核融合反応になぜかマヨネーズが切り札として使われる

核融合反応の鍵はマヨにあり!?

アメリカ・リーハイ大学の研究チームは、核融合実験における問題克服の材料として「マヨネーズ」を用いている。この不思議な組み合わせはどのように誕生したのだろうか。

研究の詳細は、5月8日付けで「Physical Review」に掲載されている。

核融合反応って？

核融合反応を起こすには、たくさんの原子を長く高温で熱する必要がある。ところが高温の原子は激しく暴れ、容器の壁にぶつかってしまう。これでは先に容器が壊れてしまい、原子を閉じ込められない。

そこで考案されたのが、大別して「磁場閉じ込め方式」と「慣性閉じ込め方式」の2つだ。

今回チームが採用した「慣性閉じ込め方式」は、周囲からハイパワー・レーザーを当てることで、核融合を起こす原子のかたまりを非常に狭い領域に圧縮する方法だ。モノがその場でとどまろうとする「慣性の力」によって、圧縮された原子たちは、一瞬だけその場にとどまってくれる。

このように高い密度で閉じ込めることで、核融合反応がたくさん起こることが期待できるのだ。

具体的には、燃料となるガスをエンドウ豆サイズの金属球の中に封入しガスを圧縮するのだが、核融合反応に至る前に金属球が爆発してしまうことがある。これはガスと金属における密度の違いが原因で生じる不安定現象だ。

このような密度違いで起きる現象は「レイリー・テイラー不安定性」と呼ばれている。これは2つの流体が接する面上で密度違いにより微小な凹凸ができた時、その起伏が成長することで動きが不安定化する現象である。

例えばコーヒーにミルクを注いだときに、ミルクが白い靄のように流動するのがそれだ。今回の核融合の場合は、その不安定化が、ガスと金属球との間で生じている。

しかし不安定化を検証するにも、ガスのような気体ではどのような反応が生じているのか詳しく観察することができなかった。そこで視覚的な解明を可能にする試みとして採用されたのが「マヨネーズ」だ。