太陽は作れるか？核融合の歴史と2026年が転換点といわれる理由

2026年1月1日配信のこの回は、お正月らしいものを挙げる掛け合いから始まります。エマさんは餅、駅伝、格付け番組と挙げたあと、ようやく「日の出」にたどり着きます。

レンさんは初日の出をきっかけに、「太陽を作れるのか」というテーマを切り出します。太陽で起きている核融合を地球で再現する研究は、今まさにホットな分野だといいます。

エマさんは、人口が増えてエネルギー不足になるかもしれないから、太陽のような仕組みを利用したいのではと推測します。レンさんはこれに同意し、核融合はエネルギー問題を大きく解決できるかもしれないほどインパクトの大きい技術だと説明します。

レンさんによれば、2026年は研究の重要なポイントが重なり、今後エネルギー問題を解決する技術が出てくるかもしれない年として注目が集まっています。

レンさんは、厳密には太陽そのものを作るのではなく、太陽で起きていることを地球で再現したいという研究だと整理します。では、なぜ他の方法ではなく核融合なのか。

エマさんは、風力発電は風があるときしか発電できず、火力発電は燃やしたエネルギーのすべてが電力になるわけではないと、効率の悪さを挙げます。レンさんはそこに環境問題も加えます。

レンさんは人類のエネルギー利用の歴史を、木を燃やす段階から石炭と蒸気機関、そして石油へと振り返ります。石油は貯蔵が簡単で、より少ない量で高いエネルギーを得られるため、人類はエネルギー密度をどんどん上げてきたともいえるといいます。

石油の次に来たのが、核分裂を使う原子力発電です。レンさんによると、1キログラムあたりに取り出せるエネルギーは石炭などのおよそ300万倍にもなります。

一方で原子力発電には、安全性と放射性廃棄物というデメリットがあります。密度が高く、廃棄物も出ない理想のエネルギーとして目指されているのが、核融合だという流れです。

太陽が何なのかは、1800年代半ばごろまでわかっていませんでした。レンさんは、太陽の正体をめぐって生物学者と物理学者の論争が起きたことを紹介します。

『種の起源』を書いたチャールズ・ダーウィンチャールズ・ダーウィン ── イギリスの博物学者・生物学者。自然選択による進化論を提唱し、1859年に『種の起源』を出版しました。地質学にも深い関心を持っていましたは地質学も研究しており、ある土地が形成されるのに3億年はかかったと『種の起源』に書いています。そこからダーウィンは、太陽は何億年も前からあったと予想しました。

現在、太陽は46億年前に誕生したといわれています。エマさんは「ダーウィンの言ってることは正しいね」と反応します。

これに反論したのが、温度の単位にも名を残すケルビンケルビン ── イギリスの物理学者ケルビン卿（ウィリアム・トムソン）。熱力学の発展に貢献し、絶対温度の単位「ケルビン」に名前が使われていますです。太陽が石炭のような化学燃料の塊だとすると、観測したサイズから計算して、長くても数千万年で燃え尽きるはずだと主張しました。

当時の世の中は、計算で示した物理学者の側にかなり傾いたといいます。レンさんは、説得力の問題だったのだろうと話します。

ケルビンらの説は、1900年代に一気に覆ります。きっかけはアインシュタインの特殊相対性理論で示された「E=mc²」、つまり質量はエネルギーに変換できるという考え方です。

その後、太陽はほとんど水素とヘリウムでできていることが観測でわかりました。水素の原子核同士が融合してヘリウムになるとき、2つ足したものより軽くなり、消えた質量がエネルギーとして出てくることも実験で確かめられました。

ただし懐疑派もいました。プラスの電気を持つ原子核同士は、磁石のN極同士のように反発するため、合体などできないのではという疑問です。

エマさんは、分裂させるほうがエネルギーが多く出そうだと直感を話します。レンさんは、実際は逆で、核融合で消える質量のほうがずっと大きく、核分裂の4倍ぐらいになると説明します。

レンさんによると、宇宙で一番安定した元素は鉄です。核融合は水素が鉄に近づく反応、核分裂はウランなど鉄より大きい原子核が鉄に近づく反応で、鉄に向かう坂道のように、水素から鉄までの距離が長いぶん核融合のエネルギーが大きくなります。

太陽の核融合を提唱したのは、イギリスの天文物理学者アーサー・エディントンアーサー・エディントン ── イギリスの天体物理学者。恒星の内部構造の研究で知られ、1919年の日食観測で一般相対性理論の検証にも関わりましたです。核融合が起きるには太陽の温度は低すぎるのではと反論されました。

レンさんによると、「もっと熱い場所」とは地獄のことで、要は反対する人に「地獄へ行け」と言っているのと同じだといいます。エマさんは、イギリス人のジョークは今でもよくわからないと笑います。

温度不足の問題を解決したのは量子の考え方でした。ごく小さな世界では、確率的に陽子同士がくっつくことがあり、太陽ぐらいの温度でも融合は起きると理論的に示されました。これが1928年ごろだとレンさんは話します。

太陽の話は、冬の太陽にも及びます。エマさんは、イギリス人は冬に太陽が出ないと文句を言い、夏は喜ぶと紹介し、太陽をありがたがるレンさんをヨーロッパの人のようだと評します。

核融合のエネルギーがわかると、人間はまず爆弾に使いました。1950年代ごろにはアメリカ、イギリス、ソ連などが開発を進め、核分裂の原子爆弾と並行して、核融合を使う水素爆弾が作られます。

しかし核融合を発電に使うのは非常に難しいことです。レンさんによると、地球で原子核を融合させるには1億度が必要で、そもそも1億度に耐えられる入れ物がありません。

さらに密度も必要です。スカスカの場所では原子核同士がぶつからないため、圧力鍋のようにぎゅっと閉じ込めて温度をかける必要があり、しかも絶対に漏れてはいけません。

爆弾はエネルギーが周りに発散すればよいものの、それではエネルギーとして使えません。発電では、エネルギーを閉じ込めて保持することが求められます。

そこで考えられたのが、磁力で見えない壁を作り、容器なしで閉じ込める方法です。ただ、濡れた石鹸を握るとニュルッと逃げるように、どこからか漏れてしまう問題に研究者たちは長く苦しみました。

戦争が絡んでいたため、核融合の研究は各国が秘密裏に進めていました。核分裂の原子力発電が進む陰で、核融合の閉じ込めはどの国もうまくいきませんでした。

1958年、「原子力平和利用国際会議」が開かれ、アメリカ、イギリス、ソ連などがそれぞれの研究を持ち寄ります。数千人が集まって明らかになったのは、壮絶な失敗の共有でした。

エマさんは、世界が仲良ければもっと早くできたかもしれないと残念がります。レンさんは、こうした共有ができるようになったこと自体が平和になった証ではと話します。

核融合はその後も「いつまで経ってもあと30年かかる技術」、つまり永遠に完成しない技術と言われ続けたといいます。

1958年の会議から10年後、ソ連が核融合を起こす場所の閉じ込め時間を10倍ほど長くできる新しいシステムを発表します。温度は1000万度を超えたといいます。

イギリスやアメリカの研究者は「温度計が壊れてるんじゃないか」と信じませんでした。レンさんは、ソ連と西側諸国の仲が悪かったことを理由に挙げます。

ソ連の方式は、磁石で閉じ込めた場所の中にドーナツ状に電流を流すことで、エネルギーが外に漏れにくくなるものです。トカマク型トカマク型 ── ドーナツ状の容器内のプラズマに電流を流し、磁場で閉じ込める方式。名前はロシア語の略語に由来し、現在も核融合研究の主流の一つですと呼ばれます。

ソ連は、それならイギリスの人がモスクワに来て自分たちの温度計で測ってみればいいと提案します。冷戦の最中、西側の科学者チームが極秘のソ連の研究所に招かれ、最新のレーザーで測った結果、ソ連の発表は正しいとわかりました。

これを機に、世界中が再び核融合に期待し、一斉にトカマク型やレーザー方式の研究を始めます。

アメリカは、レーザーで四方八方から閉じ込める方式を進めます。サッカースタジアム3個分が入る巨大な施設に世界最強のレーザーを192本並べ、2ミリメートルのダイヤモンドのカプセルに照射して核融合を起こします。

発電のためには、核融合で出たエネルギーが投入したエネルギーを上回る必要があります。これまでは10のエネルギーを入れても7ほどしか返ってこない赤字状態が続いていました。

アメリカのNIFNIF ── National Ignition Facility（国立点火施設）。カリフォルニア州のローレンス・リバモア国立研究所にあるレーザー核融合の実験施設ですは2009年に建設が完了し、2011年に本格的な実験を開始しました。そして2022年12月5日、投入したエネルギーより出るエネルギーが多くなる「点火」を約13年かけて達成し、約1.5倍のエネルギーが返ってきました。

ただしレンさんは、レーザーの電気代を除けばプラスという段階で、まだこれからだと強調します。飛行機にたとえるなら、小さいものが飛べたとわかった段階だといいます。

レンさんは、点火の成功で核融合は宇宙開発と同じように、国主導から民間企業の投資へと移り始めていると話します。

ビル・ゲイツは、最強の磁石テープのようなものを作って閉じ込めを強力にし、小型化しようとしており、2026年にエネルギーの黒字化を実証することを目標にしているといいます。

OpenAIの社長サム・アルトマンも核融合に大きく投資しています。レンさんによれば、2028年から少なくとも50メガワットの電力をマイクロソフトに供給するという、世界初の核融合電力購入契約まで結ばれていて、期限を守れなければペナルティが発生するそうです。

Amazonのジェフ・ベゾスも含め、核融合ベンチャーには1兆円以上の資金が集まっているといいます。

一方で、アメリカがレーザー方式で点火したとはいえ、トカマク型を含めどの方式が正解かはまだわかっておらず、最適解を探る研究が続いています。

日本も2026年が重要な年です。茨城県には世界最大のトカマク型の超伝導プラズマ実験装置「JT-60SA」があり、2023年に稼働を始めました。レンさんによると、2026年に本格的な加熱実験、プラズマ生成フェーズに入る計画です。

エマさんが高市さんの投資の話に触れると、レンさんは高市さんが核融合への投資を掲げていると答えます。

ほかにも、京都のFusionaringが建設中の世界初の核融合発電試験プラントUnityが2026年の稼働を目指しており、大阪大学のレーザー核融合も2026年にデータが出るかもしれないといいます。

レンさんは、日本の強みとして重要な部品の多くで日本企業のシェアが高いことも挙げます。実験施設を持つ国は、日本とアメリカのほか、中国、韓国、フランス、ドイツなどがあり、どこも今はデータを集めている段階だといいます。

核融合研究の課題の一つは燃料です。現在使われているのは中性子の多い水素原子であるトリチウムトリチウム ── 三重水素とも呼ばれる水素の放射性同位体。陽子1個と中性子2個からなり、自然界にはごくわずかしか存在しませんで、本格稼働すればすぐ足りなくなるため、自ら作り出す技術が必要になります。

太陽では普通の水素が融合しますが、地球には太陽のような強い重力がありません。そのため反応しやすいトリチウムを使い、海水に多く含まれる重水素でできないかも検討されているといいます。

コストも課題です。レンさんは、もし核融合がコンパクトで安くできれば、エネルギーをめぐる戦争はなくなるのではと話します。エマさんは、光や熱があれば温室で植物を育てられると食糧問題の解決にも期待し、レンさんは海水を真水にして砂漠を緑化する可能性も挙げます。

放射線について、エマさんがなぜ核融合では出ないのかと尋ねると、レンさんは全く出ないわけではないと答えます。反応で飛び出す中性子が放射線であり、それが当たった施設の壁も放射能を帯びます。

レンさんによると、核分裂の放射線が多いのは、大きな原子核には中性子が多く含まれ、割れた後の生成物にも中性子が多く残るからです。

エマさんは、核融合で環境問題を解決できないかと問いかけます。レンさんは、発電によるCO2排出は実現すれば解決できると答えますが、地球を治療するようなことではないと話します。

エマさんは、大量のエネルギーが必要なCO2吸収技術を核融合で動かせば、地球全体のCO2濃度を下げられるのではと提案します。レンさんはどこまで減らすのかが難しいとしつつ、排出をゼロにして砂漠に植物を植えるほうがいいのではと応じます。

レンさんは、エネルギー問題が解決すれば、宇宙旅行を無限にできるようになるのではと話します。今のロケットは燃料がネックですが、核融合が使えれば加速し続けて火星にも行きやすくなり、太陽系の外にも進出できるかもしれません。

レンさんはさらに、小さな太陽を携えて移動し、地球のような環境を各地に作れるのではと想像を広げます。エマさんは、寒い場所を温めることはできても、冷やす方向の調整は難しいと指摘します。

エマさんは、氷河を守るために強力なエアコンで冷やせないかと考えます。レンさんは局所的には人工雪で氷河を増やせそうだとしつつ、巨大エアコンの排熱問題など、どこかに歪みが出そうだと答えます。

話は、地球の気候を人工的に操作するジオエンジニアリングジオエンジニアリング ── 気候工学とも呼ばれる、地球規模で気候を人工的に操作しようとする技術や構想の総称。成層圏への微粒子散布や宇宙ミラーなどが提案されていますに移ります。上空に粉を撒いて日光を減らす、宇宙に巨大な鏡を置くといった構想があるといいます。

レンさんによれば、技術的にはできるとされ、飛行機から撒いたときのシミュレーションもありますが、学者の多くは反対しています。コントロールできず、他の地域に影響が出かねないからです。レンさんは、ワンピースのアラバスタ編を思い出すと話します。

石油の産出国をめぐる争いは解決しても、エネルギーの使い方で揉めそうだとレンさんは懸念します。二人は「人間は愚かだ」と笑い合います。

レンさんによると、核融合では1グラムの燃料で石油8トン分、タンクローリー1台分のエネルギーが取り出せるといいます。施設が1つできれば、そのエネルギーで次のプラントが作られ、指数関数的に増えるかもしれません。

エマさんは、石油と違って材料はどこにでもあるため、技術さえ確立すれば平等にエネルギーを作れると話します。レンさんも、重水素から燃料を作れるようになれば、海はほぼ無限なので燃料に困らなくなるといいます。

ただしレンさんは、かける電気代より取り出すエネルギーが多くなるなど、まだハードルは多く、その先にそういう社会があるかもしれないという段階だと締めくくります。

エンディングでは、2026年に核融合が起きるかもしれないという話から、今年の漢字の予想に話が移ります。エマさんは「核」や「融」を挙げ、レンさんは合体の「合」を推します。

レンさんは、1月4日がポッドキャストアワードの投票締め切りであることを告知し、「みんなのパワーを融合しましょう」と呼びかけます。

まとめ

この回では、初日の出をきっかけに、太陽の正体の解明から核融合の実用化競争、エネルギー問題が解決した未来の姿までがたどられました。研究、投資、各国の実験が重なる2026年は、核融合にとって転換点になるかもしれない年として語られています。

• 太陽の正体は、ダーウィンとケルビンの論争を経て、E=mc²と量子の考え方で核融合だと解明された
• 核融合発電の最大の壁は、1億度のものを漏らさず閉じ込めること
• 2022年にアメリカのNIFが初の点火を達成し、民間投資が1兆円以上に拡大している
• 日本のJT-60SAなど、2026年は各国の実験が重要な局面を迎える
• エネルギーが無限になっても、気候操作などをめぐる新たな争いが起きるかもしれない