マサチューセッツ州ケンブリッジのスタートアップ、Cambridge Heavy Industriesは、デスクトップに置ける実験用の核融合装置を開発している。核融合システムは通常、大規模な産業施設や、多数のレーザーまたは磁石の大型アレイと結び付けられているが、同社はその小型化を試みている。
同社はマサチューセッツ工科大学（MIT）近くの小さな研究室でステルスモードの開発を進めており、共同創業者兼最高経営責任者（CEO）のYoon Kai氏は、TechCrunchとの会話の中でシステムの構成部品を紹介した。この設計はレーザーで燃料ターゲットを圧縮するが、慣性閉じ込め方式の一部の設計と比べて、使用するレーザービームの数が少ない。
より小型の設計と、より多くの実験
このシステムは、点火プロセスを開始するために2つの主要レーザーを使用する。一方のレーザーは複数のビームラインに分割され、平らで円形の燃料ターゲットに同心円状のリングとして光を照射する。照射は外側から内側へ、順番にタイミングをずらして行われる。最初のリングが中心へ向かう圧力波を開始し、続くリングが適切なタイミングでこの波を強める。
衝撃波がターゲットの中心に到達すると、別のレーザーが熱と磁場を生み出すパルスを発射する。Kai氏によると、この設計は比較的低いレーザー出力で高い圧力を生み出せるという。このアイデアは、極限環境下での物質を研究するMITのKeith Nelson研究室の研究から発展した。
Kai氏は、装置が小型であることで実験と改良のスピードが上がると考えている。同社は1日あたり50～80回の実験またはパルスを実施することを目指している。得られたデータは、人工知能（AI）を使って設計を最適化するシミュレーションに活用される。
資金調達と拡大計画
Cambridge Heavy Industriesは最近、Azolla Venturesが主導し、Overlay、Neta Foundation、P3A、MassCEC、Rothrock家が参加したシードラウンドで620万ドルを調達した。
同社はおよそ10年以内に、このコンセプトに基づく発電所を開発する計画だ。発電所は現在のデスクトップ型モデルより大きくなるが、一部の他の核融合施設よりは小さくなる見込みで、Kai氏はその規模をバスケットボールコート約2面分と見積もっている。最大の試験は、この設計が実用的な発電所を支えるのに十分なエネルギーを生産できるかどうかになる。
初期の商業化への道筋としてのトリチウム
発電所に到達する前に、同社は小型の装置を使ってトリチウムを生産する計画だ。トリチウムは水素の希少な同位体で、開発中のほとんどの核融合発電所で燃料として使用されている。価格は1グラムあたり約3万ドルで、現在存在する量は約40キログラムにすぎない。
各発電所が必要とする量は年間数グラム程度と限られているが、新たな供給源が現れなければ、最近の研究は2054年に約28キログラムの不足が生じると予測している。これは現在の価格で約8億4,000万ドルに相当する。他の核融合企業は、原子炉が必要とするトリチウムを大部分自ら確保できるようにする燃料システムに取り組んでいるが、そうしたシステムの開発には最長で10年かかる可能性がある。
なぜこのニュースが重要なのか
デスクトップ型モデルは、まだ商業的な発電能力を証明していない。また、小規模な実験から発電所へ移行するには、設計を拡大し、エネルギー面での実現可能性を証明する必要がある。しかし、このアプローチは2つの明確な開発経路を示している。小型装置によってデータ収集を加速すること、そして核融合発電所が普及する前に、業界のインフラ問題としてトリチウムの希少性に対処しようとすることだ。残る未解決の問題は、システムが実際に核融合を実現できるか、そして規模拡大の経済性に関係している。