Zapの内側：核融合のパイオニアが豊富なクリーンエネルギーを解き放つために「瓶の中の星」を作ろうとしている

ワシントン州エバレット — 巨大なコンピューターモニターが並んだ静かな部屋で、ザップ・エナジー社のエンジニア7人からなるチームが、デモ用の核融合装置で超高温プラズマを生成する準備をしている。

宇宙打ち上げのミッションコントロールのように、Zapオペレーターはチームメイトと一つ一つ確認し、システムの準備状況を確認します。あるエンジニアは、黒い輸送コンテナに保管されたコンデンサを監視しています。これらのコンデンサは電力網から充電され、核融合炉に巨大なエネルギーサージを送り出します。別のエンジニアは、原子炉のコアを冷却する銀色の液体金属が適切に循環していることを確認します。各コンポーネントは、指示通りに役割を果たさなければなりません。

「スタートシーケンス、3、2、1。」

"充電。"

部屋の外では、プラズマが点火された「ドン」という音が聞こえ、続いて紫色の光が閃いた。

Zap 社は、太平洋岸北西部の 4 社、そして世界にはおよそ 45 社ある核融合企業のうちの 1 社であり、太陽や星を動かす反応を地球上で再現し、クリーンかつほぼ無限の電力を生み出すという、これまでにない目標の達成に熱心に取り組んでいます。

ワシントン州エバレットに本社を置く同社は今年初め、核融合に必要な物質状態であるプラズマを3時間で1,000回以上連続して生成するという新たなマイルストーンを達成しました。それ以来、Zap社のCenturyシステムは、様々な構成で10,000回以上のプラズマ生成ショットを実現してきました。先日行われた施設見学ツアーでは、エンジニアたちが少人数のジャーナリストにこの技術を実演しました。

実験のたびに少しずつデータが得られ、Zap の研究開発担当副社長である Ben Levitt 氏が反応を描写したように、「瓶の中の星」を捕らえるという目標に科学が一歩近づくことになる。

「おとなしい稲妻」

核融合エネルギーの概念は実にシンプルです。原子炉は、十分な高温、高密度、そして長時間持続するイオン含有プラズマを発生させ、結合を望まない原子同士が強制的に結合し、エネルギーを放出する状態を作り出します。しかし、物理学者たちは核融合を起こし、装置を稼働させるのに必要な電力以上の電力を生み出そうと何十年も試みてきましたが、それが実現するかどうか、またいつ実現するかは誰にも分かりません。

長年の不確実性にもかかわらず、データセンターやAI運用に必要な電力需要の急増によりクリーンな電源への関心が高まり、近年この分野には数十億ドルが流入している。

Fusionは、クリス・サッカ氏のLowercarbon Capitalや、Zapに投資しているビル・ゲイツ氏のBreakthrough Energy Venturesなど、テクノロジー分野の資金力のある投資家からの投資を集めており、一方、OpenAIのCEOサム・アルトマン氏は、同じくエバレットに拠点を置くHelion Energyを支援している。

物理学者たちは、強力な磁石とレーザーを用いてプラズマを生成・保持する様々な種類の原子炉を用いて核融合の実現を目指しています。Zapの解決策は、原子炉内のプラズマに超高電流を流すことで、物質を圧縮する磁場を発生させることです。

「これは文字通り、おとなしい稲妻だ」とザップのシステムエンジニアリング担当副社長マシュー・トンプソン氏は語った。

実際には、さらに強力で、プラズマ内の電流は雷の 20 倍にもなります。

Zapチームは、このアプローチは他の多くの方法よりもはるかに小型であるため、より手頃な価格で拡張性に優れていると自負しています。反応炉室は温水器ほどの大きさで、非常に複雑な磁石やレーザーを必要としません。

「これはいわゆる自己組織化プラズマ構造で、自身の磁場で自らを閉じ込めます」とレヴィット氏は述べた。「そして、必要な時に数マイクロ秒だけ自ら磁場を作り出し、そして消えてしまうのです。」

進歩のための並行軌道

Zapは2017年にワシントン大学の研究成果を基に設立されました。投資家から3億3000万ドル、米国エネルギー省から1300万ドルの助成金を調達しており、従業員数は150名です。

同社の研究開発アプローチは二本柱で、チームの一部はプラズマおよび核融合炉の改良に取り組み、他のチームは原子炉の電力を生産し、核融合によって生成されたエネルギーを捕捉して送電網に送るのに必要な他のコンポーネントの統合に取り組んでいます。

「これらは並行して行われている取り組みです」とレビット氏は述べた。「プラントの技術を準備すると同時に、プラズマの性能を完璧に仕上げていくのです。」

同社は2024年にセンチュリーを稼働させ、プラズマ生成用システムへの平均供給電力を既に20倍に増強し、39キロワットに達している。次の目標は100キロワット、そして1メガワットであり、商用規模のシステムでは10メガワットが必要となる。

速度もまた課題です。センチュリーは当初、10秒ごとにプラズマ弾を1発発射していましたが、その後その速度は倍増しました。しかし、進歩は直線的ではなく、指数関数的に進む必要があります。

「最終的には、発電所では1秒間に10回、つまりはるかに速い速度で（ショットを）発射する必要があるでしょう」とレビット氏は述べた。「しかし、今のところはそれについては心配していません。」