MITが現実的なARC核融合炉を計画

By Evan Ackerman Marvel

Marvel映画版のトニー・スタークは、1990年代初頭にMITを卒業しました。 彼はその後、スターク・インダストリーズでARC炉を建設しましたが、学部生時代に行った初期の研究の一部は、MITの埃っぽい棚のどこかにあるノートに残っていたらしいです。 わずか数十年の間に、MIT の研究者チームは、完全に武装して動作する ARC 核融合炉の暫定的な計画を独自に開発することができたのです」

ARC とは、「安価、堅牢、コンパクト」の略です。 設計はトカマクをベースにした核融合炉で、磁場を利用してプラズマを十分な高温（数千から数億℃）に封じ込め、核融合に必要な条件を維持するものです。 現在、フランスでITERと呼ばれるトカマクが建設中で、数百億円をかけて2030年代までに稼働する可能性があります。 ARCはその最新版です。

MITのARCの設計が他と違うのは、希土類バリウム銅酸化物（REBCO）超電導テープという新しいクラスの市販の超電導体を使用している点です。 この超伝導体は、原子炉の中に非常に高い磁場を発生させることができます。 そして、磁場の増加は核融合のレベルを4乗に引き上げるので、磁場の強さをほぼ2倍にするためにREBCO超伝導体を使用すると、標準的な超伝導体よりも1桁の潜在的な核融合パワーの増加をもたらす。 Plasma Science and Fusion Center/MIT

この大幅な出力向上により、MIT は、大量の電力をまだ生成できる、はるかに小型の（したがって安価な）原子炉を設計することができました。 最初のプロトタイプのARC原子炉は、270MWeの発電所となり、それ自体が稼働し続けるために必要なエネルギーの3倍から6倍のエネルギーを生産します。 この原子炉は、10万世帯分の電力をまかなうことができ、大きさもITERの半分と比較的コンパクトになる。 また、モジュール炉心であるため、保守と実験の両方がはるかに容易であるという利点もある。

原子炉の設計は、遮蔽材料、中性子減速材、熱交換媒体として液体（フッ素リチウムベリリウム溶融塩）を使うことによっても単純化することができるだろう。 この液体は原子炉を覆い、内部で起こっている核融合によって加熱され、高効率のブレイトン・サイクル・エンジンに供給されて発電する。

ARC原子炉はほぼ完全に既存の実証済みの技術に基づいており、MITは同様の複雑さとサイズの装置が約5年以内に建設されてきたと述べている。 MITによれば、ARCのコストはITERの建設にかかるコストの「数分の1」であるとのことです。 私たちの知る限り、その割合は10分の9ですが、意味するところは、ARC炉はサイズが小さいことが主な原因で、かなり安くなるということです。

研究者が言うように、「完全な工学設計はARC研究の範囲を超えている」ことを指摘すべきです。 しかし、ARC炉の工学設計が開発されることを妨げる、理論的または技術的なショーストッパーはないのです。 もしそうであれば、わずか10年程度で完成した原子炉が稼動することになるだろう。