シアトル発スタートアップ、ガレージに置けるコンパクトな核融合炉を開発中
米シアトルに拠点を置くZap Energyは、超電導磁石を使わない核融合炉を開発中だ。「Zピンチ」方式を利用することで、構成がシンプルになり、ガレージ内に収まるほど小型化できるという。現在、実験炉「FuZE-Q」を開発中で、商業化に向けて着実に歩みを進めている。
Zap Energyは、ワシントン大学とローレンス・リバモア国立研究所の共同研究からスピンアウトした企業で、ワシントン大学のUri Shumlak教授、Brian A. Nelson教授、起業家であり投資家であるBenj Conwayが2017年に設立した。現在60人以上の従業員を抱え、低コストで小型かつ、スケーラブルな商用核融合炉の実現を目指している。
他の核融合炉が超伝導磁石や高出力レーザーでプラズマを閉じ込めるのに対し、同社は「せん断流安定化（SFS）Zピンチ」によってプラズマを閉じ込め、圧縮する。Zピンチ核融合では、プラズマを流れる電流がつくる磁場がプラズマ自体を圧縮（ピンチ）し、核融合を起こすのに十分な高温高密度状態が作り出される。
「Zピンチは核融合を実現するための魅力的な方法だったが、長年、研究者らはZピンチのプラズマの不安定性を乗り越えられない課題だと考えていた」と、Shumlak教授は語る。シミュレーションと実験を通じて、せん断流が核融合プラズマを安定化できること、そしてその安定性は商業的に有益なレベルまで拡大できる可能性があることも示した。
Zピンチに使われる電流が大きいほど、プラズマはより高温高密度になる。そのため、より大電流に到達することがZピンチ核融合実現のカギだ。2021年秋、それまでの実験装置が電流500kAに達すると同時に、ハードウェアの性能限界にも達した。そこで同社は、次世代プラットフォーム「FuZE-Q」の運用を始め、2022年6月に初めてプラズマ生成に成功している。
「FuZE-Qは、我々が開発したZピンチ装置の第4世代で、最も野心的な装置だ」とNelson教授は語る。シミュレーションでは、約650kAで臨界条件（Q＝1）に達する見込みで、FuZE-Qはそれに対応するように設計されている。「実用的なエネルギー源となるには、Q＝1を超える必要がある。地球を救うために核融合を実現しようとするなら、小型で安価なプラットフォームの迅速なイテレーションは絶対に欠かせない」と、Conway氏は説明する。
同社は1億6000万ドルの資金調達にも成功しており、安価でカーボンフリーのエネルギーソリューションとして、商業化が期待されている。
https://engineer.fabcross.jp/archeive/220720_fuze-q.html
