諸外国の核融合研究開発は,臨界プラズマ条件の達成を目指した研究開発の段階にあり,JT-60と同様臨界プラズマ条件の達成等を目標とするTFTR(米国),JET(EC)及びT-15(ソ連)の建設が進められ,昭和57年12月にはTFTRが,昭和58年6月にはJETが実験を開始した。さらに,各国とも臨界プラズマ条件達成後に建設すべき次期装置についても,検討が行われている。中でも,IAEAの場で概念設計が進められている国際トカマク炉(INTOR)は,次期装置のモデルとして注目されるが,その検討の結果,従来考えられていた次期装置に比べ比較的コンパクトなトカマク炉による自己点火条件達成の可能性,100秒以上のD-T(重水素-トリチウム)燃焼達成の可能性等について専門家の間で見解が一致したことは,核融合研究開発がいよいよ新しい段階に入ることを示唆していると考えられる。
イ)研究開発の現状
(i) トカマク方式
トカマク方式による核融合研究開発の当面の主目標は,臨界プラズマ条件の達成である。このため,各国において,いわゆる大型トカマク装置の建設が進められている。
これらの装置は,いずれも大容積高温プラズマの形成を共通の目標とする一方,それぞれ,長時間パルス,不純物制御,D-T燃焼,非円形プラズマ,超電導コイル使用等特徴的な目標を掲げており,それらの装置を用いた実験を通じて,次期装置の設計パラメータの最終的な確認が行われる見通しである。
また,閉込めの効率化につながる高ベータ化非円形プラズマ制御の進歩,ダイバータに関する経験と知識の増大も注目される。これらの成果から,トカマクによる実炉相当の炉心プラズマの実現についての見通しが極めて明るくなっている。
(ii) トカマク方式以外の方式
トカマク方式以外の磁場閉込め方式についても,近年世界的に見ていくつかの進展が見られた。まず,ステラレータやヘリオトロンにおいては,プラズマ電流ゼロの状態での安定したプラズマ閉込めを達成した。
また,ミラーではタンデム方式により静電場によるプラズマ閉込め及びサーマルバリヤの可能性が示された。
その他の方式についても,それぞれ性能の向上を目指して実験が行われている。
さらに,慣性核融合については,米国において100キロジュール・レーザーの建設が進められる等科学的実証を目指して研究が進められている。
(iii)炉工学技術
炉工学技術については,各国とも,数年前から,本格的研究を開始しており,炉心技術の進展を反映して精力的な研究開発が進められている。主要な技術の状況は次のとおりである。
① 超電導磁石技術に関しては,IEAにおける大型コイル試験が開始されている。同試験では,トカマク核融合炉のトロイダルコイルとして予想される大きさの約1/3のコイルをトーラス状に並べた試験が行われている。
② プラズマ加熱技術は,大型トカマク装置の実験に用いるべく開発が進んでおり,炉心プラズマ条件達成に必要な温度までプラズマを加熱できる水準に達している。
③ 炉構造材料に関しては,米国を中心として各国において原子炉照射などによりデータが蓄積されつつあるが,さらに14メガエレクトロンボルトの中性子源による照射実験が計画されつつある。
④ トリチウムについては,諸外国において軍事用としてその取扱技術,生産技術等についての研究が行われ,相当の水準にあるが,核融合炉に応用するためには,まだ開発要素が残されており,例えば,米国等においては総合的な試験が開始されようとしている。
⑤ 炉設計技術は,各国における各種の設計研究により急速に進展した。特に,IAEAのINTORワークショップに見られる如く,次期装置に関しては,現実的な設計をし得る水準に達している。
これらの技術の他,核融合炉技術には,既存の核分裂炉技術,重電技術等を基礎として発展させ得るものが多い。また,トリチウムを始め,放射化生成物等の生物への影響等についての研究も進められている。
ロ)諸外国の次期装置
前述のような進展状況を踏まえ,諸外国において,次期装置の検討が精力的に進められており,現在のところ,ある程度概要が示されている装置としては,米国のTFCX,ECのNET及びIAEAの国際トカマク炉(INTOR)がある。
(2)原子力船
イ)ソ連は,これまでに原子力砕氷船レーニン,ブレジネフ及びシベリアを完成し,それぞれ就航させており,これら3隻の原子力砕氷船は,現在も北極海において運航中である。また,現在,原子力砕氷船ロシア及び原子力ラッシュ船を建造中である。
ロ)米国及び西独は,それぞれ実験的な目的で原子力貨客船サバンナ及び原子力鉱石運搬船オット・ハーンを建造し,それぞれ約10年間にわたって運航することにより原子力商船の技術的可能性を確認した。
さらに,米国及び西独は,これらの実験船の運航経験を踏まえて,より改良された舶用炉の開発を進めており,現在は,設計をほぼ固めた段階にまで達している。
ハ)フランスにおいても,原子力軍艦の運航経験を踏まえて商船用舶用炉の開発が進められており,現在は,米国及び西独と同様,設計をほぼ固めた段階にある。
(3)多目的高温ガス炉
現在,西独及び米国が高温ガス炉の開発に積極的に取り組んでいる。
西独は,実験炉「AVR」の経験を踏まえて,高温ガス炉による発電と核熱のプロセス利用を目標として,研究開発を進めている。発電については,蒸気タービン発電用原型炉「THTR-300」(電気出力30万キロワット)が58年9月には臨界に達し,現在,昭和60年の完成,運転開始を目標に建設が進められている。また,核熱のプロセス利用については,石炭と褐炭のガス化を図るPNP計画の研究開発がユーリッヒ原子力研究所において実施されている。米国では,当初GAT社が中心となり,蒸気タービン発電用高温ガス炉の開発を進め,実験炉「ピーチ・ボトム炉」,原型炉「フォート・セント・ブレイン炉」の建設・運転を行ってきたが,次の段階として核熱・蒸気併給型の発電用実証炉を建設するリードプラント計画及びモジュラー型高温ガス炉の検討が,ガス冷却炉協会(GCRA:電力会社,核熱ユーザー会社で構成)を中心に検討されている。
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