常温核融合の失敗は広く報道され、この分野の評判を落としたかもしれないが、物理学者たちは1932年以来、高温核融合によって原子核を結合させることに成功してきた。今日、高温核融合の研究は、核分裂発電所が抱える欠点のないクリーンなエネルギー源につながる可能性がある。核融合発電所は溶融せず、長寿命で高放射性廃棄物を生成せず、核融合燃料は容易に兵器化できない。
核融合発電の実現に向けた取り組みの最前線にあるのが、世界最大の核融合炉を建設する国際協力プロジェクト、ITERです。このプロジェクトの中核となるのは、核融合反応を閉じ込めるドーナツ型の容器、トカマクです。この容器の中で、磁場が水素の2つの同位体である重水素と三重水素からなるプラズマを閉じ込め、粒子線、電波、マイクロ波によって、核融合反応を持続させるのに必要な温度である華氏2億7000万度まで加熱します。反応中、重水素と三重水素の原子核が融合し、ヘリウムと中性子が生成されます。核融合発電所では、これらの高エネルギー中性子がトカマク内のブランケットと呼ばれる構造物を加熱し、その熱でタービンを回転させて発電します。
ITERは史上最大のトカマク型原子炉となり、500メガワットの電力を発電します。これは石炭火力発電所とほぼ同等の出力です。しかし、ITERは電力を生み出すわけではありません。巨大な物理実験に過ぎません。しかし、その潜在的メリットは非常に高いものです。わずか0.35オンスの重水素-三重水素燃料で、2,000ガロンの灯油に相当するエネルギーを生産できます。そして、ITERのプロセスは「本質的に安全」だと、プロジェクトの上級科学責任者であるリチャード・ピッツ氏は述べています。「チェルノブイリや福島で見られるような核分裂の世界とは全く異なるものになることは絶対にありません。だからこそ、ITERは非常に魅力的なのです。」
ITER の磁石は、冷蔵庫に貼り付けられている磁石の少なくとも 1,000 倍の強さの磁場を生成します。トカマク型核融合を完全に商業化するには、開発者はいくつかの課題を克服する必要があります。まず、トリチウムの増殖の問題です。トリチウムは自然に発生せず、すぐに崩壊するため、特定の時点で世界中に約 50 ポンドしかありません。（重水素は放射性ではなく、水から蒸留できます。）ITER は原子力発電所で生成されるトリチウムを使用する可能性がありますが、本格的な核融合プラントでは独自に供給する必要があります。核融合反応で生成された中性子を使用して、蓄えられたリチウムをトリチウムに変換できます。さらに、物理学者は、トカマクの壁を摩耗させる核融合反応の副産物に最も耐えられる材料を決定する必要もあります。最後に、装置内に残留放射能があると、容器内で人が安全に作業できなくなるため、メンテナンスの問題が発生します。 ITER の科学者は、最大 10 トンの重さの部品を交換できるロボットを開発する必要があります。
ITERは2019年にフランスで実験を開始する予定です。実験が成功すれば、このプロジェクトで得られるデータは、2040年までに建設予定の2,000～4,000メガワットの実証核融合発電所（DEMO）の設計においてITERチームを支援することになります。
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燃料
技術者は、高出力のドーナツ型の真空チャンバーであるトカマクに、2つの水素同位体である重水素と三重水素を注入します。
プラズマ
強力な電流が重水素と三重水素のガスを加熱してイオン化し、荷電粒子の輝くスープであるプラズマのリングを形成します。
熱
電波、マイクロ波、高エネルギー重水素粒子線がプラズマを加熱します。高温になると、重水素と三重水素が融合してヘリウム原子と中性子が形成されます。
封じ込め
プラズマがトカマクの壁に触れると、核融合反応は中断されます。荷電粒子は、ドーナツの外側と穴の内側に配置された39個の超伝導ポロイダル磁石、トロイダル磁石、中央ソレノイド磁石によって形成される磁場に閉じ込められます。
裏地
容器は厚さ 1.5 フィートの鋼鉄ブランケットで覆われており、高エネルギー中性子からトカマクの壁を保護します。
