はじめに：米国の核融合エネルギーロードマップ

米国エネルギー省（DOE）は、長年の夢であった核融合エネルギーの実用化に向けた新たなロードマップを発表しました。この計画は、研究開発への支援と官民パートナーシップの推進を通じて、次世代の核融合発電所の建設を目指すものです。特に、AIが新たなブレークスルーを導くツールとして、またデータセンターの増大する電力需要を満たすための動機付けとして強調されています。

野心的な目標とAIの役割

DOEは、2030年代半ばまでに商業規模の核融合発電を電力網に導入するという極めて野心的な目標を掲げています。ロードマップでは、「2030年代に核融合民間部門の規模拡大を支援する公共インフラを提供する」ことを目標としています。しかし、この目標達成には、過去1世紀近く科学者たちを悩ませてきた科学的ブレークスルーが依然として必要であり、詳細な実現方法は曖昧です。また、AIブームはデータセンターの電力需要を急増させており、核融合エネルギーはこれらの需要を満たすための重要な解決策として期待されています。

核融合の課題と進展

現在の原子力発電所が原子を分裂させてエネルギーを放出する核分裂を利用するのに対し、核融合発電所は原子を融合させてエネルギーを生成します。核融合は、核分裂のような放射性廃棄物を生成せず、汚染物質である化石燃料に依存しないという利点があります。本質的に、核融合は星が光と熱を生成する方法を模倣していますが、原子を融合させるには途方もない熱と圧力が必要であり、正味のエネルギー利得（「点火」と呼ばれる）を達成することは極めて困難でした。しかし、2022年にはレーザーを用いて初めてこの「点火」が達成され、研究者たちはこの偉業を再現し、反応をより長く持続させる方法を模索しています。

民間投資とDOEの役割

近年、核融合への関心は高まっており、サム・アルトマン、ビル・ゲイツ、ジェフ・ベゾスといった著名人が核融合スタートアップを支援しています。GoogleとMicrosoftも、2020年代後半から2030年代に稼働予定の核融合発電所から電力を購入する計画を発表しています。DOEによると、これまでに90億ドル以上の民間投資が核融合の実証とプロトタイプ炉に流入しています。DOEは、核融合を商業的に実現するために必要な「重要インフラ」を構築するため、官民連携を促進する役割を担っています。これには、核融合燃料（トリチウムや重水素などの水素同位体）の生産とリサイクル、そして核融合プラントの極限状態に耐えうる強力な構造材料の開発が含まれます。また、地域ごとの核融合イノベーションハブの設立も計画されており、Nvidia、IBM、プリンストン・プラズマ物理学研究所、DOEが協力して「Stellar-AI」と呼ばれるAI最適化核融合スーパーコンピューティングクラスターを構築する予定です。

資金調達の不確実性

ロードマップは、AIを「核融合エネルギーのための変革的ツール」と位置づけ、AIモデルが実験施設の性能をより迅速に研究するための「デジタルツイン」構築に利用できると述べています。しかし、このロードマップには重要な免責事項が付記されています。それは、「このロードマップは、エネルギー省が特定の資金レベルを約束するものではなく、将来の資金調達は議会による歳出予算に左右される」というものです。つまり、DOEは現時点ではこの計画に資金を投入する準備ができていないことを示唆しています。トランプ政権は、化石燃料、核分裂、核融合を「エネルギー優位性」の野心に組み込んでいるものの、米国の増大する電力需要を満たすために、より迅速かつ安価に導入できる太陽光および風力エネルギープロジェクトへの資金を削減しています。この資金不足は、核融合エネルギーの実現に向けた大きな課題となるでしょう。

元記事: https://www.theverge.com/news/802070/nuclear-fusion-energy-ai-trump-roadmap