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【びっくりサイエンス】未来のエネルギー 高まる核融合ビジネス熱

「地上に太陽をつくり出す」と例えられる新たな発電方法「核融合」を実用化するための研究が、熱を帯び始めた。原子力発電に使われる「核分裂」と名前は似ているものの、全く別の反応で、火力発電のように二酸化炭素を排出することもない。アニメ「機動戦士ガンダム」など未来を舞台にしたアニメや映画にはしばしば登場してきたが、技術的なハードルが高く、実現はまだ先だと考えられてきた。しかし、ここ数年で様相は一変、各地で核融合炉の開発が進み、民間企業による技術競争が激化している。

核融合炉のイメージ
核融合炉のイメージ

地上に太陽をつくる

核融合は、水素などの軽い原子核同士が融合して新しい原子核になる反応。太陽の中心部では常に水素による核融合が起こっており、その反応によって膨大なエネルギーが生み出される。

核融合反応による発電の実用化に適した燃料は、重水素と三重水素(トリチウム)。計1グラム分を融合すると、石油8トン分に相当するエネルギーを生み出せるともいわれ、非常に効率がいいのも特徴だ。

しかも重水素は海水から取り出すことができ、トリチウムは発電の過程で再生成されるため、枯渇する恐れがない。二酸化炭素を排出しない新たな発電方法として期待がかかっている。

それならなぜ、これまで核融合による発電設備がつくられなかったのか。ハードルとなってきたのは、核融合を起こす条件の難しさだ。太陽の中心といった極端な環境下で起きる反応であり、安定的に反応を起こすためには重水素やトリチウムを1億度を超える高温に加熱し、「プラズマ」と呼ばれる雷のような状態を保つ必要がある。

プラズマは、不純物がまざったり、何らかの物体に触れたりするだけで消滅するほどデリケートで扱いが難しい。逆に、それゆえに原子力発電に使われる核分裂のように、意図せずに反応を制御できなくなる事故は起こりえない。

脱炭素で高まる機運

そんな「未来のエネルギー」を国際的な協力によって実現しようと、日米やEUなどは1985年から、国際熱核融合実験炉(ITER=イーター)を建設する準備を進めてきた。2035年ごろフランスで反応を開始する見込みだ。

だが近年、よりスピード感をもって核融合による発電の実用化を目指すスタートアップが相次いで立ち上がっている。その数は世界中で50社近く、2025年に独自の核融合炉の運転を開始するとしている企業も複数ある。これらの企業にはマイクロソフトの創業者、ビル・ゲイツ氏やアマゾンの創業者、ジェフ・ベゾス氏らが投資している。

背景には、脱炭素社会への関心の高まりがある。地球温暖化防止の国際的枠組み「パリ協定」が2015年に採択されて以降、核融合が有力な次世代エネルギーとして注目されるようになった。実用化への期待も急速に高まっている。

核融合「この手で」

国内でも研究が活発化している。核融合炉に必要な主要部品の開発に取り組むのが、30年以上にわたり核融合の研究を続けてきた京都大の小西哲之教授(核融合学)だ。小西氏は「海外に出遅れるわけにはいかない」として令和元年、京都大宇治キャンパス(京都府宇治市)の研究室を拠点とする「京都フュージョニアリング(KF社)」を3人の共同創業者と立ち上げた。

同社が頼みとするのが、製造を委託する国内メーカーの高い技術力だ。たとえば、炉から不純物を取り除く排気装置「ダイバータ」は特殊な合金が原料。この合金を精密に加工・接合する技術を持っているのは世界でも数社のみだ。ダイバータを請け負う金属技研(東京)はその条件をクリアする高い技術力があり、同社の土屋将夫常務は「取り扱いが難しい合金同士の接合が必要だが、これまでに培ったノウハウが生きるはずだ」と意気込む。

炉内で使われる特殊なポンプの開発を進める助川電気工業(茨城県)は、廃炉作業が進む高速増殖炉「もんじゅ」(福井県)で冷却材のナトリウムを循環させるポンプを手がけてきた。東日本大震災以降、原子力関連の受注が激減しているといい、同社の担当者は「仕事を受注し続けなければ技術を維持できない」と核融合炉でのポンプ開発に前向きだ。

原発の稼働停止が相次ぐ中、核融合炉の実現に向けたこうした研究は、原子力産業を支えてきた技術を継承し、次代に生かすことにもつながる。KF社の長尾昂社長(38)は「原子力産業の現場を知る技術者は50~60代。今のうちに彼らの技を継承できなければ、途絶えてしまう」と話す。

小西氏は「情報通信やバイオ関連技術で大きく後れを取った日本だが、核融合では存在感を示すチャンスはある」。日本の技術を守り、武器にすることができるか、今後に注目が集まる。(花輪理徳)


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