米国、核廃棄物を水素燃料にリサイクルする技術を開発

現在、世界には核融合（核融合反応）の原理で稼働している原子力発電所はありません。すべての原子力発電所は、ウランの核分裂によって熱エネルギーを生み出す原理で稼働しています。

核融合とは、2つの原子を結合させて熱を放出し、発電機を回すプロセスです。この発電機は、排出物をほとんど出さずに大量の電力を供給します。そのため、理論上は最もクリーンなエネルギー源の一つと考えられています。

現在稼働している原子力発電所は、エネルギーを生成するために核分裂反応に依存していますが、長年にわたって放射能を帯びたままになる核廃棄物も大量に生成されます。

原子力発電所から出る核廃棄物は取り扱いが難しく、保管にも非常に費用がかかります。

対照的に、宇宙の星々のエネルギー源となっている核融合プロセスは、その最終段階で放射性廃棄物をほとんど生成しません。このプロセスでは、重水素と三重水素の融合が必要です。

人類は核融合エネルギーの利用において大きな進歩を遂げており、米国オハイオ州にあるOpenAIの原子力発電所もその一つです。しかし、さらに困難なのは、核融合反応に必要なトリチウム燃料の確保です。

重水素は容易に入手可能ですが、米国では現在、トリチウムが深刻な不足に陥っています。「現在、商業用トリチウムの価値は1ポンドあたり約1500万ドル（1キログラムあたり約3300万ドル）で、米国にはそれを国内で生産する能力がありません」と、ロスアラモス国立研究所（LANL）の物理学者で、本研究の筆頭著者であるテレンス・ターノウスキー氏は述べています。

核融合炉用のトリチウムトリチウムは上層大気中に自然に存在し、カナダの原子炉が主な商業生産地となっています。

タルノウスキー氏はプレスリリースで、地球上のトリチウムの現在の総量は約55±31ポンド（25±14キログラム）であると述べた。

タルノウスキー氏の推計によると、25キログラムあれば50万世帯以上に6ヶ月分の電力を供給できるという。「これはワシントンD.C.の住宅数よりも多い」

一方、米国には商業用原子力発電所から排出される数千トンの核廃棄物があり、その中には高放射性物質が含まれており、安全に保管するには高額な保管費用がかかります。

そこで科学者たちは、まだ放射能を帯びている核廃棄物から貴重なトリチウムを生成することの実現可能性を評価する機会を見出しました。シミュレーションでは核廃棄物が優れた供給源となる可能性が示唆され、タルノウスキー氏はトリチウム原子炉の設計における生産量とエネルギー効率を評価するため、数多くのコンピューターシミュレーションを実施しました。

プレスリリースによると、シミュレーション中に原子が分裂すると中性子が放出され、一連の核遷移を経て最終的にトリチウムが生成された。

ブースト機能により、オペレーターはこれらの反応をオンまたはオフにすることができ、従来の原子力発電所で発生する連鎖反応よりも安全であると考えられています。