直接エネルギー変換（DEC）

直接エネルギー変換（Direct Energy Conversion、DEC）は、プラズマ中の荷電粒子が持つ運動エネルギーを直接電気へ変える技術です。核融合の文脈では、磁気ミラーの端から出るイオンなどを減速させ、そのエネルギーを電気回路へ取り出す方式が代表例です。「直接」とは、いったん熱に変え、蒸気タービンなどを回す経路を介さないという意味です。エネルギーを無から生む装置ではありません。[2]

磁気ミラーでは、ロスコーンに入った粒子が磁力線に沿って両端へ流れます。閉じ込めの観点では損失ですが、出口が決まった荷電粒子の流れは、エネルギー回収の対象にもなります。閉じ込めの改善と、流出したエネルギーの回収は別の働きであり、どちらか一方で全損失がなくなるわけではありません。[1][2]

静電型のDECでは、正イオンが高い電位へ進む際に運動エネルギーを失うことを使います。理想化すれば、電荷qの粒子が電位差ΔVを上るときに失う運動エネルギーはqΔVです。回収電力は電圧と電流の積P=VIで表せます。ただし実機では粒子のエネルギー分布、電子の除去、電極への衝突などが効率に影響し、単に電圧を上げればよいわけではありません。

Realtaが公表したWHAMの初期装置は、接地、電子反発、イオン回収の3枚の細かいグリッドを使う単段式です。2026年6月19日に実験し、6月30日に発表したとしており、報告値は約100Vで数Aです。これは企業による実験報告で、発電所規模の性能保証ではありません。[2]

同社は、この実験で回収したエネルギーの大半が、プラズマを加熱・維持するために外部から投入したエネルギーだと説明しています。電力を取り出せたことと、装置全体の消費電力を上回る正味発電は別です。また、大規模な核融合由来エネルギーの直接発電を示した実験でもありません。[2]

D–T反応では放出エネルギーのおよそ80%を電荷のない中性子が、約20%を荷電したアルファ粒子が運びます。中性子は静電場で減速できないため、このDECで直接回収する対象ではありません。将来炉では、中性子のエネルギーをブランケットなどで熱として受け取り、荷電粒子の回収経路と組み合わせる考え方になります。DECの出力だけではなく、加熱・磁石・冷却などを含む全体の電力収支を見ることが重要です。[2]