◎本紙記者 劉霞
人類は太陽にインスピレーションを受け、地球上で制御核融合を実現させることに尽力しており、そのため「人工太陽」と呼ばれています。制御核融合によって生成される核融合エネルギーは、豊富な資源、環境への配慮、安全性、そして二酸化炭素排出量ゼロといった優れた利点を誇り、地球規模のエネルギー・環境問題を解決し、人類社会の持続可能な発展を促進するための根本的な方法の一つと考えられています。
世界経済フォーラムは最近、世界中の政府と産業界による研究結果から、核融合エネルギーが2030年代までに電力網に統合されると予測されていると報告しました。一方、急速に発展する人工知能（AI）技術は、制御核融合の商業化を加速させる重要な原動力となりつつあります。
核融合エネルギー開発の70年にわたる探究
核融合とは、2つの軽い原子核が結合してより重い原子核を形成し、エネルギーを放出するプロセスです。太陽をはじめとするすべての恒星は、このプロセスからエネルギーを得ています。
現在開発中の核融合炉のほとんどは、水素同位体である重水素と三重水素を燃料として利用しています。理論上、わずか数グラムの反応物から1兆ジュールのエネルギーを生み出すことができ、これは先進国の一人当たり60年間の電力消費量に相当します。核融合燃料1キログラムあたり、核分裂の約4倍、石油や石炭の燃焼の約400万倍のエネルギーが放出されます。
1950年代以来、無数の科学者や技術者が、地球上で核融合を再現し、利用する方法を研究してきました。核融合エネルギーが大規模化されれば、世界にクリーンで安全かつ経済的なエネルギーを事実上無制限に供給できるようになります。
多くの国々が研究開発への取り組みを継続的に強化しています。
世界中の政府や企業は、制御核融合への投資を継続的に増やしており、複数の核融合実証炉プロジェクトが着実に進展し、商業化が大幅に加速しています。
国際原子力機関（IAEA）のウェブサイトによると、10年にわたる設計、立地選定、製造を経て、世界最大の国際核融合施設である国際熱核融合実験炉（ITER）の組み立てが2020年にフランスで開始されました。ITERは、核融合発電の科学的・技術的な実現可能性を検証し、将来の実証発電所の基盤を築くことを目的としています。ITERは2020年代後半に最初の実験を開始し、2036年までにフルパワー運転に達する予定です。
一方、世界中の政府、電力会社、民間企業は、核融合エコシステムの構築に積極的に取り組んでいます。2025年10月21日、米国エネルギー省は「核融合科学技術ロードマップ」を発表し、2030年代半ばまでに最初の実験用核融合発電所を送電網に接続することを目標としています。同省核融合エネルギー科学局のジャン＝ポール・アラン副局長は、「核融合は実現可能であり、我々はそれを推進するために連携して行動している」と述べた。
国際原子力機関（IAEA）の報告書によると、世界で少なくとも45社が核融合の商業化を目指しており、160以上の核融合施設が既に稼働中、建設中、または計画中となっている。Google、ENI、Microsoftといった企業との電力購入契約も、業界の信頼感の高まりを反映している。
MITの分析によると、世界の核融合発電量は2035年の2テラワット時から2050年には375テラワット時に急増し、2100年までに2万5000テラワット時に近づくと予測されている。研究によると、クリーン電力の需要が急増する中で、核融合は世界のGDPに数兆ドルの付加価値をもたらす可能性があるという。
各国は核融合を戦略分野としてますます重視しています。スイスのEconSight社の報告書によると、2016年から2023年の間に、世界の核融合特許のうち、中国が67%、米国が19%、欧州が5%を占めるとされています。
AIが開発のボトルネック克服を支援
国際原子力機関（IAEA）は、制御核融合はプラズマ物理学、原子力工学、材料科学など、複数の分野にわたる課題を伴い、人類がこれまでに考案した最も複雑なエネルギーシステムの一つであると指摘しています。現在の実験は核融合に必要な条件の達成に近づいていますが、プラズマの閉じ込め性能と安定性の向上、反応時間の延長、そして出力エネルギーが入力エネルギーを上回ることの保証など、依然として課題が残っています。AI技術は、これらのボトルネックを克服するための重要な支援となりつつあります。
AIはプラズマの運動をシミュレーションし、反応プロセスを予測し、実験条件を最適化することで、商業化プロセスを大幅に加速させます。米国エネルギー長官クリス・ライト氏は、核融合材料科学、デジタルモデリング、分子動力学におけるAIの触媒効果は計り知れないと述べた。
CNNによると、プリンストン大学とプリンストン・プラズマ物理研究所は、プラズマ不安定性の予測にAIを効果的に活用した成果を2024年にNature誌に発表する予定だ。米国の国立核融合施設DIII-D実験では、AIコントローラーがプラズマのティアリングを300ミリ秒前に警告し、反応中断を防ぎ、原子炉設計の最適化を支援している。
2022年、DeepMindはスイス・プラズマ・センターと共同で、トカマク装置内でのプラズマの精密かつ安定した制御を実現するAI強化学習システムを開発しました。同社はまた、高速で微分可能なプラズマシミュレーターTORAXも発表した。
米国エネルギー省が加速核融合戦略を発表した同日、DeepMindと核融合スタートアップ企業のFederation Fusion Systems（CFS）は、前述のツールをCFSの実用プロジェクトに適用するための提携を発表しました。TORAXを強化学習などの手法と組み合わせることで、AIは大規模な運用シナリオを探索し、純エネルギー生産への最も効率的な経路を見つけることができます。DeepMindはまた、ボストン郊外にあるCFSのSPARC原子炉向けに、磁場構成、核融合発電、熱負荷管理を最適化するAI制御システムの開発も進めています。
CFSは2030年代初頭に初のグリッドスケール核融合発電所の稼働開始を計画しており、既にGoogleおよびEniと電力購入契約を締結しており、企業価値は10億ドルを超えています。同社は、2050年までに年間1,000工場の生産能力を達成する見込みを明らかにした。
さらに、OpenAIのCEOサム・アルトマン氏が投資する米国の核融合スタートアップ企業Helionは、2028年までに核融合発電所を建設する計画で、既にマイクロソフトと最初の電力購入者契約を結んでいる。
AIが技術革新を推進し続ける中、核融合エネルギーは壮大な科学的夢から急速に現実のものとなり、世界のエネルギー情勢を一変させる大きな力となりつつある。
出典：科技日報
出典: 元記事を読む
※現在お読みいただいているこの記事は、国内外のニュースソース等から取得した情報を自動翻訳した上で掲載しています。
内容には翻訳による解釈の違いが生じる場合があり、また取得時の状況により本文以外の情報や改行、表などが正しく反映されない場合がございます。
順次改善に努めてまいりますので、参考情報としてご活用いただき、必要に応じて原文の確認をおすすめいたします。