中国の核融合スタートアップ、中性子を出さない反応に成功

北京のすぐ南、河北省廊坊市の試験場で、9月のある夜遅く、エンジニアたちはスクリーンが点灯するのを見守っていた。20を超えるアルファ粒子の信号が一度に現れ、そのタイミングはほぼ完全に揃っていた。1週間の再確認と専門家のレビューを経て、チームは見たものを確認した。民間企業が建設した装置の中で核融合反応が起きたのだ。

装置は「玄龍-50U」と呼ばれる球状トカマクで、過熱プラズマを保持するために設計されたドーナツ型の磁気ボトルだ。建設したのはENN Fusionで、天然ガスでよく知られる中国のエネルギーグループの核融合部門である。この結果が異例なのは燃料にある。ほとんどの核融合実験は重水素と三重水素を使う。比較的融合しやすい水素同位体だが、高エネルギー中性子を大量に放出する。これらの中性子は周囲の材料を放射化させる可能性があり、原子炉には重い遮蔽が必要で、放射性廃棄物が生じる。

玄龍-50Uは代わりに水素とホウ素で運転した。陽子とホウ素11の融合は3つのアルファ粒子——ヘリウム原子核——を生み、中性子はほとんど出ない。同社は、商業核融合企業が自社装置で水素-ホウ素反応を達成した初の事例であり、中国の磁場閉じ込め装置が先進燃料でクリーンな中性子フリーモードで運転した初の事例だと述べた。

魅力は明らかだ。ホウ素は地殻に豊富にあり、水素はどこにでもある。これらを燃やす原子炉は放射性物質をはるかに少なく生成し、従来の核融合炉を非常に高コストにしている遮蔽と保守の負担を潜在的に縮小できる。問題は、水素-ホウ素核融合が重水素-三重水素反応より約10倍高い温度を要求することだ。これは現在のどの装置でも維持できる限界に近い条件である。

だからこそ、廊坊の結果は注意深く読むべきだ。チームが報告したのは核融合と整合するアルファ粒子の信号であり、正味のエネルギー増加ではない。発電所が間近だと主張しているわけではない。この反応は物理学のマイルストーンであり、燃料サイクルを点火し観測できるという兆しであって、商業的突破ではない。核融合研究者は忍耐を学んできた。最初の反応と有用な電力の間の隔たりは、これまでも数十年を飲み込んできた。

それでも方向性は重要だ。核融合は究極のエネルギー源とよく言われる。燃料が海水と岩石から得られ、長寿命の廃棄物も温室効果ガスも出さないからだ。長年、この分野はフランスで建設中の国際トカマクITERなど、政府資金による巨大プロジェクトが支配してきた。今や米国、英国、日本、中国の民間企業が、より小さく速いタイムラインで競い合い、新しい磁石、材料、制御ソフトウェアがスケジュールを短縮できると賭けている。

中国の核融合シーンは混雑してきた。国立研究所は合肥でEASTを、成都でHL-3を運転し、スタートアップや企業プログラムの波が代替設計を追求している。ENNの路線——先進燃料を燃やす球状トカマク——はより野心的な賭けの一つだ。球状装置はコンパクトだが、制御が難しいことで知られている。

世界の読者にとって、結論は単純だ。核融合は解決されていない。しかし、問題の最も難しいバージョンに挑もうとするチームのリストは伸び続けており、その一つが今、河北省の改装された工業団地で、暗闇の中のアルファ粒子を見つめている。