１ 核融合
我が国の核融合の研究開発は,昭和30年代より,主に大学における基礎研究に重点を置きつつ進められてきたが,昭和43年7月からは,原子力委員会が策定した核融合研究開発基本計画の下に,原子力特定総合研究として日本原子力研究所が中心実施機関となり,総合的に推進されることになった。この第1段階の研究開発は,昭和44年度から昭和49年度までの6年間で終了し,日本原子力研究所,理化学研究所,電子技術総合研究所の密接な連携の下に,数々の画期的な成果を得るここができた。一方,大学においてもプラズマ物理及び核融合に関し積極的な研究が行われ,世界的水準の研究成果を挙げるなど我が国の核融合研究開発は,この間に大学をも含めて総合的に推進する基盤が固められた。
第1段階におけるこのような成果を評価しつつ,将来の核融合炉実現を目指す核融合研究開発の方策を策定するため,原子力委員会は,昭和50年7月に核融合研究開発の推進方策を決定した。この決定により,核融合の研究開発は「原子力特別研究開発計画(ナショナルプロジェクト)」に指定され,現行の研究開発はこれと同時に定められた「第2段階核融合研究開発基本計画」に基づいて推進されている。
この基本計画は,核融合動力炉実現の前提となる臨界プラズマ条件の達成に重点を置き,トカマク型の「臨界プラズマ試験装置(JT-60)」(プラズマ温度数千万度から1億度程度,プラズマ密度と閉じ込め時間の積2～6×1013sec/cm3を目標)を開発することを中心として,非円形断面トーラス磁場装置の研究開発,高ベータプラズマに関する研究開発,プラズマの診断技術に関する技術等の核融合炉心プラズマ技術に関する研究開発を進め,併せて,核融合炉心工学技術及び核融合炉工学技術等の研究開発を推進することとしている。これらの研究開発は,日本原子力研究所を中心に実施され,電子技術総合研究所,金属材料技術研究所,理化学研究所等が分担実施している。
このように大規模かつ長期間に及ぶ核融合研究開発を大学をも含めて総合的かつ効果的に推進するため,昭和50年11月,原子力委員会の下に関係各分野の専門家による「核融合会議」が設置された。核融合会議においては,大学その他関係方面の連携協力の促進を図り,第2段階基本計画の推進方策について調査審議し,研究開発方策の検討・作成等を行った。
昭和55年においては,第2段階計画に基づいて,日本原子力研究所,電子技術総合研究所,理化学研究所等で次のような研究開発を行った。
日本原子力研究所においては,第2段階基本計画の主計画である「臨界プラズマ試験装置(JT-60)」の製作が進められ,昭和54年度においてはJT-60実験棟,電源棟の工事を開始し,昭和55年度においては,制御棟の工事に着手した。
このほか,中間ベータ値トーラス装置(JFT-2)では高加熱密度の実験により,実用炉で必要とされるベータ値(中心)10%を超える世界的な成果を得た。また,同じJFT-2により高周波によるプラズマ電流の励起・維持の実験を行い電流励起率110A/kWを達成した。これは高周波によるプラズマ電流維持に関する理論とよい一致を示す世界で初めての成果であり,トカマク炉の炉出力の定常化に見通しを与えるものであった。この他JFT-2による実験としては,日米協力による電子サイクロトロン共鳴加熱実験を行った。非円形断面トカマクの研究に関しては,日米協力により,ダブレットIIIの実験を行っている。日本チームによるD型実験において,非円形断面トカマクでは世界最高のプラズマ電流IMA,プラズマ密度1×1014個/cm3,閉込め時間0.1秒を達成し,さらに世界に先駆けて,外部コイルによるダイバータ配位を工夫し,不純物の除去に成功した。超電導マグネットの研究では,大型超電導コイルの試験装置(クラスターテスト装置)が完成し,本格的実験に入った。その他真空壁の表面現象の研究等炉心工学に関する研究開発を進めるとともに,上記超電導マグネットの研究も含め,トリチウム技術,炉燃料・材料などの工学的研究も進めている。
理化学研究所においては,分光によるプラズマ測定及びプラズマの動的内構造の測定などプラズマ診断技術に関する研究並びに動的真空技術の基礎的研究を行った。
電子技術総合研究所においては第1段階で建設した高ベータトーラス磁場装置(TPE-1R)により逆磁場ピンチの実験が行われ,逆磁場配位におけるプラズマの安定な閉込めに良好な結果を得た。またTPE-1の成果を基にプラズマ温度6百万度までを対象とする「圧縮加熱型核融合実験装置(TPE-2)」の建設が進められた。超電導マグネットの研究では400KJのパルスコイルの開発に成功した。
大学関係においては,名古屋大学プラズマ研究所における「JIPPT計画」,「NBT計画」等,京都大学ヘリオトロン核融合研究センターにおける「ヘリオトロンE計画」,大阪大学レーザー核融合研究センターにおける「レーザー核融合計画」,筑波大学プラズマ研究センターにおける「タンデムミラー計画」等の大型計画をはじめとして,電気通信大学における新型レーザー研究,富山大学及び東京工業大学におけるトリチウム理工学及び生物影響等幅広い研究が進められている。
特に,京都大学ヘリオトロン核融合研究センターにおいては,ヘリオトロンE装置が完成し,本格的な実験を開始し,筑波大学プラズマ研究センターにおいては,ガンマー6での成果を基にガンマー10の建設に取り組み,大阪大学レーザー核融合研究センターにおいては,ガラスレーザー激光12号(12ビーム,40TW)の建設に取り組んでおり,今後の成果が期待されている。
国際協力については,米国及びソ連との二国間協力や国際原子力機関(IAEA)及び経済協力開発機構国際エネルギー機関(OECD-IEA)における多国間協力を積極的に推進している。
特に,昭和54年5月に締結された日米エネルギー等研究開発協力において核融合は協力の重点分野とされ,昭和54年度より,①ダブレットIIIを用いた共同研究,②交流計画,③プラズマ物理学に関する共同研究,④共同計画について協力を開始することとされた。昭和54年8月には,日米核融合調整委員会及びダブレットIII計画に関する交換公文がそれぞれかわされ,日米核融合調整委員会が設置されるとともに,ダブレットIIIを用いた共同研究が開始された。具体的な計画については,昭和54年11月に開催された第1回日米核融合調整委員会及び昭和55年4月に開催された第2回日米核融合調整委員会で協議され,トカマク型プラズマ試験装置ダブレットーIIIを用いた共同研究,研究者の相互派遣,ワークショップの開催等が積極的に実施されている。
また,ソ連との核融合協力については,昭和55年9月に我が国の研究者がソ連に派遣され,情報交換が行われた。
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