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核融合を開発している科学者たちは、実験用原子炉と商用電力の間に立ちはだかる最も頑固な工学的パズルの1つを解決するための新たな取り組みを開始した。 カリフォルニアにある DIII-D 国立核融合施設は、日本のエンジニアリング会社である京都フュージョニアリングと提携しています。彼らは協力して、核融合炉内で生成される猛烈な熱に対処するように設計された特殊な排気システムを構築し、テストする予定です。このシステムは、米国エネルギー省が資金提供するテストベッド装置であるDIII-Dのトカマクに直接設置される。 核融合は、太陽に燃料を供給するのと同じプロセスである、軽い原子を融合させることによってクリーンな電力を生成します。ほとんどの研究は、トカマクとして知られるドーナツ型の磁気チャンバー内で行われます。しかし、摂氏 1 億度以上に加熱された物質を含むと、機械の壁に重大なリスクが生じます。 トカマクの新しい運用アプローチ 標準的な原子炉は、時間の経過とともに内部表面を侵食する可能性がある、激しく突然の熱パルスに悩まされます。これを克服するために、研究者たちは「負の三角形性」として知られる設計に注目しています。 「負の三角形、つまり逆「D」字型のプラズマは、磁場を備えたプラズマを含むドーナツ型核融合装置であるトカマクにとって、潜在的に変革をもたらす運用アプローチです」と京都フュージョニアリングは説明した。 この代替ジオメトリは、エレガントな物理的利点を提供します。不安定な熱バーストを抑え、過剰な熱エネルギーが原子炉の壁に衝突する前にスムーズに放射します。しかし、その約束にもかかわらず、その独特の粒子流を処理できる産業グレードの排気システムを備えた構成をテストした人は誰もいません。 専用の「ダイバーター」の構築 この新しい事業は、その盲点を直接ターゲットにしています。京都フュージョニアリングは、原子炉の煙突として機能する部品である専用の「ダイバーター」を建設するための耐熱タイルを製造する予定だ。設置後は、DIII-D、京都フュージョニアリング、コロンビア大学の研究者がトカマクを点火して大規模な試験を行う予定です。 DIII-D フュージョン テクノロジー アウトリーチ コーディネーターのソクホ ホン氏は次のように述べています。同氏は、このプロジェクトにより科学者はアクティブで費用対効果の高いテストプラットフォームでアプローチを評価できるようになると述べた。 エンジニアはチャンバー内で微妙なバランスをとる作業に直面します。機械は、溶融が起こるのに十分な高温のコアを維持する必要があり、その一方で、周囲の機器が溶けないように外縁は十分に低温に保たれなければなりません。試験では、内部コンポーネントの熱負荷と機械的ひずみを測定し、長時間の動作中にリバース…