客觀日本

核融合研究正式展開,需要復合技術以及廣泛參與

2024年03月19日 能源環境

越來越多的初創企業開始致力於實施作爲下一代發電方法而備受關注的核融合發電。大阪大學的初創企業EX-Fusion(大阪府吹田市)正致力於研究透過雷射實施核融合。本報記者就雷射核融合的現狀和日本的支援政策採訪了該公司執行長(CEO)松尾一輝。

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松尾一輝、EX-Fusion執行長(CEO)。2020年畢業於大阪大學研究生院理學研究科。曾任加州大學聖地亞哥分校博士研究員,2021年創立EX-Fusion後任現職。在大阪大學就讀期間,在雷射科學研究所教授藤岡慎介的指導下,曾致力於研究高速點火方式的核融合電漿加熱等課題。

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EX-Fusion開發的用於技術驗證的雷射核融合反應爐

——雷射核融合採用怎樣的機制?

「雷射核融合採用的機制是使用高功率的雷射壓縮和加熱燃料液滴,從而引發核融合。由於雷射獨立於發電部分,因此較容易實施設備的小型化,而且比其他核融合方法具有更高的燃燒效率,所以能有效使用燃料也是其特點之一。」

「雷射核融合研究已有50年的歷史。2022年,美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室實施了輸入能量1.5倍的能量產出。在核融合反應中,目前只有雷射方式實施了與輸入能量同等以上的能量產出的「能量增益」。」

——日本的優勢是什麼?

「在世界範圍内來看,引領雷射核融合的是美國、法國以及日本。其他團隊採用了在大型雷射裝置中同時進行燃料壓縮和加熱的「中心點火方式」,而大阪大學則一直在研究壓縮燃料後再用雷射加熱的「高速點火方式」。這種方式與中心點火方式相比,可以高效、穩定地實施核融合,而且更容易實施設備的小型化。」

——實際應用中面臨許多挑戰吧。

「必須精確且準時地將脈衝雷射射到液滴上。每秒要重複射出10次,還需要有連續射出液滴的技術。」

「另一方面,高強度的雷射技術將成爲產業基礎。該技術也可用於雷射加工和重粒子射線冶癒。此外,捕捉液滴並射出雷射的技術也可用於清除在太空中漂浮的太空碎片。希望在充分發揮雷射技術應用範圍的同時,推進核融合的研究。」

——日本政府正在加大力度支援核融合發電。

「此前,核融合研究主要以利用磁場控制電漿的「托卡馬克型」爲中心,對雷射核融合的支援極少。但是計劃2024年度開始公募的登月型研發制度中,將實施不現職反應爐類型的支援措施,這將成爲推進雷射核融合開發的有力後盾。」

「核融合發電是綜合了多種要素的綜合技術,因此有必要建立完善的供應鏈。這是一個到目前爲止沒有完整供應鏈的領域,因此能否構建供應鏈以及企業如何參與將變得非常重要。」

原文:福井健人、《日經產業新聞》、2024/3/4
翻譯:JST客觀日本編輯部