①核融合反応
核融合とは,重水素やトリチウム(三重水素)などの軽い元素の原子核同士が融合してヘリウムなどのより重い原子核に変換する反応のことをいう。
②我が国の核融合研究開発
我が国の核融合の研究開発は,1992年に原子力委員会が策定した第三段階核融合研究開発基本計画により進められている。第三段階核融合研究開発基本計画の目標を（表2-8-14）に示す。
第三段階核融合研究開発基本計画では,これらの目標を達成するための研究開発の中核を担う装置として,トカマク型の実験炉を開発することとしている。
現在,そのような実験炉を実現するために,国際熱核融合実験炉(ITER*)計画が,日本,米国,EU及びロシアの四極の協力により進められている。
*ITER:International Thermonuclear Experimental Reactor
③ITER計画
ITER計画は,1985年の米ソ首脳会談(ジュネーブ)における核融合の研究開発の推進に関する共同声明を端緒とし,平和目的のための核融合エネルギーの科学的及び技術的な実現可能性の実証を目的として,日本,米国,EU及びロシアの四極により実施されている。本計画は,既に,概念設計活動(1988年～1990年)を終え,現在,工学設計活動(1992年～1998年)が行われている。
工学設計活動においては,茨城県那珂町,米国(サンディエゴ)及びEU(ドイツ・ガルヒンク)の3ヶ所に設計を行う共同中央チームが設置されている。
この共同中央チームと四極それぞれの国内チームとが連携,協力しながらITERの設計及びそれに必要な工学及び物理の研究開発が進められている。
④ITER計画の進捗
1994年1月には,共同中央チームが,それまでの活動の成果を総合してITERのアウトラインを概要設計書の形にまとめ,自己点火条件及び長時間燃焼を達成する実験炉が工学的に成立することを示した。
また,1994年3月より,本格的な設計活動の段階に入り,1995年12月には,理事会において,共同中央チームより提出された中間設計に関する文書が確定されるなど,設計活動は着実に進展している。現在,1996年12月に向けて詳細設計が行われている。
また,1996年7月に,建設,運転等に関する共同決定のための提案を作成する特別作業グループの報告書が理事会において参加極に提示され,今後の準備協議を開始するための基礎資料として使用されることが適当であるとして受領された。これを受けてITERの建設へ向けての準備協議が開始された。
1996年8月には,原子力委員会核融合会議から原子力委員会に対して,原型炉段階への核融合技術の涵養等の条件が満たされれば,ITERを我が国の核融合研究開発計画上の「実験炉」として位置づけ,開発することが適当であるとの報告がなされ,了承された。
⑤多様な基礎研究
ITERに係る研究開発に加え,我が国においては,日本原子力研究所,大学,国立試験研究機関などが連携・協力して核融合の研究開発を行っている。
日本原子力研究所では,トカマク型の臨界プラズマ試験装置(JT―60)により,水素を用いた実験が進められ,1996年10月に核融合エネルギーの実用化に向けて重要なステップである臨界プラズマ条件*を達成した。そのほか,超伝導コイル,加熱・電流駆動装置などの炉工学技術の研究開発,核融合炉の燃料に用いられるトリチウムの取扱い技術に関する研究開発などが行われている。
*臨界プラズマ条件:高温プラズマを発生するのに必要な加熱入力とそのプラズマの中での核融合反応による出力が等しくなる条件。JT-60は重水素のみのプラズマ実験を行っているが,同実験の成果を核融合燃料である重水素と三重水素のプラズマに換算している。
大学共同利用機関である核融合科学研究所では大型ヘリカル装置の建設を進めており,1997年度には運転開始の予定である。
大学,国立試験研究機関においては,ヘリカル型,逆磁場ピンチ型及びミラー型などの各種磁場閉じ込め方式,これらとは原理的に異なる慣性閉じ込め方式による基礎的研究並びに超伝導磁石,構造材料の炉工学技術などの研究が進められている。
さらに,核融合分野においては国際協力が積極的に進められており,日米エネルギー研究開発協力協定,日・EU核融合協力協定などに基づく二国間協力並びにIAEA及びOECD/IEAの下での多国間協力が行われている。
| 用語解説 プラズマの閉じ込め方式について 現在,プラズマの閉じこめ方式には,磁場閉じ込め方式と慣性閉じ込め方式の2種類があります。 (1)磁場閉じ込め方式 (トカマク型方式) プラズマを螺旋状の磁力線によって容器内に閉じ込める方式で,世界で最も研究の進んでいる方式です。 ｛ITER計画,日本原子力研究所等}  >(ヘリカル型方式) トカマクと同様にプラズマを螺旋状の磁力線によって容器内に閉じ込める方式で,磁場形成の方法がトカマクと異なる方式です。 {核融合科学研究所等}  (逆磁場ピンチ方式) トカマクと同様にプラズマを螺旋状の磁力線によって容器内に閉じ込める方式で,プラズマの中心部と周辺で磁場の向きを反転させた方式です。 {電子技術総合研究所等}  (ミラー型方式) プラズマを両端で閉塞した筒状の磁場配位によって容器内に閉じ込める方式です。現在は,基礎実験の段階です。 {筑波大学等}  (2)慣性閉じ込め 燃料粒子をレーザー等によって瞬間的に加熱し,加熱による爆発力の反作用を利用して核融合反応を起こす方式です。現在は,基礎的な実験を行っている段階です。 {大阪大学,電子技術総合研究所等}  |
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