太陽の中心のような高温高圧を地上で一瞬だけ作り、核融合反応を起こす。米ローレンス・リバモア国立研究所の国立点火施設（NIF）が2022年12月5日に達成した実験の詳細が、2024年2月にPhysical Review Lettersへ掲載された。核融合研究で長年目標とされてきた「点火」の記録である。

実験の中身

NIFでは、192本のレーザーを小さな容器に集め、その内側で燃料のカプセルを圧縮する「間接駆動」という方式を取る。論文によれば、この実験では2.05メガジュールのレーザーエネルギーを投入し、3.15メガジュールの核融合エネルギーが得られた。出力が投入を上回る比率（ターゲット利得）は約1.5で、利得が1を超えた初の実験と位置づけられた。

達成までの工夫

論文では、レーザーの照射の仕方、カプセルの厚み、標的の品質など、設計面の改良の積み重ねが結果につながったことが説明されている。2021年の実験で点火のしきい値近傍に到達した後の改良が、今回の記録に結びついたという経緯である。

注意点

ここでの利得は、標的に届いたレーザーエネルギーと核融合出力の比較であり、施設全体の消費電力との比較ではない。発電技術として使うには、繰り返し運転や利得の大幅な向上など、別の課題が残る。科学的な達成とエネルギー技術としての段階は分けて読む必要がある。なお、数値や計画は発表時点のものであり、変更される可能性があります。最新の内容は出典の一次情報をご確認ください。

読み解くポイント

NIFの「点火」は、定義の置き方で意味が変わる言葉である点に注意したい。本論文が使う定義は、米国の学術会議が過去のレビューで示した、ターゲット利得が1を超える状態というものである。レーザーを作るために施設が消費する電力全体と比べれば、得られたエネルギーはなお小さい。この区別を押さえると、点火の達成は「核融合発電が実用化した」という話ではなく、燃焼するプラズマの物理を実験で扱える段階に入ったという話として正確に読める。繰り返し点火が報告されていることも含め、今後は再現性と利得の伸びが、エネルギー応用への距離を測る指標になる。

NIFの点火の評価が次に動くのは、繰り返しの実験で再現性が保たれ、ターゲット利得が約1.5からどこまで伸びるかです。本文でも触れたとおり、利得は標的に届いたレーザーエネルギーとの比較であり、施設全体の消費電力との比較ではありません。そのため、再現性と利得の伸びという二つの指標が、燃焼プラズマの物理の成果がエネルギー応用へどれだけ近づいたかを測る物差しになります。

出典：Abu-Shawareb et al. ほか, Physical Review Letters（2024年2月）／ローレンス・リバモア国立研究所 発表 https://www.llnl.gov/article/50801/llnls-breakthrough-ignition-experiment-highlighted-physical-review-letters

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