【海外の反応】中国の商用炉が水素・ホウ素核融合に成功したらしいぞ → 「「核融合が起きた」ことと「核融合発電ができた」ことは全然別の話」「どれくらいの時間維持できたのか、どこにも書いてないんだよな」

→2. 海外の反応
本当のマイルストーンは非中性子型核融合(エネルギーが中性子じゃなく陽子とか荷電粒子で運ばれるやつ)ってところだろ。これ、他の核融合技術のアキレス腱の一つである中性子放射をほぼ排除できるんだよ。中性子は炉をすぐ劣化させるからな。

→3. 海外の反応
もう一つの弱点は、反応を維持するのに反応自体が生み出すエネルギーの何桁も上の電力が必要ってところな。

→4. 海外の反応
エネルギー収支プラスはもう前に達成されてたはずだけど。しかも収支プラスだからって、中性子による損耗を考える以前に経済的に採算取れるとは限らないし。

→5. 海外の反応
いや、あれは「科学的ブレークイーブン」であって、システム全体で見た収支プラスじゃない。使った以上のエネルギーを生み出した核融合システムはまだ一つも存在しない。

→6. 海外の反応
そうそう、前に「使った分より多く発電した」って書いてた記事が山ほどあったせいなんだよな。あれ炉の特定の部分だけの話で、レーザーの分は含んでなかった。

→7. 海外の反応
NIFはそれを何年も前に達成してるよ。ただ発電方式としては実用的じゃないだけで。

→8. 海外の反応
NIFの核融合研究は純粋に兵器関連のものだからな。磁場閉じ込め以外の技術のほとんどは、商用炉には永遠に使われないかもしれない。

→9. 海外の反応
「収支プラス」には注釈が山ほど付くんだよ。例えば起動に使う電力とか、磁石を冷やす電力とか、周辺設備の電力はカウントしてない。

炉を実際に動かすのに必要な総エネルギーで見たら、文字通り1万倍くらい必要になる。

彼らが言ってる「収支プラス」ってのは、プラズマを圧縮して反応を維持するのに直接必要な分だけを見て、それより多くのエネルギーを得たってだけの話。残念ながらそこは、炉を動かすのに必要な総エネルギーのごくごく一部でしかない。

→10. 海外の反応
そうそう、NIFはD-T核融合で目標レベルの収支プラスを達成してる。自分が言いたかったのは、今回の陽子・ホウ素実験はまだエネルギー収支プラスを実証してないってこと。

→11. 海外の反応
陽子は炉にダメージを与えないの?

→12. 海外の反応
陽子は制御できるけど、中性子は電荷がないから狙った方向に導く手段がまともにないんだよ。

→13. 海外の反応
陽子は電場や磁場で弾き返せる。でも中性子はそんなの無視して、近くにある材料(だいたい炉壁)にそのまま突っ込んでいく。

そうやって炉壁をじわじわ劣化させて、いずれ稼働停止して補修しないといけなくなる。運が良ければそれまで何年かは持つけど、運が悪ければもっと短くて、その分コストもかさむ。

非中性子型核融合は、そのへんの問題とコストをきれいに回避できるってわけ。

→14. 海外の反応
この場合、なんで中性子の方が陽子よりダメージがでかいの?電荷が関係してる?

→15. 海外の反応
陽子は言うこと聞くんだよ、磁石語で話しかけてる限りは。中性子は解放された瞬間、好き勝手な方向に飛んでいく。

→16. 海外の反応
そう、電荷が関係してる。陽子はプラスの電荷を持ってるけど、中性子は電荷なしの「薄汚い中立野郎」だからな。斉射だキフ!

→17. 海外の反応
上位コメントがあっという間に「核融合維持できたぞイエーイ」から「は?まだ発電に十分な蒸気すら作れてないじゃん、核融合エネルギーとは言えない」に変わっていくの草。

でもたった5年前まで、ITERとかですら核融合の持続実証すらままならなかったことを考えると、商用テストがここまで前進してるのは普通にすごいマイルストーンだと思う。

本格的な核融合発電の実現までは、まだ10〜20年くらいはかかるだろうな。

あと個人的には、マーケティングが核融合炉のイメージを世間に誤解させてる気がする。核融合炉って本質的には宇宙時代のテクノロジーで、地上の発電機というよりは宇宙用のエネルギー駆動装置に近いものなんだよな。結局のところ、発電の核心部分は核融合閉じ込め装置の冷却システムから来てるわけで。

ある意味すごく非効率な発電方法ではあるけど、燃料の増殖(ブリード)を同時にできるようになれば、長期的には石炭や石油よりずっと持続可能になるはず。

→19. 海外の反応
そうそう。中性子は電気的に中性だから、材料との衝突以外に制御する手段がないんだよ。荷電粒子なら強力な電磁場で操作できるけど、その場を維持するのにかなりのエネルギーが要る。

自分も核エンジニアじゃない(一応物理のバックグラウンドはあるけど)から、そのトレードオフが「割に合う」のかどうかはコメントできない。ただ一般論として、同じ技術目標に向けて複数のアプローチを並行して探るのは、ブレイクスルーの確率を上げることにはなる。

→20. 海外の反応
磁場を維持するのにそんな大きなエネルギーは要らないよ。抵抗損失分だけ補えばいいわけで、核融合炉は超伝導体で作られてるから、実質的には冷却システムを動かす電力だけで済む。

陽子を出す核融合が実用化できたら、炉の設計にとってゲームチェンジャーになるだろうな。

→21. 海外の反応
閉じ込めが大したコスト要因じゃないなら、「実用化」はおろか、中性子放出型の核融合と同じペースで開発が進まない主な理由って何なんだ?

→22. 海外の反応
単純に*難しい*んだよ。構造やその周辺環境、磁場構造の精密さが大きくて金のかかる問題になる。核融合はスケーリング問題だらけで、磁石は自身の磁場で押しつぶされる危険が出るまでの強度に限界があるし、高温超伝導体を使ってるとクエンチ(超伝導が破れる現象)の危険もある。

こういう問題を回避するために、炉をとにかく大きくして荷電粒子を曲げて戻すのに十分な時間を確保するしかない。

P-B核融合はT-TやD-Tよりずっと高温のプラズマが必要で、高温=粒子がめちゃくちゃ速いってことでもある。

ただ磁石自体を動かすのに必要なエネルギーは?大きいことは大きいけど、とんでもなく大きいわけじゃない。これも超伝導のおかげで、磁石は磁場強度を維持するのにエネルギーをほとんど食わないから。

→23. 海外の反応
たぶん狙いは、核融合が解決すべき最大の課題ともいえる「脆化」の壁を回避することなんだろうな。とはいえ、商用利用に十分なエネルギーを生み出せる規模と高温で動かすには、次世代の磁石とか超伝導技術がさらに必要になっても驚かないけど。

→24. 海外の反応
TAEはもう何年も前から自社の装置で水素・ホウ素反応をやってるよ。 https://tae.com/fusion-power-page/

→26. 海外の反応
これはつまり、水素・ホウ素燃料の「点火」に成功したってことだと解釈してる。エネルギー収支プラスとか商用生産にはまだ程遠くて、そもそも核融合関連のニュースは全部そこから程遠いんだけど、それでもこれは大きな成果だと思う。個人的には水素・ホウ素こそが究極の核融合燃料だと思ってて、理由は非中性子型で、しかもホウ素は地球上に大量にあるから。

非中性子型の燃料でもう一つ実用的なのはヘリウム3だけど、これは月で採掘する必要が出てきそうで、現段階だと完全にSFレベルの話。

重水素・三重水素(D-T)燃料の方が点火は格段に楽で、商用アプローチのほとんどはこっちを狙ってる。でも三重水素は核兵器への転用で厳しく規制されてるし、半減期もかなり短くて原子炉で増殖させないといけないから、実験のほとんどはD-T燃料すら使ってないのが現状。しかも反応から出る中性子が装置をまるごと放射化させて、廃炉作業が物流的な悪夢になる。めちゃくちゃ長くて、めちゃくちゃ金がかかる。

だから自分は陽子・ホウ素核融合が一番好き。点火エネルギーもDTの11倍くらい必要だから、この炉は相当プラズマをうまく閉じ込められて、しっかり加熱できてるはず。これはどの燃料タイプにとっても良いこと。

まとめ:pB核融合は良い、DT核融合はダメ

→27. 海外の反応
自分も核融合推しではあるけど、p-Bが送電網向けの現実的な電源になるかっていうと、かなり懐疑的。DTと比べて点火温度がずっと高いって話は出てたけど、自分がキツいと思うのはそこじゃなくて、物理的な制約の中で最適な閉じ込め圧力にした場合、p-B核融合の出力密度がDTよりめちゃくちゃ低いってところ。

つまり反応を始めるのに必要なエネルギーはずっと多くて、出てくる電力はずっと少ない。今の見積もりだと、DTで作った電力は最安ではないにしても、少なくとも手が届く価格にはなりそう。でもp-Bがどうやって経済的に成立するのか、正直見えない。

→28. 海外の反応
そもそも核融合が「安くて無限」になるって前提はどこから来てるんだ?核分裂だって実質無限のエネルギーだけど、あのプラントを作るのに何十億もかかるじゃん。核融合だけ違う理由が何かあるの?

→29. 海外の反応
もし政府や議会が*エネルギー業界のロビー活動を押しのけてでも*、規制を緩めて本腰入れて公的資金を投入する決断をすれば、意図的に価格を暴落させることだってできるし、社会の色んな問題が楽になるはずなんだけどな。

→30. 海外の反応
うん、トカマクやスフェロマクで見る限りはたぶんその通りだと思う。でもこういう環境でpBの研究が進めば、それが別の方式での収支プラスの可能性につながる追加研究に発展することを期待したい。磁場閉じ込めでのエネルギー収支にとって制動放射(ブレムスシュトラールング)は本当に厄介なんだけど、光電効果を使えばその損失を逆に利益に変えられるかもしれない。

→31. 海外の反応
いや待って、それどういうこと?プラズマの中で光電効果に何を期待してるんだ?制動放射はどんな構成であれ、pB核融合にとって本当に興ざめな存在だよ。

→32. 海外の反応
どうやら、炉の周りに球状のベリリウムシェルを配置して、光電効果でX線を直接電気に変換できるらしいよ。

→33. 海外の反応
これは絶対に「点火」じゃない。単にpB11の反応がいくつか起きただけ。

pB11最大の問題は、プラズマが核融合で生み出す以上のエネルギーをX線として放出してしまうこと。自分が知ってる唯一の回避策は、どんなトカマクも到底及ばないレベルの極端な磁場を使うこと。LPPFusionがまさにこれに挑戦してて、プラズマ配置が自分自身をキンク(ねじれ)させて小さく圧縮されたボール状になり、その過程で極端な条件を実現しようとしてる。

DHe3については、実は月まで行く必要はない。DHe3で収支プラスが取れるなら、DD反応でもそれに近いところまで行けるし、DDの廃棄物はHe3になる(半分は直接、残りは三重水素経由でHe3に崩壊する形で)。この組み合わせ反応だと、エネルギー出力のうち中性子放射になるのはわずか6%で、DTの80%と比べるとかなり少ない。しかも中性子のエネルギーもDTの中性子みたいに超高エネルギーじゃなくて、核分裂の中性子くらいのレベル。核融合企業のHelionは、DD反応からHe3を調達してDHe3炉を作ろうとしてるよ。

→34. 海外の反応
うん、正直pBの高密度プラズマフォーカス方式ってアイデアは好きなんだよな、実用化する見込みは薄いにしても。とにかく核融合が「お湯を沸かすだけ」にならないでほしいわ。

→35. 海外の反応
[動画リンク] これは非中性子型核融合に取り組んでるイカれた科学者の一人。

→36. 海外の反応
そうそう、高密度プラズマフォーカスがモノになれば最も理想的な結果になるはず。ついに「お湯を沸かす」必要そのものがなくなるってことだから。

→37. 海外の反応
いい指摘だな。自分にとって重要なのは、使う以上の電力を生み出せるくらいお湯を沸かせるようになった時点であって、それまでは正直どうでもいい。

→38. 海外の反応
核融合で一番大事なのは「どれだけ持続できるか」で、次が「使った以上のエネルギーを生み出せるか」。1秒未満しか発電を維持できなかった核融合炉なんて山ほどあるからな。

→39. 海外の反応
パルス方式の設計だって、まともな収支プラスが出せるならちゃんと発電所として機能するはずだけどな。

→40. 海外の反応
しかもそれでさえ、「商業的に成立する」のとは全然話が違う。研究投資(の一部でも)の回収、建設費、維持費、運用費まで考えたらな。しかもそれって核融合スタートアップが非営利だった場合の話でしかない…

→41. 海外の反応
それトカマクだから、そもそもの設計上、発電所として運用することは原理的に不可能なんだよ。一度電源を落として、また立ち上げ直す必要があるから。研究用としての方が向いてる。

→42. 海外の反応
それは全然違う。信頼できる核融合発電炉の設計は、ほぼ全部トカマクをベースにしてるよ。

→43. 海外の反応
それは違う。 https://en.wikipedia.org/wiki/Wendelstein_7-X

それに、トカマクが電源のオンオフを繰り返す必要があるっていう本質的な限界自体は変わらない。それって発電炉としては機能しないってことだし。