シアトル地域が煙に包まれたときにヘリオンエナジーを訪問

10 月 20 日の Helion Energy での CNBC の気候技術とイノベーションのレポーターである Cat Clifford 氏。

Helion Energy のコミュニケーション担当 Jessie Barton が Cat Clifford のカメラで撮影した写真。

10 月 20 日木曜日、私はワシントン州エベレットに取材旅行に出かけ、ピーター ティールやサム アルトマンなど、シリコン バレーの有名な投資家から 6 億ドル近くを調達した核融合スタートアップの Helion Energy を訪問しました。 特定のパフォーマンス目標を達成した場合、さらに 17 億ドルのコミットメントが得られます。

核融合は、永続的な核廃棄物を発生させることなく無限の量のクリーン エネルギーを生み出す可能性があるため、クリーン エネルギーの「聖杯」と呼ばれることがよくあります。 しかし、核融合反応を起こすのに必要なより多くのエネルギーを生成し、それを長期間維持できる方法で地球上で核融合を再現することは、これまでのところ達成不可能なままであるため、聖杯はとらえどころのないままです。 核融合を地球上で大規模に商業化することができれば、私たちのエネルギー問題はすべて解決されるだろう、と核融合支持者は言う。

フュージョンも数十年にわたって地平線上にあり、手の届かないところにあり、SF ファンタジー小説にのみ存在するテクノ ユートピアにしっかりと定着しているように見えます。

Helion の共同創業者兼 CEO である David Kirtley (左) と、Helion の共同創業者で最高技術責任者の Chris Pihl 氏。

写真提供:Cat Clifford、CNBC。

しかし、ヘリオン エナジーの巨大なワークスペースとラボを訪れたことで、フュージョンのアイデアが完全に空想的なものから引き出され、私にとっては潜在的に現実的なものになりました。 もちろん、「潜在的に現実のもの」とは言っても、核融合が来年、あなたの家や私のコンピューターに電力を供給する商業的に実行可能なエネルギー源になるという意味ではありません. しかし、もはや宇宙船を冥王星に飛ばすような気分にはなりません。

エベレットにある巨大な Helion Energy の建物の中を歩いていると、1 つは完全に稼働しており、もう 1 つはまだ建設中です。 建設機械、機械、電源コード、作業台、無数の宇宙船のような構成部品がいたるところにあります。 計画が実行されています。 非常に異質なマシンが構築され、テストされています。

次世代の核融合マシンを収容するために建設中の Helion Energy ビル。 スモーキーな雰囲気が見えます。

写真提供:Cat Clifford、CNBC。

ヘリオン エナジーの従業員にとって、核融合装置の構築は彼らの仕事です。 毎日オフィスに行くということは、パーツ A をパーツ B に入れ、パーツ C に入れ、それらのパーツをいじってテストし、さらに別のパーツを入れてテストし、おそらく何かがうまくいかないときにそれらのパーツを分解することを意味します。そして、そうなるまで再び一緒に戻します。 その後、パート D とパート E に進みます。

私の訪問の日付もこの話に関連しています.

10 月 20 日、シアトルのエバレット地域は、危険なレベルの山火事の煙に覆われました。 IQAir によると、エベレットの大気質指数は 254 で、当時世界で最悪の大気質でした。

山火事の煙が視界を妨げていない日に、第 7 世代の核融合マシンを収容するために建設中の Helion Energy の建物。

写真提供:Helion Energy

「カスケード北部で燃えているいくつかの山火事は、暖かく乾燥した風が強い気象条件によって助長されました。東風が火を燃え上がらせ、結果として生じた煙をエベレットとシアトル地域に向かって西に追いやった」と、大気質科学マネージャーのクリスティ・チェスター・シュローダーは述べています。 IQAir North Americaで、私に言いました。

プリンストン大学の環境工学と国際問題の教授である Denise L. Mauzerall は、地球温暖化がこれらの火災を助長している、と私に語った。

「気候変動は、今年の太平洋岸北西部に広がる高温と乾燥した状態の一因となっています」とモーゼラルは言いました。 「気候変動によって悪化したこれらの気象条件は、非常に悪い大気質の原因となる火災の可能性と深刻度を高めています.」

ヘリオンが初めて全従業員に家にいるように言ったのは非常に残念でした。 管理者は、彼らに家を出るように頼むのは危険すぎると考えています。

私の訪問の状況は、不快な戦いを引き起こしました。 一方で、核融合エネルギーの可能性に新たな希望を感じました。 同時に、私は内心、世界の現状に対する深い恐怖感と戦っていました。

その瞬間の重みを感じたのは私だけではありませんでした。 Helion の共同創業者で最高技術責任者の Chris Pihl 氏は、この煙について次のように述べています。

Pihl 氏は 20 年近くにわたって核融合に取り組んできました。 彼は、それが物理学者の領域から、記者が密接に追随し、数十億ドルの投資を集める分野へと進化するのを見てきました. 核融合に取り組んでいる人々は、クールな子供たち、弱者のヒーローになっています。 地球温暖化を目標の 1.5 度以内に収めるという現実的な希望をまとめて吹き飛ばし、世界のエネルギー需要が増加し続ける中、核融合が唯一の解決策のように感じられるホームランです。

「それは学問的な追求というより、利他的な追求というよりは、サバイバル ゲームのようなものに変わってきていると思います。物事が進んでいるように思えます」灰色の煙の壁。 「だから必要なのです。注目されてうれしいです」

Helion のテクノロジーの仕組み

CEO 兼共同設立者の David Kirtley は、Helion が第 7 世代システムである Polaris のコンポーネントの構築に取り組んでいる広大なラボ スペースを案内してくれました。 各世代は、Helion の核融合への具体的なアプローチを実現するために必要な物理学と工学の組み合わせから証明されています。 第 6 世代のプロトタイプである Trenta は 2020 年に完成し、Helion のアプローチを証明するための重要なマイルストーンである摂氏 1 億度に到達できることが証明されました。

ポラリスは、とりわけ、正味の電力を達成できること、つまり、消費した以上の電力を生成できることを証明することを目的としており、最初の商用グレードのシステムとなる第 8 世代システムをすでに設計しています。 目標は、ヘリオンが 2024 年までに核融合から電力を生成できることを実証し、10 年間の終わりまでに送電網に電力を供給することだと、カートリーは私に語った。

10 月 20 日に Helion Energy で CNBC の気候技術およびイノベーションのレポーターである Cat Clifford 氏。Helion の 7 番目のプロトタイプである Polaris がここに収容されます。

Helion Energy のコミュニケーション担当 Jessie Barton が Cat Clifford のカメラで撮影した写真。

米国の電力網に核融合エネルギーを導入する実現可能性の一部は、Helion が制御できない要因に左右されます。原子力規制委員会との規制プロセスの確立、および必要なグリッド相互接続の承認を取得するためのライセンス プロセス (Kirtley が行っているプロセス) です。数年から10年程度の幅があると言われています。 核融合を送電網に組み込むには多くの規制上のハードルが必要であるため、Kirtley 氏は、最初に料金を支払う顧客は、電力を大量に消費するデータセンターを持つテクノロジー企業などの個人顧客である可能性が高いと予想していると述べています。 公益事業会社との協力にはさらに時間がかかります。

おそらく、非核融合の専門家 (私のような) にとって最も別世界に見えるポラリス システムの一部は、核融合炉の燃料がどのようにデバイスに到達するかであるポラリス インジェクター テストです。

おそらく最もよく知られている核融合方法は、超強力な磁石を使用して核融合反応が発生する可能性のあるプラズマを保持するドーナツ型のデバイスであるトカマクを使用します。 ITER (ラテン語で「道」) と呼ばれる国際共同核融合プロジェクトは、核融合の実行可能性を証明するために南フランスに大規模なトカマクを建設しています。

ヘリオンはトカマクを建設していません。 これは、Field Reversed Configuration (FRC) と呼ばれる細長いデバイスを構築しており、次のバージョンは長さ約 60 フィートになる予定です。

燃料はデバイスの両端に短い小さなバーストで噴射され、ループ内を流れる電流がプラズマを閉じ込めます。 磁石はパルスで連続的に発火し、両端のプラズマを時速 100 万マイル以上の速度で互いに向かって発射します。 プラズマは中央の核融合室で互いに衝突し、そこで合体して摂氏 1 億度に達する超高温の高密度プラズマになります。 ここで核融合が起こり、新しいエネルギーが生成されます。 プラズマ圧縮を促進する磁気コイルは、生成されたエネルギーも回収します。 そのエネルギーの一部はリサイクルされ、元々反応に動力を与えていたコンデンサーを再充電するために使用されます。 追加の余分なエネルギーは、使用できる電気です。

これは、ヘリオン エナジーが第 7 世代核融合マシンの構成部品を構築しているポラリス インジェクター テストです。 核融合装置の両側にこれらの 1 つがあり、ここから燃料が機械に入ります。

写真提供:Cat Clifford、CNBC。

Kirtley は、核融合装置の脈動をピストンに例えます。

「燃料を圧縮すると、燃料は非常に熱く激しく燃えますが、ほんの少しの間だけです。そして、その小さなパルスで放出される熱の量は、常に燃えている大きなかがり火よりも多くなります」と彼は私に言いました。 「そしてそれはパルスなので、それはほんのわずかな高強度パルスであるため、これらのエンジンをはるかにコンパクトに、はるかに小さくすることができます」。これはコストを抑えるために重要です.

このアイデアは実際には新しいものではありません。 それは 1950 年代と 60 年代に理論化された、と Kirtley は述べた。 しかし、現代のトランジスタや半導体が開発されるまでは実行できませんでした。 Pihl も Kirtley も、キャリアの早い段階で核融合を検討していましたが、この FRC 設計にたどり着くまで、経済的に実行可能であるとは確信していませんでした。

横断するもう 1 つの堀: この設計では、非常にまれな燃料を使用します。 ヘリオンのアプローチの燃料は、比較的見つけやすい水素の同位体である重水素と、中性子が 1 つ多い非常に珍しいタイプのヘリウムであるヘリウム 3 です。

「ヘリウム3を入手するには宇宙に行く必要があると言わざるを得ませんでした。ヘリウム3は非常にまれだったからです」とクリトリーは言いました。 核融合マシンのスケールアップを可能にするために、Helion は核融合でヘリウム 3 を作る方法も開発しています。

一服の希望

Helion が目指しているように、無限のクリーン エネルギーを世界にもたらすまでには、多くのステップとプロセス、規制上のハードルがあることに疑いの余地はありません。 しかし、私が今まで見た中で最大のシーリングファンのいくつかを備えた、巨大で開放的なラボ施設を歩き回る感覚は、これまでに感じたことのない方法で実現できるようです. その日、煙の中を歩いて戻ってきたとき、私はその量の希望を持っていることにとても感謝していました.

しかし、その日、ほとんどの人は Helion Energy ラボを見学していませんでした。 ほとんどの人は屋内で立ち往生しているか、屋外で危険にさらされており、地平線を見ることができず、核融合マシンの構築がガレージで働くメカニックのように実行される仕事である未来を見ることができませんでした. 煙に絶望した戦闘感とフュージョンパーツが組み上がる期待感をカートリーに聞いてみた。

「私たちが世界で見ているものと、ここで構築できるものとの間の認知的不協和は、​​非常に極端です」とカートリーは言いました。

「20 年前、私たちは核融合についてあまり楽観的ではありませんでした。」 しかし今、研究室を歩き回る彼の目は輝いています。 「私はとても興奮します。私はとても、あなたが言うことができるように、私はとても元気になります。」

他の若い科学者も核融合に興奮しています。 私が訪問した週の初めに、Kirtley はアメリカ物理学会のプラズマ物理学会議で講演をしていました。

「話が終わって外に出ると、30人か40人が一緒に来て、廊下で業界について1時間半話しただけだった」と彼は言った。 「興奮は非常に大きかった。そして、その多くは、大学院生かポスドク、またはキャリアの最初の 10 年間の若いエンジニアや科学者であり、民間産業が行っていることに本当に興奮していました。」

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