第8回原子力委員会
資料第1号

核融合エネルギー研究分野における幅広いアプローチ（BA）活動の進捗状況

BA活動
幅広いアプローチ活動

日本原子力研究開発機構
核融合研究開発部門

ITER計画核融合エネルギー実現への道
試験装置の段階

実験炉の段階

原型炉の段階（科学的実現性）（科学的・技術的実現性）(技術的実証･経済的実現性)

超高温プラズマの実現

持続的な核融合燃焼の実証 50万kW

ITER（国際熱核融合実験炉）

JT-60
世界最高のｴﾈﾙｷﾞｰ増倍率
1.25
世界最高イオン温度
5.2億度

サイト：フランス
サンポール・レ・デュランス市（カダラッシュ）

実用化

原型炉
発電実証
経済性の見通し

ITERを支援する

幅広いアプローチ(BA)活動
・原型炉に向けた技術基盤構築と国際的な拠点・原型炉のための研究実績の蓄積と人材育成【茨城 那珂】

ITERでできないことを補う【青森 六ヶ所】

ｻﾃﾗｲﾄ・ﾄｶﾏｸ（JT-60SA）

国際核融合ｴﾈﾙｷﾞｰ研究ｾﾝﾀｰ2

幅広いアプローチ（ＢＡ）活動の構成■核融合エネルギーの早期実現を支援する活動として、日欧で３つの事業を共同で実施■期間：2007年6月のBA協定発効時より10年間（以降自動延長）
青森県六ヶ所村
国際核融合エネルギー研究センター（IFERC）事業
原型炉設計・研究開発
発電のための技術の研究開発

茨城県那珂市

国際核融合材料照射施設の工学実証・工学設計（IFMIF/EVEDA） 事業
要素技術の工学実証
核融合材料の中性子照射施設に必要な、原型加速器とリチウムターゲットの工学実証
IFMIFの工学設計

ITER遠隔実験

実証データに基づく工学設計

サテライト・トカマク（JT-60SA）計画事業
ＩＴＥＲの支援研究
ITERでの研究に先立ち、プラズマ生成法を準備
原型炉のための挑戦的研究
ITERでできない高出力運転の信頼性等の実証

ITER遠隔実験センターの整備
計算機シミュレーション

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六ヶ所におけるＢＡ活動の現状
管理研究棟

・スパコン稼働中

・入射器据付け中

計算機・遠隔実験棟

IFMIF/EVEDA開発試験棟

研修・食堂棟・原型炉を目指した研究開発

原型炉R&D棟

幅広いアプローチ活動の拠点として青森県六ヶ所村に国際核融合エネルギー研究センターを開設。
原型炉を目指した研究開発、共同設計作業などを実施。2013年度は国内の大学や研究機関と52件の共同研究を実施中。
欧州から高性能計算機が納入され、2012年4月から本格運用を開始。現在、日欧144件の計算プロジェクトを実施中。
IFMIF原型加速器の製作が欧州で進捗、2013年11月に据付け開始。順次実証試験を開始。
2014年2月現在、15名の外国人を含めて約170名が国際核融合エネルギー研究センターに勤務。 4

IFERC事業（１） －原型炉設計の現状－
 2012年は 6回、2013年は 6回の日欧設計会合を開催
 これまでにEUと共同で、システム設計コードのベンチマークと改良、原型炉を構成する様々な技術の分析を実施
 核融合固有の安全性を更に高めるため、安全性研究を2012年から開始
 日本チームの活動に、16の大学・研究機関から総勢約70名が参画

日欧共同作業

原型炉の基本構造を日欧共同で検討

国内活動

国内設計チームの研究会（2013.7月、六ヶ所）
富山大

安全性会合（2012.11月、六ヶ所）

福井大

八戸工大

京都大東北大

大阪大
兵庫県立大

筑波大
東京大九州大信州大
核融合研

設計会合（2013.2月、六ヶ所）

名古屋大

東京工業大
電力中央研
東海大

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IFERC事業（２）ー 原型炉R&Dの５テーマ ーブランケット材料を中心に５つのテーマのR&Dを実施
1. SiC/SiC複合材料（耐高温先進ブランケット構造材候補）
2. 低放射化フェライト鋼（ブランケット構造材料第１候補）

3. 三重水素増殖材
蒸気発
生器

Li2TiO3

出口280℃(直径1mm程度)

4. 中性子増倍材

Be, Be12 Ti(直径1mm程度)

入口310℃

0.65 m

回収ガス（三重水素、ヘリウム等）

三重水素回収設備

1.2 m

冷却水
1.5 m

三重水素

燃料供給系へヘリウム

5. 三重水素取扱技術
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IFERC事業（３）ー 原型炉R&Dの現状 ー

大型中性子増倍材造粒装置を導入し、ベリライド造粒試験が本格化
チタン酸リチウムのエマルジョ
ンを球状に整形し、その後乾燥・焼結して微小球を製作

イタリアENEAフラスカティ研究所が製作するリチウム鉛腐食試験装置を2014年に六ヶ所に輸送し、SiC/SiC複合材料とリチウム鉛液体金属の共存性試験を開始
予定。
このモーターで軸が回転する。

連続相（オイル）

分散相（スラリｰ）

シリンジ

T字型流路
固化

焼結後のチタン酸リチ
ウム微小球

1mm

・収率及び造立能力が大幅に向上
・量産化に向けた造粒条件最適化試験を実施中試料
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IFERC事業（４）－計算機シミュレーションセンターの現状－◆ Linpack（計算性能評価用コード）性能1.23ペタflops （目標値：1.09 ペタflops）。2013年11月
版TOP500リストで日本第3位、世界第24位。

スーパーコンピューター本体◆2012年1月から運用を開始。平均利用率80％以上を達成。
第1ｻｲｸﾙ

第２ｻｲｸﾙ

第３ｻｲｸﾙ

500

利用者数

利
用者数日

101118119400欧194

246316300

計295364451

課
題数

日

243034

欧325275

計5682

109

第３ｻｲｸﾙ：2013.11.15～2014.11.14

欧欧

200

欧

計算時間の利用割合
計算ノード（現在）（2012年11月15日～2013年11月14日）

100
日
0第1日

日

第2第3サイクル◆ 2014年1月までに132編（日50，欧82）の論文を公刊。
◆ 2014年1月末に計算性能を増強(0.4ペタflops増)。
2014年2月に運用開始。
日本：49.8%、EU：45%、システム：5.3%

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IFERC事業（５） ーITER遠隔実験センターの状況ー◆BA運営委員会でITER遠隔実験センター全体計画を承認(2012年11月）。
高速インターネット
サーバールーム

倉庫
監視センター
遠隔実験グループ
エントランス
遠隔討論ルーム

NIIホームページより引用 "http://www.sinet.ad.jp/Network/”

フランス：
ITER サイト

ITERとBA六ヶ所サイトを高速インターネットで結び、六ヶ所に居ながら、ITERへの遠隔実験を可能とするシステムを準備。
JT-60SAの施設等を用いて機能を確認する。

六ヶ所遠隔実験サイト

日欧の遠隔実験の専門家による技術調整会合（2013年4月及び9月）を開催し、技術仕様の本格的な議論を開始。2014年度から遠隔実験のためのソフトウェアを整備する。

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IFMIF工学実証・工学設計事業の現状（１）
原型加速器• IFMIF/EVEDA原型加速器の実証試験では、入射器本体、周辺機器が搬入され、据付・組立作業が進展。来年度からビーム試験開始の見込み。
• 工学設計では工学設計報告書が完成。
IFMIF実機では40MeV, 125mAが２基必要
IFMIF/EVEDA原型加速器（9MeV, 125mA, 重水素ビーム）
プ

入射器
入射器

入射器の水素イオンビーム

加速器室での据付け

入射器の六ヶ所搬入

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IFMIF工学実証・工学設計事業の現状（２）リチウム試験ループ（大洗）• リチウム試験ループは東日本大震災による被災から早期に復旧し、実証試験を2012年9月に開始。
工学実証の目標であるリチウム最大流速20m/sを達成（2013年2月22日プレス発表）。
• 2013年上期に真空条件下での流動実証試験（15m/s）を実施。液膜厚さの変動±1mm以下（目標）を99.98％の領域で達成。

100 mmビューポートから見たリチウム流(20 m/ｓ）
1111

サテライト・トカマク（JT-60SA）計画の主な進捗

H26年1月31日現在

年

H19
日本担当

H20

H21
H22
準備・環境整備

H23

解体
本体解体・組立試験・運転

JT-60の解体等、JT60SA機器の受入れ・組立ての準備が着実に進展。

解体完了 2012年10月

H24

H25

H26

H27

欧州担当

H30

H31

H32

組立て
クライオスタットベースの搬入、本体室での組立開始
平衡磁場コイル
３体仮設置

日本担当

機器製作

H29

トカマク本体の解体
計画通り完了超伝導コイル巻き線棟竣工
超伝導導体製作棟竣工
JT-60SA研究計画
６３０ｍ製造ライン
真空容器組立棟竣工

長さ450ｍの導体製作に成功=>量産開始

H28

超伝導平衡磁場コイル（全6体）
１体目巻線完了
３体目完成
真空容器セクタ（全10体）
1体目完成
8体目完成

総合試験
試験実験

・ 2019年の初プラズマを目指して、日欧で、順調に機器製作。
・2011年末に日欧研究者332名(11カ国38研究機関)で研究計画を策定。その後適時更新。

クライオスタットベース完成
コイル製造ライン

トロイダル磁場コイル巻線
契約完了

12JT-60SAの組立てを開始●日欧で分担して製作した機器を那珂研で組立て。
●H25年1月から欧州製作機器を搬入し、組立てを開始。H26年1月には日本製作機器のポロイダル磁場コイルを搬入・仮設置。
トロイダル磁場コイル

解体終了 (H24.10)

クライオスタットベース

冷凍機、電源、加熱、計測

15.5m

真空容器

ポロイダル磁場コイル

組立開始(H25.1)

組立架台

試験設備
電流リード運転開始（H31.3）

12m

H25.3
クライオスタットベース

H26.1
上部ポロイダル磁場コイル

真空容器

トロイダル磁場コイル ポロイダル磁場コイル

クライオスタット

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BA活動終了後の研究開発活動
原子力機構としては、BA活動で整備した施設を活用・拡充して、核融合原型炉段階へ向けて必要な技術的準備を、オールジャパンで進めたい。

先進プラズマプラットフォーム

核融合原型炉

核融合フロンティア
＠六ヶ所

＠那珂

原型炉のための技術基盤の構築

ITERを支援し、原型炉のための挑戦的課題に取組む

原型炉概念設計

ITER や原型炉のための炉
心プラズマ研究

ITER チームジャパン

定常運転、高ベータ、先進ダイ
バータ制御、不純物制御等

原型炉のための知識・技術蓄積
国内サイトと並行してITERサイトで実施

炉心プラズマ環境下での技術開発

組立段階の構成
・JAEA 職員
・産業界等

＠Cadarache

運転段階の構成
・JAEA 職員
・大学や産業界等

遠隔保守、粒子制御、先進ダイバータ試験、安全性

ブランケットや材料開発におけるコールド試験
ブランケットや材料開発におけるRI試験（中性子照射）
Li 分離・回収及びパイロット
プラント整備
その他
・TBM 製作
・ブランケットコールド試験設備
・中性子源と照射施設・等幅広いアプローチ活動

サテライトトカマク(JT-60SA)

・IFERC・IFMIF-EVEDA・サテライトトカマク（JT-60SA）

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