1億℃の壁を、素粒子で下げる
核融合は、1億℃以上の高温プラズマを作ることで水素同士をぶつける方式が主流だ。これに対して、素粒子のミュオン（μ）を触媒に使う「ミュオン触媒核融合（μCF）」は、もっと低い条件で核融合を起こそうとする発想から出発している。ミュオンは電子より約200倍重く、水素の原子核に近づいて分子のような状態を作り、核融合が起きる距離まで両者を引き寄せる。
中部大学と東北大学を中心とする国際共同研究グループは、このμCFの前段階の反応過程（共鳴状態）を、世界で初めて直接観測したと発表した。触媒のミュオンが水素の核融合を促す、まさにその直前の段階で、これまで想定されていなかった新しい反応経路をたどることを確かめた（出典：日経クロステック（新しいタブで開きます））。
見えていなかった「直前」の段階
ミュオン触媒核融合の研究では、理論が予測する反応の進み方と、実験で得られる値が長く食い違ってきた。原因の一つが、反応の途中段階を直接見られないことだった。今回はその前段階を観測できたことで、食い違いを説明できるようになった。
反応経路が分かるということは、無駄な過程を減らす設計ができるということでもある。将来、より少ないエネルギーで高い効率の核融合を得ることに役立つ。研究グループは2029年までに、核融合炉の設計に必要となる基盤技術を確立する計画を掲げている。
「常温核融合」という言葉の扱いに注意する
今回の研究は「常温で核融合を起こせる可能性」として紹介される。この表現だけを見ると、1989年に大きな話題となり、その後長く議論の的になってきた「常温核融合」と同じものに見える。しかし中身は別物だ。今回の方式は、ミュオンという素粒子を触媒として反応を仲介させる点に特徴がある。タイトルだけを拾って同一視すると、技術の現在地を見誤る。
現時点で確認できるのは、反応の前段階を観測できたという基礎研究の成果であり、発電できる炉ができたという話ではない。実用までの距離は、公開されている情報だけでは読めない。
建設業にとっての読み方
核融合の話は、建設業にとっては「いつか来るかもしれない発電所」の話に見える。だが、読み方を変えると接点は3つある。
1つは、炉が動く条件が変われば、必要になる建物も変わるということ。高温プラズマ方式の炉は、巨大な真空容器、遮蔽、冷却設備、大出力の電源設備を必要とする。常温に近い条件で反応を起こせるなら、設備の構成そのものが変わり得る。ただし、これは研究が進んだ場合の話であり、現時点の設計が決まっているわけではない。
2つ目は、研究段階の建設需要だ。核融合の研究には粒子加速器や大型の実験設備が要る。基礎研究の段階でも、建設会社の仕事は発生している。
3つ目は、人材と情報の接点を持つこと。2029年という目標が置かれている以上、それまでに何が決まり、何が決まらないのかを追いかける価値はある。自社の長期の電源計画やエネルギー調達の議論に、選択肢の一つとして置いておく。
実務者が押さえる3点
- 一次情報を追う。大学や研究機関の発表、論文を確認する。報道の見出しは「常温」の語が独り歩きしやすい。
- 技術の段階を見る。今回は反応過程の観測であり、発電実証ではない。マイルストーンで現在地を測る。
- 自社のどの業務に効くかを考える。研究設備の建設、将来の電源計画、人材の採用・育成では、関わり方がそれぞれ違う。
エネルギー源の選択肢が増えることは、建設業にとっては提案の幅が広がることを意味する。時期は読めないが、動きは記録しておきたい。