2025年10月11日
量子科学技術研究開発機構(QST)
フュージョンフォーエナジー
ジェネラル・アトミクス
発表のポイント
- 量子科学技術研究開発機構（QST）、フュージョンフォーエナジー(F4E)、及びジェネラル・アトミクス（GA）は、日本と欧州の共同プロジェクトである世界最大のトカマク型超伝導プラズマ実験装置JT-60SAに先進計測器を提供するための、協力取決めを締結。日本と欧州の機関以外から初めてのJT-60SAへの貢献。
- この分野をリードする研究機関間の連携は、平和利用を目的としたフュージョンエネルギーの早期実現に向けて、研究開発の加速に大きく貢献。
概要
国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構（理事長 小安重夫。以下「QST」）、フュージョンフォーエナジー（代表 マーク・ラシェーズ。以下「F4E」）とジェネラル・アトミクス（代表: 副社長ウェイン・ソロモン。以下「GA」）は、平和利用を目的としたフュージョンエネルギーの早期実現を目指す日本と欧州の共同プロジェクトである「幅広いアプローチ活動」*1の一環として、サテライト・トカマク*2計画 JT-60SA*3にGAが参加することにより、フュージョンエネルギー研究開発分野で協力するための新たな取決めを締結しました。
JT-60SA
これまで、日欧の協力により、現在世界最大のトカマク型超伝導プラズマ実験装置JT-60SAが完成し、初プラズマを達成しました。今回、この取り決めに基づき、JT-60SAにおける先進プラズマ研究に不可欠な先進計測器をGAが提供します。これは日本と欧州の機関以外から初めてのJT-60SAへの貢献です。GAの最先端の研究によって開発されたこの計測器は、高速イオン重水素からの光放出*4を測定することにより、プラズマ中の高エネルギー粒子に関する重要な情報を提供します。得られた情報は、プラズマにおける高エネルギー粒子の振る舞いを理解する上で鍵となります。高エネルギー粒子は、エネルギーと運動量の主要な供給源であるため、プラズマ加熱、電流駆動、および全体的な性能にとって重要な役割を果たします。この装置は、2026年より開始されるJT-60SAのプラズマ加熱実験で使用される予定です。
GAの専門家は計測装置を操作するとともに測定データを共有することで実験に参加します。科学的知識の交換は、QST、F4E、GAの専門家のプラズマ物理の理解を促進し、フュージョンエネルギーの早期実現に必要な主要技術の開発を加速することが期待されます。
QST、F4E及びGAは、イーター（ITER）計画 *5や、商用的に実現可能なフュージョンエネルギーの実現を目指したそれぞれの原型炉*6プログラムなどの国際的なイニシアティブに強力に貢献して来ました。JT-60SAに関する新たな協力協定は、これらの機関が強固なパートナーシップを築くことで、クリーンで豊富な持続可能エネルギーを将来の世代に提供するという究極の目標に向けて、フュージョンエネルギー研究開発を世界的に推進するための重要な一歩となります。
用語解説
*1…幅広いアプローチ活動
欧州原子力共同体（Euratom）と日本の間で締結された幅広いアプローチ（BA）取り決めは、イーター計画を補完し、フュージョンエネルギーの研究開発を加速させることを目的とした活動で構成されています。この活動には、先進的なフュージョンエネルギー試験装置の建設、将来の装置で使用する耐久性のある材料の研究、将来の原型炉（DEMO）の予備作業が含まれます。
URL: https://www.ba-fusion.org/ba/
*2…サテライト・トカマク
サテライト・トカマクとは、イーター計画における研究開発を効率的に行うとともに、原型炉に向けた補完研究を実施することを目的として、幅広いアプローチ活動を基に日欧が協力して建設したトカマク型超伝導プラズマ実験装置です。トカマクとは、高温プラズマを磁場により閉じ込める方式の一つ。外部コイルによって作られる主たる磁場である周方向のトロイダル磁場と、プラズマ中に周方向の電流を流すことにより作られる径方向のポロイダル磁場を組み合わせ、高温プラズマを閉じ込めます。イーターもトカマク型の装置です。
*3…JT-60SA（JT-60 Super Advanced、ジェーティーロクジュウ スーパー アドバンス）
幅広いアプローチ（BA）活動として日欧共同で実施するサテライト・トカマク計画と我が国で検討を進めてきたトカマク国内重点化装置計画の合同計画として、茨城県那珂市のQST施設に建設された、現時点では世界最大のトカマク型超伝導プラズマ実験装置となります。その目的は、イーターの技術目標達成のための支援研究、原型炉に向けたイーターの補完研究、人材育成です。JT-60SAは、約-269℃（絶対温度約4K）に冷却された強力な超伝導コイルを使用して１億℃にも達するプラズマを閉じ込めます。
URL: https://www.jt60sa.org/wp/
URL: https://www.qst.go.jp/site/jt60/5150.html（日本語）
*4…高速イオン重水素による光放出（Fast-Ion Deuterium-Alpha emissions）
高速イオン重水素による光（バルマーアルファ線）計測は、荷電交換再結合分光法の応用です。入射した中性粒子ビーム中で中性化した高速イオンは、大きなドップラーシフトを持つバルマーアルファ光を放出します。
*5…イーター（ITER）計画
日本、欧州、ロシア、米国、中国、韓国、インドの７極の国際協力の下、その建設・運転を通じてフュージョンエネルギーの科学的・技術的実現可能性を実証する計画であり、加熱システムによる入力エネルギーの10倍のフュージョンエネルギー（Q≧10）を得ることが目標です。現在、サイトがあるフランスのサン・ポール・レ・デュランスにおいて、プロジェクト実施のための国際機関であるイーター機構を中心に運転開始に向けた建屋の建設や機器の組立が行われるとともに、各極において担当する様々なイーター構成機器の製作が進められています。
*6…原型炉
原型炉とは、JT-60SAやイーターの成果に基づいて建設される次期装置であり、フュージョンエネルギーによる発電と経済性を実証する装置です。現在、世界各国で原型炉の概念設計が進められています。