に基づき、アメリカエネルギー省の国家核安全管理局はPacific Fusionと正式な協力協定を締結し、高エネルギー密度物理、コンピューターモデリング、先進材料、パルス電気ネットワークを含む範囲での協力を行っています。さらに、同社はロスアラモスにハードウェア組立工場を開設し、デモシステムに必要なモジュール化されたパルスパワー部品を大量生産しています。ニューメキシコ州の公共事業会社Public Service Company of New Mexicoも、今後のパルスパワー工場が電力需要の高まりに応じて地域電力網に基幹電力を供給する方法を研究し始めています。
LeChienは、今日の起工式はアメリカが依然として困難な工事プロジェクトを建設する能力を持っており、他のどの国よりも速く、特に中国を含めてそれを実現できることを証明しているとまとめました。
項目 規格 設施地點 アメリカ合衆国ニューメキシコ州アルバカーキ 建設成本 ¥1,590（US$10） 億 目標測試年份 2030 年 技術路線 パルスパワー慣性拘束 示範裝置單脈衝產能 100 メガジュール以上 原型驅動器 Sirius 原型連續發射次數 3,000 回以上 硬件組裝廠房 ニューメキシコ州ロスラナス