太陽よりも熱い：JET – カルハムにある地球最大の核融合炉

英国ギークガイド　普段は人が住めるような部屋ではない。万が一に備えて、黄色いリングが光る大きな赤いボタンがいくつか並んでいる。「Jetの電源を切るにはボタンを押してください。極度の緊急時のみ押してください」と、案内板には説明書きが書かれている。

ここはトーラスホール。航空機格納庫ほどの広さを持つ4万平方メートルの^空間で、 2つの巨大なフライタワーには1,100トンの扉が備えられており、隣接する組立ホールから隔離されています。壁と天井の厚さは2メートルです。ホール内の気圧は外部の気圧よりも低く保たれているため、万が一の侵入の際にも空気は排出されるのではなく、吸い込まれていきます。

このホールには、地球上でおそらく星の中心に最も近いもの、つまり英国オックスフォードシャー州カルハム科学センターにある世界最大の核融合炉、ジョイント・ヨーロピアン・トーラスが収容されています。ジェットはトカマク型で、ドーナツのような形をした円形の構造物です。強力な磁石を用いて、科学的事実とフィクションの両面を持つプラズマを制御します。

原子炉内部は3億℃を超え、太陽中心部の20倍もの温度になります。Jetは、カレーの水分子を励起するのに使われる周波数とは異なるものの、電子レンジなど様々な方法でこの温度を実現しています。

幸いなことに、ジェットは現在メンテナンス中です。厚い壁のおかげで、屋外にいるときよりも放射線量が少なくなっています。

「Jetは物理学の実験として作られました」と、このプロジェクトの制御ソフトウェアエンジニアであるジェームズ・エドワーズ氏は、私たちのツアー中にThe Regに語った。「Iterは、どちらかといえば工学実験です。」

ジェットは、40の研究所と350人の科学者が参加するヨーロッパのプロジェクトです。1997年には、総入力電力24MWから16MWの核融合エネルギーを生成するという記録を樹立しました。

しかし、ITERは、現在フランス南部で建設中の核融合炉Jetの大型版であり、2025年の開業を目指しています。Jetは、50MWの電力で500MWの発電を500秒間行うことを目指した核融合炉です。ITERは、概念実証型の核融合発電所であるDemoへの道を開くものであり、韓国は2037年にDemoの稼働を目指しています。

しかし、現時点では、ジェットは世界最大の核融合装置であり、核融合が電力を生成できることを証明している。ただ、消費する電力よりも多くの電力を生み出すには規模が足りないだけだ。

運用開始以来、設計を裏付ける実験を実施できるよう、Iterに近づけるようアップグレードを重ねてきました。変更点としては、炭素ではなくベリリウムとタングステン製の金属壁、Jetの中性粒子ビーム加熱システムの35MWへのアップグレード、そしてIterの運用改善に向けたステップとして、毎秒50～60個の重水素氷ペレットをJetのプラズマに噴射できる高周波ペレットインジェクターの導入などが挙げられます。

この科学は、将来のエネルギー源である核融合炉の建設に向けられています。

核融合は、原子炉で用いられる核分裂よりもクリーンです。核融合の放射性廃棄物は1世紀を過ぎても比較的安全であり、原子炉が故障しても大陸の半分を放射線で汚染する可能性は低いからです。核融合プロセスでは、2種類の水素（重水素（水から抽出可能）と三重水素（リチウムから生成））を不活性ガスのヘリウムと中性子に変換し、発電に利用します。

本格的な科学ですが、訪問者を締め出すほど本格的ではありません。カルハムは事前予約制の訪問者を受け入れており、学校向けプログラムに加えて夜間の一般公開も開催しています。

老サイチョウ

カルハム科学センターに近づくと、少し気が引けるかもしれません。金網フェンス、まっすぐで広い道路、番号のついたブロック状の建物、そして刈り込まれた芝生。まるでかつての軍事基地のよう。80ヘクタールの敷地は、第二次世界大戦中、海軍航空隊が運用していたHMSホーンビル飛行場として利用されていました。主要道路はかつて滑走路でした。

しかし、スタッフが着ているゆったりとした服装を見ると、そこに兵士ではなく科学者がいることが分かる。

1960年、英国原子力庁は核融合研究のための新しいセンターを必要としていた。カルハムはハーウェルにある同庁の拠点からわずか16km（10マイル）の距離にあり、オックスフォード、ロンドン、ディドコット発電所、高電圧スーパーグリッドへのアクセスも便利だった。

UKAEAはかつて核融合研究を副業としていたが、同機関は英国の核兵器を製造し、カンブリア州のカルダー・ホールとスコットランド北部のドゥンリーに核分裂発電所を開設し、その初期の廃止作業を実施した。

UKAEAは現在、核融合に主眼を置いており、ヨーロッパ28カ国からの資金提供を受けて、30年以上にわたりカルハム研究所で研究を実施してきました。ジェットは、1970年代にEUの核融合プロジェクトに関する議論の成果です。カルハム研究所が選定され、1977年に建設が開始されました。10年にわたる設計・建設を経て、1983年に運転が開始されました。最初の制御された重水素-三重水素核融合発電は1991年に実現しました。

1997年、ジェットは16MWという短時間のパルスで核融合実験による発電量の世界記録を樹立しました。しかし、このパルスを発生させるには25MWの電力が必要でした。これは、水素をプラズマに変換するために必要な膨大な熱を発生させるために、原子炉の磁石が消費する電力です。

そのマグカップをコントロールルームに持って行かないでください!

エンジニアであるジェームズ・エドワーズは、センターのオープンデーと夜間のガイドも務めています。ツアーは、やや時代遅れの受付エリアから始まりました。そこには、AutoCADが普及する以前に、すべてがうまく組み合うように作られたジェットのオリジナルスケールモデルと、当時の髭を生やしたエンジニアの姿が展示されていました。

エドワーズ氏はコンピューターサイエンスと数学の学位を取得して以来、Jetで勤務しており、現在はかつて在籍していた卒業生向けプログラムの運営に携わっています。彼は、仕事の多様性、そして「本当に興味深いプロジェクト」であること、そして「将来の電力生産を根本的に変えるような、非常に野心的な目標に向かって取り組む」という点が仕事の醍醐味だと語っています。

廊下を通って機械制御室へ向かうと、そこにはスクリーンやリングバインダー、そして「飲み物やマグカップをここに置いたり、制御室のどこにも持ち込んだりしないでください」という張り紙がいくつも並んでいる。今日は静かだが、Jetが作業している時は、背もたれに「EIC:」と書かれた椅子に座る担当エンジニアを先頭に、40人ほどの人が集まっている。