現在の世界のエネルギー消費量の推計によれば、地球上の核融合エネルギーは100億年以上も利用可能であり、原則として核エネルギーは無尽蔵の無炭素エネルギー源になる可能性があるため、核融合常に人々の長期的な夢でした。
マサチューセッツ工科大学では、3000万ドル相当の新しい研究プロジェクトが醸成されており、核融合技術の普及に努めています。
報告書によると、核融合発電所の建設は迅速かつ低リスクであり、15年以内に完了することができます。 。
図核融合は究極のエネルギー源として見られる
通常とは違って、MITはCommonwealth Fusion Systems（CFS）と呼ばれるスタートアップでこのような発電所を建設することにしました。最近、イタリアのエネルギー会社Eniから5,000万ドルが授与されました。投資CFSとMITの共通の目標は、融合エネルギーの商業化を迅速に実現し、新しい産業を確立することです。
マサチューセッツ工科大学のラファエル・レイフ大統領は、この協力を楽しみにしています。
TUマスターMIT L.ラファエルレイフ
「これは歴史的な瞬間です：超電導マグネット技術の進歩により、この種の安全で非炭素的なエネルギーの新しい可能性がもたらされ、融合が生まれました。産業界の味方は、人類の未来のためにエネルギー革命を全速力で進めるために協力している、と彼は言った。
CFSのCEOであるRobert Mumgaard氏は、「融合エネルギーの影響と可能性について疑う余地はありませんが、核融合エネルギーをどのように達成するのでしょうか？」と述べています。パートナーとし、問題を段階的に解決してください。
左から右：MITのプラズマ科学融合センター副所長、Dan Brunnama、CFS最高技術責任者、Zach Hartwig、原子力科学工学部助教授、CFS CFOのボブ・ムマーガード（Bob Mumgard）CEO、デニス・ホワイト（Dennis White）の最高技術責任者（CFO）であるBrandon Solbohm
世界で最も強力な超伝導マグネットを構築する
我々が知っているように、（例えば、重水素およびトリチウムのような）光原子核の核融合が複数ある場合、放出さ巨大なエネルギーがより重い核に結合する（例えばヘリウム）プロセス、多大なエネルギーは、Sun核融合反応から生成される。一旦場合に達成することができます制御された核融合は、長年にわたる人間のエネルギー問題を解決し、完全に解決されるでしょう。
しかし、核融合反応は、マサチューセッツ工科大学とCFSの目標は100メガワットのコンパクトな核融合発電を構築することですしながら、摂氏数百万の純エネルギーに必要な極端な条件、任意の固体材料は、このような高温に耐えることができない作ります。
図丨CFSチーム
重要なステップは、超伝導電磁石でもコンパクトトカマク核融合装置の重要な構成要素である、世界で最も強力な超伝導電磁石を構築することです。でコーティングされた超伝導材料の超伝導磁石（YBCOの）酸化銅複合材料のストリップ - イットリウム - バリウム。
YBCO材料の最大の利点は、それが大幅に人々が核融合エネルギーと連絡するための新しい方法を提供し、組織の時間と複雑さを融合デバイスに必要な純エネルギーを構築するコストを削減することができるということです。
磁石は、新たな核融合炉の重要な技術であり、磁石の開発は大きな不確実性を持っているので、プロジェクトは最初の二、三年の電磁石のためであるので、MITエンジニアリング教授と原子力基礎工学の部長は、ライトは、言いました研究。
「最初に磁石研究を行うことで、3年以内に信頼できる答えが得られると確信しています」また、最も重要な質問に答えることができます。プラズマ方式は正味のエネルギーを得ますか？ホワイトは言いました。
この超電導マグネットの効果は期待されており、この超電導マグネットで発生する磁場は既存の融合装置の磁場の4倍となり、同じ大きさのトカマク装置の出力を10倍以上に増加させます。
MITとCFSは3年以内に超電導磁石の研究を完了する予定です。その時、彼らは超伝導磁石を使ってコンパクトな融合実験装置SPARCを設計し、構築します。
SPARC tokamak実験装置の図SPARCは、高温の超伝導体を使用して強力な磁場を生成します。この磁場は、正味のエネルギー出力を備えた最初の制御可能なプラズマ核融合炉であると期待されています。
融合に挑戦するテクノロジーマイルストーン
磁石技術が完成したら、チームの次の課題は、既存のトカマク実験装置を単に進化させることです。
SPARCはトカマクデバイスの進化であり、その中でもMITは1970年代にBruno CoppiとRonによって研究活動を開始しました。 •Ron Parkerは2人の教授を率いて研究しました。彼らが研究した強力な磁場融合装置はMITで使用されており、融合科学で多くの科学を創り出しました。
現在、小型融合実験装置SPARCの設計熱出力は100メガワットであるが、火力は完全に電力に変換することはできないが、10秒のパルスで小さな都市に電力を供給すれば十分であり、出力エネルギーは必要なプラズマエネルギーの加熱である。 2回、それはまた融合の技術的マイルストーンを達成する：正味エネルギー出力。
核融合反応を実現することは困難ではないが、現在の融合炉の最大の問題は、入力エネルギーが出力エネルギーよりも大きいことである。つまり、融合を達成するために消費されるエネルギーは融合反応によって放出されるエネルギーを超える。プロセス。
SPARCに基づいて、科学者は2倍で、新たな原子力発電所を建設することができます、それはビジネスでの正味エネルギー出力を達成し、商業の核融合炉の設計と建設の究極のデモになることができます。
プロジェクトのもう一つの層は、大規模な国際協力プロジェクトITERの補足的な研究になるということです。
家庭教師国際熱核実験炉（ITER）プロジェクト
ITERは現在、南フランスに建設された世界最大規模の核融合実験装置、である。成功し、ITER核融合出力は2035年に期待されている場合はすることができ、ハートウィッグの紹介によると、SPARCの出力電力はITER 1/5であるが、それはですサイズはITERの1/65です。
エネルギー市場は新たな協力モデルを必要とする
何十年もの間、核融合研究のための政府の支援の下で、科学者はその実験的研究Alcator C-MODなど、1971と2016の間にマサチューセッツ工科大学の作品を含め、プロの多くの経験を蓄積してきました。
また、これらの仕事の基礎となる、MITの研究を行うためにも資金によるスタートアップ企業と協力することを選んだ。ホワイト、グリーンワルド及びハートウィッグが環境改善の融合にも大きく貢献するが、と言いましたそれは時間がかかりますが、この共同研究は大幅に融合技術の市場投入までの時間を短縮することができます。
過去のエネルギー起業家は、多くの場合、新しいエネルギー技術を市場に投入するために多大な研究資金を必要としました。初期の投資の伝統的な形態は、エネルギー投資家がよく知っている長いサイクルと高密度の資本に反します。
融合反応を生み出すために必要な特別な条件のために、研究者はある程度の研究を行う必要があります。このため、学術と産業のパートナーシップは、融合技術の急速な進歩を確保するために必要な条件です。アプリを作るのはとても簡単だ」とGreenwald氏は語った。
CFSの第1回投資の大部分は、MITの新しい超伝導磁石の研究を支援するために使用されます。もちろん、チームはニーズに合った磁石を開発することができると確信しています。
それは多くの作業を行うために、研究者の多くを必要と、グリーンワルドが追加「これは、これは簡単な作業であることを言っているのではない」。グリーンワルドは、チームが勉強する超電導材料の磁石を作ったことを指摘しましたその場回核融合炉のために必要とされる他のプロジェクト、。磁石の小さいサイズながら、しかし、超伝導磁石のコンセプトの実現可能性を確認しました。
CFSへの投資に加えて、エニもMITEIとの提携を発表し、今後数年間PSFC核融合技術イノベーション研究部の研究プロジェクトをサポートし、総投資額とこれらの研究プロジェクトが$ 200万に達するだろう。
Greenwald氏は、次のように述べています。「当社の戦略は、MITなどの機関による研究に基づいた保守的な物理手法を使用することです.SPARCが目標を達成し、実際の発電所の規模で正味のエネルギー出力を達成する場合、これはKitty Hoキティホークの瞬間（なぜキティホークは1903年にノースカロライナのキティホークに最初のテスト飛行をしたのですか？）