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幅広いアプローチ(BA)活動

BA(幅広いアプローチ)_国際核融合エネルギー研究センター(IFERC)

掲載日:2018年12月26日更新
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国際核融合エネルギー研究センター(IFERC)青森県六ヶ所村

国際核融合エネルギー研究センター(IFERC)青森県六ヶ所村の画像

国際核融合エネルギー研究センター(IFERC)は、上図に示すように、原型炉設計・R&D調整センターを軸としつつ、ITER遠隔実験センター、計算機シミュレーションセンターを包含したもので、核融合原型炉に必要な研究開発の中心的拠点としての役割を果たすことを目指したプロジェクトであり、青森県六ヶ所村に置かれています。
3つのセンターの概要は次のとおりです。

  1. 原型炉設計・R&D調整センター
    次世代核融合炉(原型炉)の概念設計を評価し、合理的な概念設計を確立するとともに、原型炉の実現に向けて必要な物理的・工学的R&D課題を抽出し、予備的なR&Dを実施します。
  2. ITER遠隔実験センター
    ITER本体と高速ネットワークで結ばれ、日本においてITERの運転条件の設定、データ収集、解析等が行えるようにする施設。ITERサイトであるフランスのサン・ポール・レ・デュランスとの時差を利用して効率的にITERで実験を行うことが可能になります。
  3. 計算機シミュレーションセンター
    スーパーコンピューター(開発済みのものを市場調達)を用いて、燃焼プラズマの挙動解析や材料の照射効果等の計算・解析を行い、その成果をITERの運転シナリオの最適化や原型炉の設計等に反映させます。

原型炉設計・R&D調整センター

原型炉設計・R&D調整センターの画像

日欧の原型炉の基本的考え方の違いを考慮し、原型炉設計活動では準備段階としてワークショップを定期的に開催し原型炉に対する双方の相違点やその背景に関して共通理解を深めると共に、原型炉設計における設計基盤を固め次段階において炉概念を絞り込むための拠り所とします。ワークショップに続くフェーズでは共同設計チームを立ち上げ、原型炉の概念設計を実施します。また、日欧双方が重要かつ不可欠と考える下記5つの基盤的なR&Dを実施します。

  1. 低放射化フェライト鋼:量産化技術、接合技術の開発、照射効果予測技術開発
  2. SiC/SiC複合材:機械的強度の評価手法の開発・高度化、マルチスケールモデリング手法の確立、照射下における絶縁特性や水素同位体/ヘリウムの透過特性の試験
  3. トリチウム技術:原型炉用先進的な水トリチウムモニターやガスモニター等の計測法の開発、トリチウムとブランケット構造材やプラズマ対向壁との相互作用データ取得
  4. 先進中性子増倍材:微小球加工に耐え得るベリリウム金属間化合物母材の開発
  5. 先進トリチウム増殖材:Li2TiO3微小球やLi4SiO4微小球の大量製造技術の確立、より高温で使用可能な先進増殖材の開発、照射損傷やトリチウム放出挙動等のデータ取得、使用後のトリチウム増殖材の再処理・再利用のに関する研究

ITER遠隔実験センター

ITER遠隔実験センターの画像

国際インターネット回線を用いて、日本からフランスサン・ポール・レ・デュランスのITER制御室と同様な環境を構築し、ITERの実験が行える設備を構築します。
遠隔実験センターは、

  1. ITERでの実験を行う制御システムへ指令を出す実験条件入力サーバー
  2. ITERでの実験および運転を実時間でモニターするシステム
  3. 計測したデータを転送・保存するデータストレージとデータ解析するサーバー

から構成されます。実施においては、ITERサイトと遠隔実験サイト(六ヶ所)をTV会議等で結んで、両サイトの研究者の情報交換を通して進められます。
遠隔実験においては、制御システムへの不正侵入を防止し、大型装置を保護し安全な運転を担保するための高いセキュリティーを確保することが重要で、外部からのアクセス制限、電子化された個人認証や通信データの暗号化、さらに装置の安全性検査など多重のセキュリティーを保ちつつ遠隔地から実験を行えるシステムを開発したJT-60のシステムを応用します。

核融合計算機シミュレーションセンター

核融合計算機シミュレーションセンターの画像

次世代グリッドコンピュータ(ペタフロップス級)を用いて、ITERの燃焼プラズマ挙動、サテライト・トカマクの先進定常プラズマ挙動等の炉心プラズマ現象を多スケール・多階層的に的確に捉えるシミュレーション技術の開発するとともに、材料の照射損傷機構モデルに基づく材料挙動の予測シミュレーション技術や次世代核融合炉設計コード等を開発します。

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