融合！

実験的な核融合炉における最近の突破口は、主流メディアを通じてさざ波のようなニュースの衝撃波を生み出しました。さまざまな分野のライターが、これが大きな前進であり、「クリーンで安全な、ほぼ無限の」エネルギー源に私たちをどのように近づけるかについて叙情的に語りました。ただし、現実はもう少し微妙です。

いつものように、持続不可能なものは持続しません。自然界のルールブックの一部である物理学は、そのような単純な原則に基づいて機能します。複雑ではありません。システムは、エネルギー源として有用であるためには、それ自体を維持するために必要な量よりも多くの (はるかに多くの) エネルギーを生成する必要があります。余剰エネルギーを生成する必要があります。核融合を追求する科学者がこれを第一の目標にしたのも不思議ではありません。優れた成果を上げている米国立点火施設 (NIF) は、まさにそれを達成したと報告されています。

この施設では、192 台のレーザー セットを使用して、2.05 メガジュールのエネルギーを、水素同位体である重水素とトリチウムの凍結ペレットを含むエンドウ豆大の金のシリンダーに送りました。レーザーのエネルギーパルスがカプセルを崩壊させ、星や熱核兵器でのみ見られる温度に達し、水素同位体が融合してヘリウムになり、追加のエネルギーを放出し、核融合反応のカスケードを作り出しました. 研究所の分析によると、この反応により約 3.15 MJ のエネルギーが放出されたことが示唆されています。これは、反応に使用されたエネルギーよりも約 54% 多く、以前の記録である 1.3 MJ の 2 倍以上です。

人間の言葉に翻訳すると、多くの人々が力ずくでテストチャンバー内の小型水素爆弾に点火しました（原子爆弾をヒューズとして使用せずに）. かなりの偉業です！それは余剰エネルギーを生み出しましたか？地獄でした。70年前の不吉な実験のように。参考までに、エニウェトク環礁の住民に、この種の余剰エネルギーがどれだけサンゴを大気中に放出できるか尋ねてみてください。

これは持続可能なエネルギー源ですか？NIF で行われた実験は、小さな爆発ではなく、継続的なエネルギーの流れを生み出すことができますか? もちろん違います。彼らは決して意図されていませんでした。この記事を注意深く読むと、実験の本当の目的が何であるかがわかります。

しかし、NIF での結果は特に重要です。この施設は、核兵器の科学者が爆発内の激しい熱と圧力を研究するのに役立つように設計されており、それは実験室が高収量の核融合反応を生成する場合にのみ可能です。[…] 現在の大きな問題は、エネルギー省が次に何をするかということです: NIF での兵器研究を強化するか、核融合エネルギー研究に向けたレーザー プログラムに方向転換するかです。

親愛なる読者の皆さん、あなたのことは知りませんが、「ピボット」という言葉は、この実験全体が 100% 意図的な軍事研究であり、核融合エネルギーの突破口として再パッケージ化されたものであることを示唆しています… 言い換えれば、持続可能なエネルギーを見つける代わりにソース NIF は、水爆に点火する新しい方法を発見しました。

持続的な核融合反応を達成するためには、1 億 5000 万度までの温度のプラズマを収容できる容器が必要です。そして、ここから頭のひっかきが始まります。あまり宣伝されていないエンジニアリングの現実の世界では、核融合炉はステロイドのターボチャージされたエネルギー豚です。数百万度の高温プラズマがケーシングを通して燃焼しないようにするために、原子炉は、非常に高温の粒子を原子炉の壁から離して原子炉の中心に保つのに十分な強度の電磁場を生成する必要があります。

世界最大かつ最も有望な核融合炉であるITERも、絶対零度近くまで一定に冷却する必要がある超伝導磁石によってこの偉業を達成します。この磁場を生成するだけで、他の多くの機器は言うまでもなく、電気代が跳ね上がり、中規模の町の電力消費量に匹敵します。

ITER プラントおよび施設の電力要件は、プラズマ動作中の 30 秒間のピーク期間で 110 MW から最大 620 MW の範囲になります。

これはおばあちゃんの電気ケトルではありません。30 秒間の花火ショーで (平均で) 365 MW の電力が消費されます。ただし、この量のうち、50 MW のみがプラズマの点火に使用され、残りは冷却水と極低温システムによって吸収されます。ただし、プロジェクトのウェブサイトによると、消費のそれほど重要ではない部分は、目標達成から完全に除外されます。

ITER は、そのプラズマで 10 倍の電力回収率 (Q=10)、または50 MW の入力加熱電力から 500 MW の核融合電力を生み出すように設計されています。

ITER の設計者がテストチャンバーへの 50 MW の加熱入力に焦点を合わせたように成功を定義する場合 (チャンバーに生命維持を提供するすべての機器の総消費量を除く)、おそらくそれを 1 日と呼んで、お金。正直に計算すると、ITER は投資したエネルギーに対してわずか 1.37:1 のリターンしか達成できず、損益分岐点をわずかに上回る程度です。これは、同様の構造を構築するために必要なエネルギーを考慮していません.

問題は、物理学は私たちが測定するものにはまったく関心がないということです: それは持続可能であるシステム全体であるか、または何もないかのどちらかです.

私たちがこの文明を救うことに本当に真剣に取り組んでいるなら、政府から大金を集め、武器産業からの命令を喜んで集めている間、世界中でいつものように振る舞うのではなく、総投入量と産出量の計算を行うことになります. そうすれば、ヒートインとヒートアウトの 1 対 1 の目標では、ここでは絶対に十分ではないことがわかります。現在の実験によって提供される測定基準を使用して、現在の原子炉の性能に少なくとも匹敵することができることを証明するために、ネット 500:1 (または 70:1 グロス) の目標を目指す必要があります。これが不可能に聞こえる場合は、そうかもしれませんが、それに時間を無駄にするべきではありません。

事実を追加すると、a) 装置を完全に破壊することなく、1 日どころか 1 時間核融合を維持できるかどうかの手がかりがない (おそらくない)、b) ITER は電気を生成しない(それは誰かになるだろう)。 else's problem (1))、そしてこの実験が本当にどこにも通じない橋であることがわかります。

これは、私たちの文明の有限性を人類が理解できないことが本当に私を襲うところです. ハイテクの時代は終わりました。現在の消費率では、今後 20 年から 30 年の間に、過去 1 千年間と同じ量の鉱物を採掘する必要があります。これが指数関数的成長の性質です。

問題は、それほど多くのリソースが残っていないことですが、それでも試してみます. 現在の不足は、今から 10 年、15 年後に私たちが経験するものに比べれば何でもありません… ただ見てください。その後もITERは初期化中（2035年開始予定）。それを起動することは、私たちにとって最も問題が少ないでしょう…. 他の問題はあるものの、水素の非常にまれな同位体であるトリチウムを例に取りましょう。

現在、トリチウムは 19 基のカナダの CANDU 核分裂炉で生成されており、その半分は停止する予定です。[…] これは、約 25 キログラムのトリチウム備蓄が 2030 年までにピークに達し、売却されて崩壊するにつれて着実に減少し始めることを意味します。

そして、なぜこれが重要なのですか？確かに、一度核融合が起きれば、はるかに豊富な同位体で核融合が実行される可能性があります。

研究者たちは 20 年以上前に、核融合の「トリチウム ウィンドウ」が最終的にバタンと閉まることに気付きましたが、それ以来事態は悪化の一途をたどっています。ITER は、トリチウム供給が縮小する 2035 年まで DT を燃やしません。ITER が 2050 年代に作業を終了すると (それ以上の遅延がなければ)、残るトリチウムは 5 キログラム以下になります。

このトピックに関する記事全体をここで読んでください。核融合は、ある意味で、原子力文明を構築しようとする人類の一生に一度の試みの副産物です...すべて再生不可能な金属、化石燃料、砂に基づいています。これからの数十年。

ソーラー パネルによって取得されたものであろうと、核融合によって地球上で生成されたものであろうと、私たちは無限のエネルギーを夢見続けていますが、これらの複雑な技術によって組み込まれ、最終的に消費される必要がある再生不可能な材料の量については意図的に忘れています。

代表的な例として、ニオブ チタン ワイヤで作られた 6 つのポロイダル フィールド コイル(強力な磁場を生成します。ちなみにその名前が気に入りました) を見てみましょう。これらは Home Depot で購入するものではありません。

直径 17 ～ 24 メートル、重さ 200 ～ 400 トンのコイル PF2、PF3、PF4、および PF5 は、オフサイトで製造して ITER に出荷するには大きすぎます。

ITER の人々は、彼らのプロジェクトが完全に拡張不可能なユニコーンであるという事実を絶対に隠しません。操作の背後にあるサプライ チェーン全体を想像してみてください。中国の希土類鉱山から始まります。ダンパー トラックや掘削機によって、数ガロンのディーゼル燃料を毎分燃焼させ、製油所が有毒で放射能の高い尾を残して、ニオブの有限埋蔵量を抽出しています。後ろに池。次に、これらのエキゾチックな金属を溶かし、この特別な合金を作るために製錬所で燃焼される石炭と天然ガスの量を想像してみてください…現場で何百トンものディーゼルを運ぶ船やトラックで（再び）燃焼されるディーゼルの量、消費される電気。製造組立プロセスなど… ここまで来れば、核融合炉の建設、維持、稼働に必要なエネルギーと有限の材料投入量がどのようなものかを理解できるようになりました。また、

とにかく、事実上無限の核融合発電所を地球上に建設することを目指す必要があるのは、まさにそれであり、現在私たちが目撃している6番目の大量絶滅につながった無限のエネルギー（化石燃料の形で）の使用でした. このすべてで誰に感銘を与えたいですか?

私たちの子孫は、放射性廃棄物、永遠の化学物質、使用済みバッテリー、空の砂漠の間にある浸水した大都市が散らばる、半分死んだ生物圏を受け継いでいます。これまで見てきたように、エネルギー消費が増加するたびに、採掘から製造、森林伐採から砂漠化、そして最終的には浪費に至るまで、環境破壊活動が増加しています。あなたを売る橋。そのような「クリーンで豊富な」エネルギー源で武装した企業は、資源を求めて数十年のうちに地球に残っているわずかなものを確実に破壊し、最終的には利益を得るでしょう.

皆さん、これはナンセンスです。私たちは明らかに、ゆっくりと死にかけている生態系を持つ過熱した惑星で、石油とガスの生産が長期にわたって減少する絶壁にいます. そして、私たちの最善の希望は、この真に自殺的な資源抽出率を、私たちの最も優れた最も優れた融合が解明されるまで、さらに何十年も維持できることですか? 本当に？その時までに着火燃料を使い果たし、私たちの壮大なユニコーンは数十億ドルの放射性 (2) スクラップ金属の山に過ぎず、新しい原子炉の生産は言うまでもなく、それ自体に電力を供給することはできません。その種類の？誰か、誰か、これを真剣に考えたことがありますか? このすべての予算を承認したのは誰ですか?!

真剣に、私たちが直面している悲惨な苦境を知っているので、根本的に異なる気候に移行している惑星で食料、衣類、住宅を生産する方法を学び、再学習するのに忙しいはずです. 資源とエネルギーの利用可能性が自然に低下するのと並行して、テクノロジーの使用を縮小する方法を計画する必要があります。私たちは、私たちの時代以前の人々がどのように暮らしていたかを見て、鉱物資源/エネルギーと生命そのものの両方の観点から、深刻に枯渇した世界でどのような技術と科学的知識を役立てることができるかを検討する必要があります.

化石燃料と鉱物は、私たちがそれらを残すことができるよりも、枯渇により早く私たちを離れます. 結果として産業文明は、何をしても100年くらいで消えていきます。しかし、物語が展開するにつれて自分自身を忘却に追い込まないと仮定すると、私たちはその過程で何かを学ぶかもしれません. 、 持続可能な。核融合は、この大きな「成功」にもかかわらず、永遠に空のパイのままです。半世紀前と同じように、今から25年後もずっと… 人々がそれを忘れるまで. 数百年後の未来の人々は、自分の子供たちにそれが何をするつもりだったのかを説明することさえできないでしょう.

しかし、今ここでは、融合は莫大な規模の時間とお金とリソースの無駄です. それは、私たちの状況で実際に完全に理にかなっていて、先のボトルネックを通して私たちを見ることができる他の多くのことを私たちが行うことを妨げ、妨げます. それでは、それらに焦点を当てて、核融合を利用したテクニュートピアを本来の場所に置いておきましょう: まだ書かれていない歴史書のページのために.

次回まで、

B

ノート：

(1) 現時点では、融合中に放出される巨大なエネルギーを利用する方法を推測することしかできません. そのほとんどは、熱と電磁放射に加えて、いくつかの高エネルギー粒子の形で発生します。私たちはそれで何をしましょうか？お湯を沸かして蒸気タービンを回す？エネルギー変換率とは何ですか？せいぜい30%？待って、これを 30 秒バーストで使用する予定はありますか? 30 秒ごとに冷却、分解、修理しなければならない原子力発電所を想像してみてください。

(2) 中性子が生成され、核融合中に反応室の壁にぶつかります。電荷が中性であるため、電磁場はチャンバー自体の壁に構造的損傷を与え、時間の経過とともに放射性スクラップ金属の脆い破片に変えるのを止めることはできません. 危険な廃棄物は、使用済みウラン燃料棒と一緒に埋められる必要があり、リサイクルの見込みはありませんでした。両方にとって安全な場所を見つけて頑張ってください。