中国の「人工太陽」計画、製造上の節目を達成

9月27日、四川省徳陽市で行われた式典は、核融合エネルギーの実用化を目指す世界的な競争における、静かながら重要な瞬間を告げるものだった。国有の設備メーカーである中国機械工業集団（Sinomachとして知られる）は、BEST（燃焼プラズマ実験超伝導トカマク）と呼ばれる装置用のトロイダル磁場コイルハウジングの初回分の完成と出荷を発表した。これは、実験炉と将来の実証発電所の間のギャップを埋めるために設計された、世界初のコンパクト核融合エネルギー実験装置である。

太陽を動かす反応である核融合は、究極のエネルギー源として長く追求されてきた。海水からの豊富な燃料と、事実上長寿命の放射性廃棄物を出さないことを約束する。課題は、太陽の中心よりも高温のプラズマを閉じ込めることだ。トカマクは強力な磁場を用いて、そのプラズマをドーナツ型のチャンバー内に浮かせる。トロイダル磁場コイルはその磁気の檻の背骨であり、そのハウジングは極寒、強烈な磁力、そして何年にもわたる巨大な機械的応力に耐えなければならない。

BESTは、中国科学院のプラズマ物理研究所によって、安徽省合肥市に建設されている。フランスのITERのような巨大な国際プロジェクトとは異なり、BESTは意図的にコンパクトに設計されている。その目標は、核融合が可能であることを証明するだけでなく、超伝導磁石から熱管理、燃料サイクルに至るまで、実用化に必要な工学を試験することである。この装置は、核融合反応自体が主な加熱源となる燃焼プラズマ領域を探求することが期待されている。

今週納入されたコイルハウジングは、最も要求の厳しい部品の一つである。それらは、絶対零度近くの温度と、通常の金属を引き裂くのに十分な強さの磁場に耐えられる材料を用いて、ミリメートルの何分の一という公差で製造されなければならない。Sinomachの子会社である中国第二重型機械集団は、重鍛造と原子力設備で数十年の経験を持ち、徳陽の拠点でこのバッチを生産した。

同社によれば、これらの部品の大量生産の成功は、中国のメーカーが次世代核融合装置に必要な特殊材料、溶接、精密加工を習得したことを示している。コイルハウジングは現在、BESTトカマクの組み立てが進む合肥に輸送される。当局者は、この装置が今後数年のうちに初のプラズマを達成することを目指していると述べているが、核融合のタイムラインは予測が notoriously 難しいことで知られている。

世界的な核融合コミュニティにとって、このニュースは、この分野が加速しているという高まる感覚を補強するものである。米国、英国、日本の民間企業は、コンパクトなトカマクや代替設計の構築を競っており、ITERはゆっくりと組み立てを続けている。中国のアプローチ——大規模な国家資金による研究プログラムと、コンパクトで系統連系可能な設計への並行した推進を組み合わせたもの——は、その速さと規模で注目を集めている。同国はまた、BESTのより大型の後継機である中国核融合工学試験炉も開発している。

BESTプロジェクトに懐疑的な見方がないわけではない。核融合は、何十年もの間「あと数十年」と言われ続けており、これまでに消費する以上のエネルギーを生み出した実験はない。しかし、各部品の節目は、工学的な現実をより近づける。コイルハウジングは華やかではない。重く、精密な工業製品である。しかし、それなしではプラズマを閉じ込めることはできず、核融合も起こらない。

世界が、天候に関係なく昼夜を問わず稼働できる炭素フリーのエネルギー源を求める中で、核融合の魅力は増すばかりである。BESTが成功しても、それ自体が都市を照らすことはない。しかし、実験室の実験から産業機械への一歩が可能であること、そして長く約束されてきた人工太陽がついに工学の手の届くところにあることを証明するかもしれない。