異端の思想家：ZapのUri Shumlak氏が炭素フリー電力の実現を目指して核融合エネルギーに取り組む
編集者注： このシリーズでは、シアトル地域を拠点とする 「Uncommon Thinkers（型破りな思想家）」と呼ばれる5名を紹介しています。彼らは発明家、科学者、技術者、そして起業家であり、業界を変革し、世界に前向きな変化をもたらしています。彼らは12月12日 に開催されるGeekWire Galaで 表彰されます。Uncommon Thinkersは 、Greater Seattle Partnersとの提携により開催されます。
ヒューストンで育った頃、ユリ・シュムラックは地元のガソリンスタンドで給油をしていた。1970年代の石油禁輸とガソリン不足の時代、ドライバーたちは何ブロックにもわたって列を作り、満タンにしたいと願いながら待っていたことを彼は覚えている。
「当時、子供だった私は、エネルギーと電力を生産する能力がとても重要であることを認識していたので、ガソリンよりも良い方法があるはずだと考えていました」と彼は語った。
そして1979年、ペンシルベニア州スリーマイル島の原子力発電所で部分的なメルトダウン事故が起きた。
「恐怖というより、むしろ興味をそそられました」とシュムラック氏は語った。「原子力エネルギーについて、そしてそれがクリーンエネルギー供給にどのような可能性をもたらすのか、もっと知りたかったのです。」
類まれな思想家として知られるシュムラック氏は、これらの影響力のある出来事の流れを汲み、最終的にワシントン州エバレットに拠点を置く核融合発電会社Zap Energyの共同創業者となり、ワシントン大学の著名な教授に就任しました。7年間でZapは投資家から3億3000万ドル以上を調達し、150名のチームを率いて、ほぼ無限の炭素フリー電力源の開発に取り組んでいます。
道のりは決して平坦なものではなかった。最初のスタートアップの失敗が、シュムラック氏の起業家精神を根底から揺るがしかねなかった。核融合エネルギーは人類がこれまで取り組んできた最も困難な課題の一つだ。物理学者であるシュムラック氏は謙虚でありながら、その探求に決してひるむことはない。
「これは非常に重要な課題です…核融合エネルギーを文明社会にもたらす可能性です」と彼は語った。「私はキャリアを通じて、この非常に困難だが重要なテーマに取り組んできました。」
ワシントン大学のブヴァナ・スリニヴァサン教授は、かつてシュムラック教授の大学院生で、現在は同僚です。彼女は、シュムラック教授が核融合発電へのアプローチを根本から理解しようと徹底的に追求した姿勢を高く評価しています。スリニヴァサン教授は、シュムラック教授の指導は敬意と励ましに満ちており、「未知の領域」へと踏み込む実験に取り組む学生たちにとって、サポートと自立心の適切なバランスが保たれていると称賛しました。
「彼は創造性を育みます」と彼女は言い、Uncommon Thinkers の表彰に関しては、「彼はまさにこの賞にふさわしい人です」と言った。
融合の追求
核融合エネルギーは太陽や恒星によって絶えず生成されていますが、地球上でその反応を効率的に再現することは、物理学者にとってこれまで困難でした。この反応には、軽い原子を衝突させてくっつけるのに十分な熱と圧力を、十分な時間にわたって発生させる装置が必要です。
シュムラック氏の核融合への関心は高校の物理の授業で芽生え、テキサスA&M大学で原子核工学の学士号を取得しました。ただし、核融合に関する授業は1つしかなく、ほとんどの授業は今日の原子炉の動力源である原子核分裂に重点が置かれていました。博士課程にカリフォルニア大学バークレー校を選んだのは、同校の研究者が核融合の研究を活発に行っていたからです。
当時の研究は、レーザーと巨大磁石の複雑なシステムを備えた大型で超高価な核融合装置に集中していた。プリンストン大学、ローレンス・リバモア国立研究所の実験用学術炉、そしてITERと呼ばれる国際的な核融合プロジェクトなどだ。
シュムラック氏は主流のアプローチから逸脱し、よりシンプルなエンジニアリングによる小型のデバイスを追求した。
「ただ、もっとエレガントだと思っただけです」と彼は言った。
シュムラックは特にプラズマの物理学に興味を持っていました。プラズマは物質の状態（液体、固体、気体）であり、核融合反応を起こすために不可欠な条件です。プラズマは静的な性質であるというのが一般的な考えでした。しかし、シュムラックは自ら行った実験から、プラズマが動的であり、流れの中で動き得ることを知っていました。
彼は代替核融合概念の研究で歴史のあるワシントン大学に職を得て、この研究を続けました。シュムラックはワシントン大学の航空宇宙学部に加わり、流れるプラズマを利用して物質を閉じ込め圧縮する「Zピンチ」と呼ばれる概念の理論とシミュレーションに取り組んでいました。
彼は他の学部の研究者と関わり、電気工学の教授であるブライアン・ネルソンと幸運なつながりを築きました。
シュムラック氏は「ネルソン氏は本当に素晴らしい実験家だった」と語り、2人はZピンチ装置の構築とテストを始めた。
「何か偉大で美しいことをする」
Zピンチ技術はプラズマ生成に有望であることが証明され、極端紫外線（EUV）と呼ばれる光も生成できました。この光は波長が非常に短く、半導体製造への応用が期待されたため、シュムラック氏とネルソン氏はこの技術を商業化するためにZplasmaというスタートアップ企業を共同設立しました。しかし、この事業は同分野でより実績のある企業と競争することができず、6年後に倒産しました。
この経験を経て、シュムラック氏は再びスタートアップに飛び込むことに興味を示さなくなった。
しかしその後すぐに、彼とネルソンはエネルギー技術の開発と商業化を支援することを目的としたARPA-E助成金を獲得し、エネルギー技術を再びビジネスの場へと押し戻した。
二人のエンジニアは、起業家、投資家、そして元外交官でもあるベンジ・コンウェイと提携し、Zap Energyを設立しました。シュムラック氏はチーフサイエンティスト、ネルソン氏はチーフテクノロジスト、そしてコンウェイ氏はCEOを務めています。
同社の社名は、「ZaP」と名付けられたオリジナルのZピンチ実験に由来しています。これは、シュムラック氏とネルソン氏が共にフランク・ザッパ氏を高く評価していることに由来しています。ザッパ氏は多作で独創的な音楽アーティストであり作曲家であり、その多様なジャンルにはジャズ・フュージョンも含まれていましたが、これは偶然ではないかもしれません。
シュムラック氏によると、Zap社の進歩は加速しており、過去4年間で従業員数と事業規模が急速に拡大したという。チームはFuZE-Qと呼ばれる核融合炉の実験を行っており、核融合反応で得られるエネルギーが、核融合反応に必要なエネルギーを上回ることを目指している。これは、世界中の核融合科学者が克服しようとしている根本的な課題だ。
この夏、ザップはセンチュリーシステムの建設を完了した。このシステムにより、原子炉以外にも送電網に電力を供給するために必要となる多くのコンポーネントの研究が可能になる。
長年にわたり核融合エネルギーの探求に取り組んできたシュムラック氏は、Zap社をはじめとする商業用核融合製品の開発を目指す企業の成功は不確実であることを認識している。しかし、文明のために、誰かが必ずや成功を掴むと期待している。
「私たち核融合研究者は、中世の大聖堂建設者のような気分になることがあります。完成品を見ることはないかもしれませんが、それでも、科学を進歩させることで、偉大で美しい何かをやっているという実感があるのです」と彼は語った。
「信じられないほどやりがいがあります」とシュムラック氏は付け加えた。「核融合エネルギーの問題を解決しようと試みること以上に大きな影響を与えることができるとは考えられません。」
