STEPは英国で核融合を起こす際にJETに代わって発電するが、発電も行う

ノッティンガムシャーに建設される新しい球形トカマクエネルギー生産（STEP）プロジェクトは、安全で潜在的に無尽蔵の低炭素エネルギー源としての核融合の可能性を最終的に実証するために、先駆的な原子炉技術を使用することを目的としている。

STEPはオックスフォード発のジョイント・ヨーロッパ・トーラス（JET）プロジェクトを引き継ぐもので、同プロジェクトは12月に最新の実験を実施し、木曜日に「最終結果」を発表する予定だ。

この移行は、高エネルギー価格と広範な不確実性、さらには費用のかかる気候変動政策により、核融合などの新しい形態のエネルギーが推進されているときに行われます。

英国の核融合プログラムを運営する英国原子力庁（UKAEA）の副事務局長ティム・ベストウィック氏は、「核融合に対する世界の関心は…近年、異常な変化を遂げている」と述べた。

「最も変わったのは、安全保障と低炭素エネルギーの両方の面で直面する課題を克服するには、核融合エネルギーの特性を備えたものが必要だという理解が広く広まったことだ」と同氏は述べた。

核融合の大きな期待は、太陽の熱を発生させる反応を再現することで、発電所が世界中のどこでも豊富なエネルギーを生産できるようになるということです。

この反応では長寿命の放射性廃棄物は発生せず、同位体は大量に見つかり、少量の燃料が数百年間家庭に電力を供給する可能性があります。しかし、40年にわたる実験を経ても、この技術が商業的に大規模に発電できることを証明するにはまだ遠い。これまでのところ、エネルギー獲得を伴う融合、つまりエネルギー生産が消費を上回る融合はリバモア研究所でのみ行われている。

英国が核融合研究の最前線に立ってきたのは、80年代初頭にオックスフォード郊外にJET（EU加盟国、スイス、英国、ウクライナの共同事業）を建設する決定があったことによるところが大きい。

JET は 1984 年にエリザベス 2 世によって発足し、1991 年に最初の重水素と三重水素のプラズマを生成し、1997 年に生成されるエネルギーの世界記録を達成しました。2021 年に JET は新たなマイルストーンを打ち立て、5 秒間の反応で周囲を沸騰させるのに十分なエネルギーを生成します。ケトルは 60 個ですが、これは実験で消費されたエネルギーよりはるかに少ないです。

政府の現在の予定表によれば、STEPマシンは2040年の初めまで稼働しない予定である。しかし、環境と政治の緊急性により、その時期が早まる可能性がある。また、核融合発電所の製造をかなり前に約束する実験が行われているためである。 MITのもの。

工場の建設を担当する政府機関である英国インダストリアル・フュージョン・ソリューションズの初代社長デビッド・ガン氏は、「われわれは進捗を加速できるかどうか、非常に慎重に検討するつもりだ」と述べた。

JET は実験機でしたが、STEP の主な目標は、商業的に意味のある方法で送電網用の電力を生成することです。廃止された石炭火力発電所の跡地に建設される。

人工知能、特に機械学習はSTEPで重要な役割を果たす予定であり、科学者がプロジェクトに着手する前にテクノロジーのデジタルバージョンをテストできるようになるとガン氏は述べた。

STEP は、JET と同様に、 トカマクとして知られる核融合機の一種になります。しかし、JETと世界中で稼働している他の約50基のトカマクはドーナツ型であるのに対し、STEPは「芯の薄いリンゴ」のような球形になるとガン氏は語った。

過熱プラズマを機械の壁に近づけることにより、理論上、球状トカマクはよりコンパクトになり、より小型で安価な磁石を使用できるようになります。これにより、商業化が容易になる可能性がありますが、膨大なエンジニアリング作業が必要になります。

トカマクはプラズマを太陽の中心の 10 倍高い温度まで加熱し、絶対零度に近い温度 (マイナス 273 ℃) の液体ヘリウムを超電導磁石の冷却剤として使用します。

「お互いの距離2メートル以内に、太陽系で最も暑い場所と、地球上で最も寒い場所がいくつかあります」と、元JET作戦主任で現在はUKAEAのエンジニアリング・計算担当エグゼクティブディレクターのジョー・ミルンズは言う。 「この課題に対処できるマシンをどのように作成しますか?私たちは忙しくしてそれを実現する必要があります。」

核融合の利点は、核分裂とは異なり、安全なサイロに何千年も保管しなければならない使用済み放射性燃料が生成されないことです。核融合から生じる問題は中性子の生成ですが、逆説的ですが、中性子は別の目的で放射性同位体を生成したり、核分裂発電所で使用したりするために別の方法で使用することができます。しかし、中性子生成を伴う通常の核融合の問題が、これらの機械の主な問題となるでしょう。