1986年、ウィスコンシン大学核融合技術研究所の科学者は、レゴリスと呼ばれる月の「土」に、核融合によるエネルギー生産の燃料となりうるヘリウム3（3He）が100万トンあると推定しました。 この研究によれば、ヘリウム3の採掘は有益な事業であり、ヘリウム3によって生成されるエネルギーは、月からこの資源を抽出して地球に輸送するのに必要なエネルギーの250倍であり、月に埋蔵されているヘリウム3は、人類のニーズを数世紀にわたって供給できる。
アポロ計画によって収集されたサンプルに基づく研究者の分析は、この新しい月の金に対する熱を引き起こし、それをコントロールした者には数十億の価値があるとされました。
水素同位体である重水素や三重水素などの軽い原子の核融合は、ウランのような重い原子の核分裂よりも無尽蔵で汚染も少なく、未来のエネルギー源として何十年も前から考えられてきた。 重水素と三重水素の核融合では中性子が発生する。中性子は電荷を持たないため、電磁場で抑制することができず、放射能汚染の原因となる粒子である。
これに対して、ヘリウム3（風船を膨らませるのに使われるガスの非放射性同位体）には驚くべき利点があります。重水素との融合は重水素-トリチウムよりも効率がよく、中性子ではなく陽子を放出しますが、その陽電子のおかげで簡単に格納することができます。 また、現在の核分裂発電所のようにタービンを動かすための水加熱工程を必要とせず、そのエネルギーを直接電気に取り込むことが可能です。 この同位体は主に太陽風からやってくるが、地球はその大気と磁場の盾の下に守られている。 それに対して、月は何十億年もの間、表層に膨大な量のヘリウム3を蓄積してきましたが、その濃度は低く、採取するには膨大な量のレゴリスを600℃に加熱して処理する必要がありました。
大きな障害があるにもかかわらず、「ヘリウム-3を第2世代の燃料として使うチャンスはあるかもしれない」と、マサチューセッツ工科大学の核融合物理学者ジョン・ライトはOpenMindに語っています。 しかしライト氏は、「採掘の心配をする前に」核融合技術の大幅な改良がまだ必要だろうと述べています。
ヘリウム-3を使った核融合に対する主な反論は、オックスフォード大学の物理学者、フランク・クローズ氏によって要約されたものです。 2007年、Closeは雑誌Physics Worldに「重水素はヘリウム-3とトリチウムの100倍もゆっくり反応する」と書き、現在の原子炉よりもはるかに高い溶融温度が必要になると述べています。 実際には、重水素はそれ自身と融合して三重水素を形成する傾向があり、その三重水素は通常の核融合と同様に重水素と再び反応して中性子を発生させるとクローズ氏は指摘している。
「ヘリウム3は核融合と何の関連性もない」と、Close氏はOpenMindに強調しています。「2007年の私の論文以来、物理法則は何も変わっていないのです」。 物理学者は月の採掘の発展を見ることは可能だと考えているが、「核融合を作ることが目的なら、ヘリウム-3のために月に行く意味はない」
New strategies for fusion
しかし、クローズの反論は、フランスで建設中の国際プロジェクト、ITERなど、エッフェル塔の3倍の重さと1億5000万℃の温度に達する従来の融合炉に基づくものだ。 同じタイプのヘリウム核融合用の設計では、より高い温度とさらに巨大なサイズが必要となる。 したがって、新しい戦略が必要なのだ。 「課題は、重水素-三重水素中性子生成を最小にするために、それらの副反応からプラズマに留まるトリチウムの量を管理することです」とライトは書いている。
そして誰かが、まだ正のエネルギーバランスはないものの、それを可能にしたのである。 ウィスコンシン大学の核融合技術研究所の所長で、1986年のその先駆的な研究の著者の一人であるジェラルド・クルシンスキーは、何十年もヘリウム3による核融合開発を続けている。 「重水素-ヘリウム-3 の核融合に必要なエネルギーが、重水素-トリチウムの場合の約 2 ～ 3 倍であることは正しいのです」と、クルシンスキー氏は OpenMind に語っています。
The small reactor developed by the researcher managed to overcome the obstacle, minimizing the production of neutrons and reducing their energy. さらにKulcinski氏は、より複雑だが中性子を全く使わないヘリウム3-ヘリウム3核融合が有望であると付け加える。 「しかし、私が生きている間にそれが実現するかどうかはわかりません」と彼は結論付けた。 オーストラリアの RMIT 大学のアナリストである Thomas Simko 氏は、「ヘリウム核融合炉の開発は、おそらく早くても今世紀半ばまで無理でしょう」と述べています。
しかし、核融合技術の障害を克服しても、月の採掘という問題が残っています。 しかし、シムコは、「ヘリウム3が必要になったとき、それがどこにあり、どのようにそれを抽出し提供するかがすでに知られている」ように、おそらく今後数年間で最初の探査段階を見ることになると指摘している。 月の裏側に位置する中国の探査機「嫦娥 4号」は、ヘリウム 3 の存在を事前に追跡することを目標にする可能性があり、インドが 4 月に打ち上げる月ミッション「チャンドラヤーン 2」についても同じことが言われました。 Credit: University of Wisconsin-Madison
一方、欧州宇宙機関は、有人コロニーを支えるために、将来の月のレゴリス資源の開発を研究するために、いくつかの企業と契約を結びました。この場合、ヘリウム3は地元の原子炉を動かすために、あるいは核融合で動く宇宙船の燃料として使われる可能性もあります。 ノースカロライナ州立大学の惑星地質学者ポール・バーンは、「月で採掘して地球に持ち帰ることに、それほど大きな利益があるとは思わない」とオープンマインドに語っている。 「月の資源を利用して、月に住む人類をサポートしたり、将来的に太陽系の他の場所へのロボットや有人探査をサポートする方が、お金や時間、創造性をずっと有効に使えると思います」。 要するに、金があってもなくても、月の熱は冷める気配がないようだ。
Javier Yanes
@yanes68