制御可能な核融合の商業化競争が「収益性が証明された」段階に入る中、米国の新興企業リアルタ・フュージョンは6月19日の実験で、核融合反応から直接得られた電力を使って電球を点灯することに成功したと発表した。民間企業がこのような結果を公的に実証したのはこれが初めてであると同社は考えている。 「プラズマから電力を得ることができる」と同社の共同創設者兼CEOのキーラン・ファーロング氏はTechCrunchに語り、このマイルストーンは「将来何が可能になるか」を示していると付け加えた。
前年の2022年、科学研究機関は画期的な実験を通じて、制御可能な核融合反応が「エネルギー利得」、つまり出力エネルギーが入力エネルギーを上回ることができることを証明し、核融合は理論から実験現実へと移行した。しかし、商業レベルでは、本当の問題は「それはできるか？」という問題から変わってきています。 「安定して安く発電できるのか？」あらゆる種類の核融合スタートアップは現在、自社の原子炉が経済的に実行可能であることを証明する必要があります。
従来の概念では、核融合発電所の発電能力を向上させる方法の 1 つは、単純にプラズマ温度を上げ、より高い熱でより多くの蒸気を駆動し、その後、より大きな蒸気タービンを駆動して発電することです。 Realta がとったルートは、熱と機械の変換リンクの一部をバイパスし、核融合反応そのものから直接「電気を採取」することです。このソリューションは理論的には全体的なエネルギー効率を大幅に改善すると期待されています。
Furlong 氏は、Realta が使用する直接エネルギー変換プロセスの効率は約 90% であると推定しています。これは、位置エネルギーの約 90% を原子炉自体または外部出力用の電気に変換できることを意味します。これと比較して、多くの核分裂原子力発電所における蒸気タービンの現在の熱電変換効率は約 33% であり、多量のエネルギーが熱伝導と機械的損失で「無駄」になっています。したがって、直接変換が大規模に実施できれば、核融合発電所の経済性にとって重要な支えとなるでしょう。
この実験は、同社の「磁気ミラー融合」技術路線を実証するために設計されたデモ機 WHAM で Realta によって完了しました。実験では、Realta は商業炉で使用する予定の重水素 - 三重水素燃料構成のエネルギー回収をテストしました。この構成では、核融合反応のエネルギーの約 20 パーセントが荷電ヘリウム核 (アルファ粒子) の形で放出されます。 Realta は反応装置の端にプロトタイプの電力変換器を設置し、これらの「アルファ エネルギー」から数個の電球を点灯するのに十分なマルチアンペア、約 100 ボルトの電流を収集することに成功し、プラズマから実際の電力使用までの「閉ループ デモンストレーション」を完了しました。
大規模商用発電所では、リアルタは主に原子炉内のプラズマ加熱用のエネルギーを供給するために直接エネルギー変換装置を使用し、外部電源の必要性を減らし、電気の「リサイクル」を実現する予定です。ファーロング氏は、直接エネルギー変換に基づくこの電力「ループ」メカニズムにより、商業発電所全体の総出力が20%から30%増加すると予想されており、これは核融合発電所に継続的に「加速する」電力フライホイールを提供するのと同等であると推定している。
Realta は直接エネルギー変換に賭けている唯一の核融合企業ではありませんが、この能力を公に実証した最初の民間企業のようです。サム・アルトマン氏が支援する核融合企業ヘリオンも、直接エネルギー変換を中核技術の一つとして数えているが、公開実験ではまだ結果を実証していない。ファーロング氏は、核融合反応から直接電力を収集できることは「原子炉全体の経済性に大きく貢献し」、どの核融合ルートが最初に商業化されるかを決定する重要な要素になると期待されていると指摘した。
資本レベルでは、リアルタは「ボトル内核融合炉」ソリューションの開発と検証を促進するため、早ければ2025年までにFuture Ventures主導による3,600万ドルのシリーズA資金調達ラウンドを完了した。ファーロング氏は、同社は現在、新たな資金調達ラウンドの準備を進めており、技術的なマイルストーンを強化しながら、エンジニアリング検証とプロトタイプ発電所建設の進捗を加速したいと述べた。
業界アナリストらは、ますます多くの新興企業が「電球の点灯」から「ユニットやさらには発電所の駆動」に移行するにつれ、核融合発電の競争の焦点は純粋な技術的進歩から徐々にコスト、信頼性、規制経路、サプライチェーン構築へと移っていくだろうと考えている。リアルタの実験は規模が限られているが、民間企業が核融合プラズマから直接電力を取り出す能力を公に実証したのは初めてである。それは今でも核融合の商業化への道の象徴的な結節点とみなされています。