Fusion's False Dawn


By M. Moyer M. モイヤー
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Ignition is close now. Within a year or two the 192 laser beams at the National Ignition Facility (NIF)──the world's largest and most powerful laser system, a 13-year, $4-billion enterprise──will focus their energy onto a pellet no bigger than a peppercorn. Energy from the laser beams will crush the pellet's core with such force that the hydrogen isotopes inside will fuse together and release energy, an H-bomb in miniature. 点火のときが近づいている。13年と40億ドルをかけて作られた世界最大・最強のレーザー装置,米国立点火施設(NIF)の192本のレーザービームがコショウ粒ほどの燃料ペレットにエネルギーを集中する日が,1~2年内にやってくる。これらレーザーのエネルギーはすさまじい力でペレットを押しつぶし,内部の水素同位体に核融合を起こしてエネルギーを放出させる。超小型の水素爆弾だ。
The trick has been tried before──and with success. But every time scientists have fused together these isotopes, they have had to pump far more energy into the lasers than the reaction spat out. This time the ledger will flip. The boom at the pellet's center will release more energy than the lasers squeezed in, a switch more important than mere accounting would suggest. In theory, this excess energy could be collected and made to run a power plant. Its fuel would be materials found in ordinary seawater; its emissions──both atmospheric and nuclear──would be zero. It would be like capturing a star to run the machines of the earth. It would feed humanity's endless thirst for energy, and it would do so forever. この方法は過去にも試され,成功を収めてきた。ただしこれまでの実験では,水素同位体を融合させるためにレーザーに注ぎ込むエネルギーのほうが,核融合反応によって生じるエネルギーをはるかに上回っていた。今度は得失が逆転する予定だ。レーザーで投入した以上のエネルギーが放出されるはずで,これは単なる収支逆転という言葉から想像されるよりもずっと重大な転換点となる。理論上は,この余剰エネルギーを回収して発電所を動かせる。核融合の燃料は通常の海水中に含まれているし,廃棄物は大気中への排出物も放射性廃棄物もゼロになるはずだ。空に輝く星を取ってきて地上の機械を動かすようなもの。核融合によって,エネルギーに対する人類の飽くなき欲求は満たされるはずだ。永遠に。
Construction has also begun at the world's other major fusion facility, a $14-billion project based outside the village of Cadarache in the south of France. ITER (pronounced "eater") will not rely on a vise of lasers; its superconducting magnets will hold hydrogen isotopes together and heat them to 150 million degrees Celsius──25,000 times hotter than the surface of the sun. This experiment is also expected to produce a net energy gain. Moreover, unlike the laser system's intermittent bursts of energy, magnets will be able to hold the plasma together for tens or perhaps hundreds of seconds, generating a continuous blaze of power. やはり世界最大級の核融合実験施設が,フランス南部カダラッシュ村の近くに140億ドルを投じて建設されている。国際熱核融合実験炉ITER(イーター)という設備で,レーザーで圧縮するのではなく,超電導磁石で作り出した磁場によって水素同位体を保持し,1億5000万℃の高温に加熱する。太陽表面の2万5000倍にあたる高温だ。
The achievements will be a milestone in the quest, fervent since the dawn of the nuclear age, to tame the processes at work in the center of stars and manipulate them for our own ends. Yet the flash of ignition may be the easy part. こちらの実験も,投入分を上回るエネルギーを得る計画。さらに,断続的にエネルギーを生むレーザー方式とは違って,磁気閉じ込め方式ならプラズマを数十秒,うまくすれば数百秒にわたって維持できるとみられ,エネルギーを連続的に得られることになる。
There is a growing recognition among veteran fusion scientists that the challenges of constructing and operating a fusion-based power plant could be more severe than the physics challenge of generating the fireballs in the first place. Some physicists who are not directly involved with fusion research question whether the feat is possible even in theory. A working reactor would have to be made of materials that can withstand temperatures of millions of degrees for years on end. It would be constantly bombarded by high-energy nuclear particles──conditions that turn ordinary materials brittle and radioactive. It has to make its own nuclear fuel in a complex breeding process. And to be a useful energy-producing member of the electricity grid, it has to do these things pretty much constantly──with no outages, interruptions or mishaps──for decades on end. ベテラン核融合研究者の間では,核融合発電所の建設と運転は,核融合の火の玉を作り出すという物理的課題よりもずっと困難だろうという認識が広がりつつある。また,核融合研究に直接には携わっていない物理学者のなかには,理論的に見ても核融合発電が可能なのかどうか,疑問視する人もいる。実用的な核融合炉を作るには,何百万度もの高温に何年間も連続して耐えられる材料が必要になる。しかも,高エネルギーの核子が常に衝突するので,通常の材料は脆くなるし放射能を帯びてしまう。さらに,一部の核融合燃料を複雑な増殖プロセスによって生産する必要もある。そして,機能停止や中断,事故なしに,これらを何十年も続けてほぼ定常的に実行できなければ,有効なエネルギー生産手段として電力網で利用することはできない。
The idea has been that _eokay, these are hard problems, but they are solvable problems, and let's concentrate on the fusion core itself,' " says Richard D. Hazeltine, director of the Institute for Fusion Studies at the University of Texas at Austin. "That may have been a mistake." テキサス大学オースティン校にある核融合研究所の所長ヘイゼルタイン(Richard D. Hazeltine)は「これまでの考え方は,『確かに難しい問題はあるが,いずれ解決はつくだろうから,まずは核融合反応そのものに集中しよう』というものだった」という。「それは間違いだったかもしれない」。