Name: 着火に一歩近づいた核融合燃料の実験 (This Fusion Fuel Experiment Will Bring Us One Step Closer to Ignition)
Uploaded: 2021-05-17T17:50:20.000Z
Duration: 5 min 33 s

If you hear the word ITER and think food, well...you're not exactly wrong.

ITERと聞いて食べ物を想像する人は、あながち間違ってはいないだろう。

ITER actually refers to the International Thermonuclear Experimental Reactor,

ITERは、国際熱核融合実験炉（International Thermonuclear Experimental Reactor）の略です。

but where you'd be right about the food part is a long-awaited experiment.

しかし、あなたが言うように食べ物の部分は待望の実験です。

This is currently testing the fuel that ITER needs to gobble up

これは現在、ITERが必要とする燃料のテストを行っています。

to hopefully get us that one step closer to the ever-elusive temptress of fusion ignition.

このようにして、私たちは永遠の憧れである核融合炉に一歩でも近づこうとしているのです。

If you're new to the world of nuclear fusion, welcome to the decades-long waiting party.

核融合の世界に初めて足を踏み入れた方は、数十年に及ぶ待望のパーティーへようこそ。

See, nuclear fission is what most of us are more familiar with:

私たちがよく知っているのは「核分裂」です。

it's when atoms are split apart to create huge amounts of energy.

原子を分解して巨大なエネルギーを作り出すことです。

But fusion is the fusing of two atoms, which releases an energy yield several times greater than fission.

しかし、核融合は2つの原子が融合することで、核分裂の数倍のエネルギー収量を放出します。

Almost all fusion experiments work specifically on fusing hydrogen atoms to form helium.

ほとんどの核融合実験は、水素原子を融合してヘリウムを作ることに特化しています。

We've actually achieved fusion several times in a lab setting, using the most energetic lasers on Earth or alternatively,

私たちは実際に、地球上で最もエネルギーの高いレーザーやその代替手段を用いて、実験室で何度も核融合を達成しています。

世界で最も強い磁石の一つである。

But the key thing, the thing we've been chasing since fusion's inception, is ignition.

しかし、重要なのは、核融合が始まって以来、我々が追い求めてきたもの、すなわち「点火」です。

That's the tipping p oint at which a fusion reaction starts to sustain itself,

これが、核融合反応が持続するための転機となる。

and we get more energy out of it than we put into creating it.

そして、私たちはそれを作るために費やした以上のエネルギーを得ることができます。

And that's the big dream of fusion ignition—it would produce a limitless supply of clean energy.

これこそが核融合点火の大きな夢であり、クリーンなエネルギーを無限に生み出すことができるのです。

But as you can imagine, heating hydrogen plasmas to 150 million degrees Celsius

しかし、ご想像の通り、水素プラズマを1億5千万度に加熱すると

and then compressing and confining them down into states of matter even more extreme

そして、それらをさらに極端な物質の状態に圧縮して閉じ込める。

than what's at the center of the Sun is...kinda hard.

太陽の中心にあるものよりも大きいものは...ちょっと難しいですね。

There are private and nationally-funded facilities all over the world working toward this...and that's where ITER comes in.

そのために、世界中の民間や国が出資する施設が動いている......それがITERだ。

It's an international collaboration between its member states, and it will be the world's largest-ever tokamak

加盟国間の国際協力により、世界最大級のトカマクとなる

when it's completed and begins experimenting around 2025.

を完成させ、2025年頃から実験を開始します。

And if you're wondering what a tokamak is, it's a very specific donut-shaped set-up

トカマクとは何かというと、ドーナツ型の非常に特殊な装置です。

of magnetic and vacuum fields that can create the extreme conditions necessary for nuclear fusion.

核融合に必要な極限状態を作り出すことができる磁場と真空の場の

So, how do you test the most advanced facility of its kind...before it opens for experiments?

では、実験開始前に最新鋭の施設をどうやってテストするのか？

さて、JETに助けてもらいましょう。

The Joint European Torus is a EUROfusion research facility that opened in 1983.

ジョイント・ヨーロピアン・トーラスは、1983年にオープンしたEUROfusionの研究施設です。

Being a tokamak itself, JET has been the proving ground for all things tokamak fusion.

JETはトカマクそのものであり、トカマク型核融合のすべての実験場となっている。

It's the perfectly scaled-down version of ITER, 1/10th the size—

ITERの10分の1の大きさに縮小されたものです。

essentially, JET walked so that ITER can fly.

つまり、ITERが飛べるようにJETが歩いたのです。

JET will prove useful once again by testing out ITER's fuel—

JETは、ITERの燃料をテストすることで、再びその有用性を証明します。

kinda like a bodyguard tasting a royal's food to make sure it's not poisoned.

ボディーガードが王室の食事を試食して、毒が入っていないか確認するようなものだ。

燃料は重水素とトリチウムの混合です。

two heavy versions of hydrogen that are typically used as the ingredients that get smashed together to produce helium—

ヘリウムを生成するために一緒に粉砕される材料として一般的に使用される、水素の2つの重いバージョン。

And I say ITER is the royal in that relationship because it's the facility many experts around the world

その中でITERは王道と言えるでしょう。

think has the best shot of actually achieving fusion ignition.

は、実際に核融合点火を実現するための最良の方法だと考えています。

It's the culmination of many, many decades of fine-tuning all this complex science.

このような複雑な科学を何十年もかけて微調整してきた集大成なのです。

But JET needs to test-run ITER's fuel mix because tritium decays super freaking fast,

しかし、トリチウムは超高速で崩壊するため、JETはITERの燃料ミックスをテストする必要があります。

so it's both really rare in nature and is more difficult to work with than deuterium. In fact, tritium is so rare that the world's supply is just 20 kilograms, produced as a byproduct of nuclear reactors. So, many experiments don't use it at all, and instead only use deuterium smashed into deuterium. Plus, tritium has that extra neutron—that means it produces more neutrons during a reaction than just deuterium does. So, when used by itself or in a 50:50 mix...we get a heck of a lot of neutrons to contend with. These can interfere with or damage the tools that help scientists see what's actually going on. The newest generation of scientists who are working on this experiment...have probably never worked with tritium before this. But that tricky extra neutron also means a high potential energy yield, much higher than just deuterium and deuterium.

そのため、重水素に比べて自然界では非常に稀であり、扱うのも難しい。実際、トリチウムは原子炉の副産物として生産されるため、世界での供給量はわずか20キログラムと希少価値が高い。そのため、多くの実験では重水素を全く使わず、重水素を粉砕したものだけを使用しています。さらに、トリチウムには中性子が含まれているので、反応の際に重水素よりも多くの中性子を発生させることができます。つまり、重水素よりも多くの中性子を発生させるのです。そのため、単体や50：50の割合で使用すると、大量の中性子と戦うことになります。中性子は

In fact, tritium is so rare that the world's supply to work with in experiments like this is just 20 kilograms,

実は、トリチウムは非常に希少な物質で、今回のような実験に使用できる世界の供給量はわずか20キログラムです。

produced as a byproduct of nuclear reactors.

原子炉の副産物として生成される。

So, many experiments don't use it at all, and instead only use deuterium smashed into deuterium.

そのため、多くの実験では重水素を全く使わず、重水素を粉砕したものだけを使用しています。

Plus, tritium has that extra neutron—that means it produces more neutrons during a reaction than just deuterium does.

さらに、トリチウムには中性子が追加されています。つまり、重水素よりも多くの中性子を反応中に生成します。

So, when used by itself or in a 50:50 mix...we get a heck of a lot of neutrons to contend with.

そのため、単体または50：50の割合で使用すると、大量の中性子と戦うことになります。

These can interfere with or damage the tools that help scientists see what's actually going on inside a fusion reaction.

これらは、科学者が核融合反応の内部で実際に起こっていることを見るためのツールを妨害したり、損傷させたりする可能性があります。

The newest generation of scientists who are working on this experiment...have probably never worked with tritium before.

この実験に取り組んでいる新しい世代の科学者たちは、おそらくこれまでトリチウムを扱ったことがないでしょう。

But that tricky extra neutron also means a high potential energy yield, much higher than just deuterium and deuterium.

しかし、そのトリッキーな余分な中性子は、潜在的なエネルギー収量が高いことを意味し、単なる重水素や重水素よりもはるかに高い。

So, one key goal of these experiments at JET is to understand how adding tritium to the mix will

そのため、JETでの実験の重要な目的の一つは、トリチウムを加えることでどのように

affect the plasma dynamics of a D&T reaction when it's actually happening inside ITER.

ITER内部で実際に起こっているD&T反応のプラズマダイナミクスに影響を与える。

And also, this is just a fun fact—but when experiments with tritium start at ITER,

また、これはちょっとしたお楽しみですが、ITERでトリチウムの実験が始まると

all those extra neutrons that are produced will actually be used to make more tritium for future experiments,

余分に発生した中性子は、実際には将来の実験のために、より多くのトリチウムを作るために使われます。

これはとてもクールなことだと思います。

All of this exciting work at JET means that we'll be able to make the most of ITER's capabilities as soon as it's ready

JETでは、ITERの準備が整い次第、その能力を最大限に発揮できるようにするために、さまざまな取り組みを行っています。

and make sure the new experiments don't wreck any of that specialist equipment

また、新しい実験では、専門的な機器を壊してしまわないように

we spent so long getting right as soon as it comes online.

私たちが長い時間をかけて得たものを、オンラインになった途端に手に入れることができます。

なぜなら、誰にもわからないからです。

Maybe this is the decade that the dream of fusion ignition comes to fruition.

もしかしたら、核融合点火の夢が実現する10年になるかもしれない。

If you want more on fusion updates, check out this video here,

フュージョン・アップデートについて詳しく知りたい方は、こちらのビデオをご覧ください。

and if you have another nuclear energy technology you want us to cover, leave it for us in the comments down below.

また、他にも取り上げてほしい原子力技術がありましたら、下記のコメント欄にご記入ください。

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