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将来のクリーンエネルギーとして核融合が注目を集めています。 2022 年、小型核融合技術は MIT Technology Review によって「世界の画期的な技術トップ 10」の 1 つに選ばれました。

多くの人が懸念しているのは、核融合はいつ実用化されるのかということだ。

短期的な商業化は依然として困難ではあるが、世界では核融合の商業開発が積極的に推進されている。

核融合産業協会が発表した「2024年世界核融合産業報告書」によると、核融合産業は世界中で71億ドル以上の投資を集めている。 2023年以来、核融合関連技術の開発を支援するために9億ドルを超える新たな資金が注入されている。

同協会が2023年に発表した年次報告書では、世界の核融合企業の数は43社だったが、今年はその数が45社に増えた。政府の公的資金支援は過去12カ月と比べて57％増加し、4億2,600万米ドルに達した。

過去のさまざまな企業の資金調達の中でも、Xcimer Energy社の1億ドル、SHINE Technologies社の9,000万ドル、Helion Energy社の6,500万ドルなど、米国の核融合エネルギー企業3社が高い注目を集めている。

図丨核融合産業協会が発表した「2024年世界核融合産業レポート」（出典：核融合産業協会）

核融合というと、磁気閉じ込め核融合装置トカマクやレーザー慣性閉じ込め核融合が真っ先に思い浮かびます。

トカマクは、1950 年代にソ連の科学者によって元々発明されたリング状の装置です。この装置は、核融合燃料をプラズマを形成するのに十分な高温に長時間維持し、磁場を使用してプラズマを閉じ込めます。

磁場は目に見えず、無形であり、数億度の高温でも安定して存在できます。発火条件に達すると、トカマクはプラズマが不安定になるまで反応を維持し続けることができます。

もう 1 つの一般的な拘束方法はレーザー慣性拘束です。これは、米国のローレンス リバモア国立研究所の国立点火施設 (NIF) で使用されています。

この装置は、固体核燃料粒子に複数の高出力レーザー光線を短時間に同時に照射し、その温度を上昇させてプラズマ化し、爆発を引き起こし、さらに重水素と三重水素を爆発させます。核融合反応を誘発します。

2022 年に、NIF は初めて核融合点火による正味エネルギー利得を達成しました。

対照的に、Xcimer Energy は NIF よりも優れた結果を達成すると主張しています。たとえば、10 倍のレーザー エネルギーを生成し、効率を 10 倍高め、ジュールあたりのコストを NIF の 30 分の 1 に削減します。

中国市場では、2022年設立の核融合スタートアップの漢海九能がエンジェルラウンドファイナンスを開始した。

さらに、今年4月には華英資本、Qiji Chuangtan、Qingzhou Capital、Houshi Capitalから5,000万元の資金調達が完了しており、今回の資金調達はリニアデバイスの物理設計とエンジニアリング設計に使用される予定である。 。

同社の公式ウェブサイトによると、同社の中核チームには核融合分野の国内の研究開発学校や科学研究機関での経験があり、協力機関にはCNNCの南西原子力産業物理研究所、中国のプラズマ物理研究所などが含まれる。科学院、中国科学技術大学、華中科学技術大学が待機している。

ハンハイ・エナジーのCEOであるシャン・ジャン氏は、中国科学技術大学を卒業し、学士号と博士号を取得しており、研究の方向性は磁場閉じ込め核融合装置トカマクである。

博士号取得後、科学研究機関に10年以上勤務し、磁気閉じ込め核融合装置トカマクやレーザー慣性閉じ込め核融合の研究で豊富な経験を積んだ。

技術的な観点から見ると、Hanhai Energy Concentration はフィールドリバース構成 (FRC) 制御の核融合装置を使用しています。

FRC では、プラズマはドーナツ状のリング構造内に閉じ込められ、磁場に囲まれます。トカマクやステラレーターなどの他の核融合閉じ込め概念とは異なり、FRC プラズマ全体とそれに関連する磁場は自己完結型の構造を形成します。

ハンハイ・エナジーは「中国のヘリオン・エナジーになることを望んでいる」 その技術的な道筋についてはあまり公開されていないが、海外で同じ技術的な道を歩む米国の核融合会社であるヘリオン・エナジーから何らかの参考になるかもしれない。

Helion Energy の核融合発電機は、核融合燃料の温度を摂氏 1 億度以上に上昇させ、高効率のパルスで電気エネルギーを直接抽出します。 Helion Energy の核融合の燃料である重水素とヘリウム 3 は、徐々に加熱されてプラズマ状態になり、磁石がプラズマを FRC の構造に閉じ込めます。

次に、磁石が 2 つの FRC を装置の両端から時速 100 万マイルまで加速し、中央で衝突させます。 FRC が系の中心で衝突すると、摂氏 1 億度 (9 keV) を超える融合温度に達するまで、強力な磁場によって再び圧縮されます。

重水素イオンとヘリウム 3 イオンは、この温度でそれらの間の反発力に打ち勝つのに十分な速さで移動し、核融合反応が発生します。そして、核融合プロセスによって消費されるエネルギーよりも多くのエネルギーが放出されます。新しい核融合エネルギーの生成にはプラズマの膨張が伴います。

中国市場における核融合の開発スピードは無視できない。ハンハイ・エナジーに加えて、最近では他の商用核融合企業に対する資金調達の動きもある。

たとえば、3月にはXinghuan JunengがPre-Aラウンドの資金調達で数億元を受け取った。 Fusion New Energyは5月にシリーズAの資金調達を受けたが、資金調達額はまだ明らかにされておらず、2023年5月に同社は15億元のエンジェルラウンドを完了した。

過去 2 年間で、Energy Singularity はエンジェルラウンドとプレ A ラウンドでそれぞれ約 4 億元の資金調達を受けました。さらに、ENN グループの子会社である ENN Technology Company も核融合技術の開発促進に取り組んでいます。

世界市場と中国市場における核融合企業の動向から、核融合技術が2040年までに電力網に電力を供給できるかどうか、さまざまな核融合企業が課題を解決できるかどうかがわかります。テクノロジー、電力効率、DeepTech は財政支援などの一連の課題に細心の注意を払っていきます。

参考文献:

https://www.fusionindustryassociation.org/fia-launches-2024-global-fusion-industry-report/

https://xcimer.energy/xcimer-raises-100-million-to-put-inertial-fusion-energy-on-path-to-commercialization/

https://www.shinefusion.com/

https://www.helionenergy.com/

サポート：夢の中ではわからない

植字：朱佳史

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