「アイアンマン」もびっくり小型核融合炉

ITERに比べコストが10分の1まで圧縮できる可能性

 実用的な小型トカマク式核融合炉の概念設計を、米マサチューセッツ工科大学(MIT)の研究チームが行い、Fusion Engineering and Design誌に論文発表した。国際共同プロジェクトとして現在フランスに建設中のITER(国際熱核融合実験炉、イーター)と同じ核融合出力であれば、装置の大きさが半分で済み、コストについても約400億ドルかかるとみられるITERに対し、50億ドル程度と10分の1近くまで圧縮できる可能性があるという

 MITプラズマ科学核融合センターのデニス・ホワイト所長と博士課程のブランドン・ソーボム氏らが設計し、「ARC(アーク)リアクター」と名付けた。今後さらに性能向上を目指してデザインを洗練させるほか、プロトタイプの製作に向けた資金集めも行う。

ちなみに映画『アイアンマン』に登場するのは熱プラズマ反応炉の「アークリアクター」。17歳でMITを首席で卒業したという設定の主人公トニー・スタークによる発明で、スターク・インダストリーズに設置された大型の反応装置と、胸に埋め込んでアイアンマンの動力源になる2つのタイプがある。

今回のARCリアクターは、これとは直接的な関係はなく、ARCはそれぞれ、「Affordable=手ごろな値段の」「Robust=頑丈な」「Compact=小型」の頭文字を表す

小型・低コストの設計を可能にしたのは、高温超伝導材料のREBCO(希土類バリウム銅酸化物)を採用しているため重水素と三重水素で核融合を起こすのに必要な、数千万度から数億度という超高温のプラズマ(荷電粒子のガス)を閉じ込めるのに、強度が2倍の磁場を発生させるコイルが作れるという

しかも核融合出力は磁場の強さの4乗で効いてくるため、理論的には16倍の出力が生み出され、同じ出力なら反応炉の容積と重量を10分の1以下にできるという

そのほか、装置全体を分解しなくとも、ドーナツ型の反応炉から格納容器のコアの部分を取り出しやすくする「モジュールコア」を採用、メンテナンスや材料を変化させる性能向上実験をしやすくした

さらに、高エネルギー中性子による格納容器のダメージを減らすのに固体材料で被覆するのではなく、フッ化リチウム・ベリリウム溶融塩の液体を循環させる方式をとっている液体の溶融塩は循環しながら中性子を減速するとともに、発電用の熱交換媒体としても使われる

参考 ニュースイッチ 2015.09.13

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