Journal of Plasma and Fusion Research Vol.86, No.8 August 2010

本会記事

■第８回核融合エネルギー連合講演会報告

そして我が国が大規模な国際協力事業を初めてホストする例ともなる幅広いアプローチの現況と展開について，実施

１．概要機関である日本原子力研究開発機構の二宮博正核融合研究

核融合エネルギー連合講演会は本学会と日本原子力学会

開発部門長から，報告された．これらの開発ミッションをが２年毎に主催するものであり，今回は本学会が主に担当

担う大型プロジェクトと対となるものが，研究の広がりとして２０１０年６月１０日と１１日の２日間，岐阜県高山市の高山

学術的なアプローチである．大型ヘリカル装置実験を基盤

市民文化会館において開催した．副題として「新たなエネとした定常核融合炉への研究展開について，小森彰夫核融

ルギー革命を起こす科学技術 核融合 」を掲げ，幸い好天

合科学研究所長から，高強度レーザーによる核融合と高エにも恵まれ，３８８名の参加者を得て，海外からの招待講演を

ネルギー密度プラズマ科学の展開について，疇地宏大阪大

含む約３３０件の講演とともにこの研究開発の在り方や今後

学レーザーエネルギー学センター長から，プラズマの産業の進め方について広範な議論を展開する場となった．

応用の進展と今後の展望について，白谷正治九州大学教授

本講演会の主旨となるポイントを以下のように組織委員

から，二つ目の基調講演のセッションで議論がなされた．

会（本島修委員長）が中心となって設定した．核融合エネ

シンポジウムは，核融合炉実現に向けた学協会連携と若ルギーの研究開発は核燃焼プラズマの実現や関連工学技術

手による展望という横糸と，シミュレーション，炉工学，の統合をめざす ITER プロジェクトの推進，原型炉に向けモニタリング制御という縦糸から構成された．多様な観点ての設計活動や炉材料に代表される研究開発の加速と具体から核融合の役割が議論されたパネル討論は一般にも公開的なロードマップの検討等，世界的規模でのエネルギー開する形で行った．

発という今日的意義にこたえるべく，新たな段階へしかる

一般発表はポスター形式として行い，３００件の報告がなべく移行していく必要があること，この核融合エネルギー

され，２つあるポスターセッション会場は，どちらも熱いの研究開発は太陽の中心核の１０倍以上の温度をもったプラ

議論で盛り上がった．特に，大学院生から学位取得後５年ズマを体系的に理解するという基礎学術研究と共に進展し以内と設定した若手が１４０名に上り，本講演会がカバーすて来たものであり，核燃焼プラズマ実現という新たな段階

る活動の将来を明るく照らすものと心強く感じられた．こにおいては，学術基盤と ITER に代表される研究開発の前

れらの若手の中から１５名の「優秀発表賞」が選ばれ，閉会

線との協働作業がますます重要になってきたこと，さら式において授与された．

に，この核融合研究分野がビッグサイエンスであることのまた，これらの会場での議論と合わせて，重要なものが意義と価値を，核融合コミュニティが，他の研究分野と社

懇 親 会 に お け る 議 論 で あ る．懇 親 会 は「ま つ り の 森」会に対してアピールしていくことが重要であること，であ

ミュージアムスペースで行われた．
「まつりの森」は絢爛る．

豪華な高山祭の屋台を現代のロボット技術を合わせて復元開式にあたり，本島修組織委員長より，講演会参加へのし，空調設備が不要となるよう山の斜面を掘削して創った

謝意と主旨説明がなされ，高山での講演会が記憶に残る議ドームに動体展示しているところである．３
００年以上の伝論への期待が述べられた．来賓の箱#慶一文部科学省大臣

統を培ったものは，参加者にもある種のヒントを与えたの

官房審議官からは激励の言葉とともに巨額の投資に対するではないだろうか．さらに，講演会前日には東京大学宇宙

リターンは誰のものか，という問いがあり，同じく来賓の線研究所神岡宇宙素粒子研究施設にご協力いただき，スー荒井信一高山副市長からのエネルギー・環境問題解決に向パーカミオカンデの見学会も催すことができた．

けた思いと合わせて，本講演会を通じてのテーマへの取り

次回は日本原子力学会が主となり，関西方面で２０１２年に組みを鼓舞するものとなった．

開催されるとのことである．最後に，講演会開催にあたっプログラム委員会（寺井隆幸委員長）では開催主旨に沿て全面的にご協力いただいた高山市とコンベン ション

い，「核融合エネルギー開発研究の展望」と「プラズマ・ビューローを始めとする関係の方々，賛助金を賜った団

核融合研究の広がりと将来」という２本柱の基調講演セッ

体＊，および講演会を円滑に運営することに労を惜しまなションを軸として，５つのシンポジウムと「将来のエネル

かった現地実行委員会とプラズマ・核融合学会事務局の皆ギー戦略と核融合の割合」と題したパネル討論を設定し様にこの場をかりて御礼申し上げます．
（現地実行委員会委員長

た．

山田弘司）

最初の基調講演セッションでは，国際熱核融合実験炉＊

賛助金をいただいた機関（５０音順）（ITER）についてまもなく本格化する建設への準備状況について，組み立て・運転部門の責任者である K．ブラック

IFE フ ォ ー ラ ム，核 融 合 科 学 研 究 会，川 崎 重 工 業 ㈱，ラー博士から，来年にも燃焼実験を試みる米国国立点火施

独 日本原子力㈱東芝，日揮㈱，!日本建設業団体連合会，"

設（NIF）の近況と展望について，D．モーゼス所長から，研究開発機構，㈱日立製作所，富士電機システムズ㈱，４９４Announcement

三菱重工業㈱，三菱電機㈱，未来エネルギー研究協会

時以降の設備の運用等について，質疑応答がなされた．
「The National Ignition Facility and the Path to Inertial

２．基調講演 I．核融合エネルギー開発研究の展望

Fusion Energy（Edward Moses 氏・LLNL）」では，米国の現在の核融合エネルギー研究開発の大きな流れとして，

National Ignition Facility 計画の概要がムービー入りで紹介

磁場閉じ込め方式と慣性閉じ込め方式があり，これらに関され，それをベースとした慣性核融合炉への研究開発の道

して世界規模での研究開発が行われている．前者はトカマ筋が紹介された．NIF は世界最大および最強のレーザー実ク方式であり，日本，ヨーロッパ連合，米国，ロシア，中験装置であり，核融合エネルギー開発のみならず，高エネ

国，韓国，インドの７局の共同プロジェクトとして実験炉

ルギー密度科学や天体物理学の研究にも大きな貢献を行う

建設が開始された国際熱核融合実験炉（ITER）計画と，日ことが考えられる．今後は，国内外の共同研究のためのプ

欧 で 共 同 研 究 が 開 始 さ れ て い る「幅 広 い ア プ ロ ー チ」

ラットフォームとしての利用も視野に入れているとの説明（Broader Approach）計画が国際的に展開されている．一がなされた．

方，後者は高強度レーザーをターゲット加熱のドライバー（座長：東大寺井隆幸）とするものであり，米国の National Ignition Facility や我が３．基調講演!．プラズマ・核融合研究の広がりと将来国の FIRE-X などの研究開発などが実施されている．基調講演!では，これらのうち，ITER プロジェクト，幅広いア

核融合エネルギー研究開発の ITER 建設期への展開，自プローチ活動，米国の慣性核融合炉実験計画に関する基調

然エネルギー活用やエネルギー高効率化への新エネルギー

講演３件が行われ，活発な議論が交わされた．

開発の展開，という時代にあって，プラズマ理工学や核融「Present Status of ITER（Ken Blackler氏・ITER機構）」

合科学がどのような牽引力を発揮できるかという展望は，

では，ITER 計画の概要，組織，年次計画，実験炉建設の現本連合講演会の大きな主題である．この視点から，大学共状，今後の計画が述べられた．核燃焼の開始時期は当初計

同利用研究機関と LHD の展開，レーザー核融合と高エネ

画からやや遅れる見通しとなったが，サイトの建設や職員

ルギー密度科学，プラズマ応用研究をテーマとして３件のの採用等は順調に推移している．実験炉の機器が各極から基調講演が行われ，活発な討議が行われた．

の物納によって行われることから，特に，さまざまな機器「大型ヘリカル装置実験を基盤とした定常核融合炉へのの組み立てやプラントの設置などにおいて，システム統合研究展開（小森彰夫氏・核融合研）」では，LHD を中心との考え方が重要であるということが強調された．

した核融合科学研究所の最新成果と将来展望が語られ，「幅広い ア プ ロ ー チ（BA）活 動 の 現 況 と 今 後 の 展 開

LHD 重水素化による高温プラズマの実現をめざした計（二宮博正氏・原子力機構）」では，Broader Approach 計

画，数値試験炉計画，炉工学研究計画が述べられ，それを画の概要，実施体制，それぞれの要素技術の説明，年次計

めざした組織改編が説明された．次期・次次期中期計画で画などが紹介された．BA 活動は茨城県那珂市に建設されこうした研究を完遂し，その後ヘリカル系が原型炉研究へるサテライトトカマクと青森県六ケ所村に建設される国際と発展するとともに，高性能炉をめざした基礎研究へと転

核融合エネルギーセンター（ITER 遠隔実験センター，核換する案が述べられた．

融合計算機シミュレーションセンター，原型炉設計・R&「高強度レーザーによる核融合と高エネルギー密度プラ

D 調整センター，国際核融合材料照射施設工学実証・工学

ズマ科学の展開（疇地宏氏・阪大）」では，日本が展開させ設計活動から構成される）の２つで構成されるが，ITER

た高速点火方式の進展が述べられた．追加熱パワーを高め計画と相補的に実施され，原型炉の実現のために必要な技

た GEKKO LFEX レ ー ザ ー が 実 現 し 初 期 実 験 が 行 わ れ術開発を行うためのものである．ITER 計画が３０年以上のた．レーザーパルス幅の効果などが研究され，高強度レー

長きにわたって実施されるのに対して，BA 活動は１
０年間

ザー場の中での高速電子や自発電磁場の重要性が確認されの予定であり，ITER 計画との期間の整合性，BA 活動終了

た．日本で実現された「プラズマフォトニックデバイス」

４９５

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.86, No.8 August 2010

が果たす重要な役割が述べられ，今後の高エネルギー密度

導コイルの設計基準策定を中心として，また電気学会の岡科学が説明された．

本達希氏（電中研）から「核融合炉実現のための電気系コ「プラズマの産業応用の進展と今後の展望（白谷正治

ミュニティの役割」と題してスマートグリッドの話の延長

氏・九大）」では，半導体産業におけるムーアの法則を始上に核融合炉がネットワークに!がるときの課題などにつめ，近年の太陽電池産業の展開等，その指数関数的急成長いて，また，産業界からは近藤光昇氏（原産協会）によりを実現させてきたのがプラズマプロセス科学の存在だった「核融合炉開発における産業界からみた学協会連携のありことを述べ，太陽電池パネルの製造を例にとってプラズマ方」のテーマで国による開発計画の策定，技術の伝承のた

科学の果たす役割を描いた．その他バイオプラズマ等の新めに研究機関，産業界の人材育成が急務であることなどのしい広がりを述べた．今後のプラズマプロセスの高性能化紹介があった．これらの分野からの報告でも明らかなようや気液界面プラズマの制御といった発展にとって，揺らぎに，核融合炉を実現するには，今後は，統合設計から求めの制御が重要であることを説明した．

られる各分野（プラズマ，機器，サブシステム）の課題を

会場からは多数の熱心な質疑があった．小森講演では，専門的に追求し，解決する努力とともに，各分野の成果や

LHD 研究に対し「学術研究としては１５年前に掲げた数値を進展を取捨選択しながら設計に反映していく統合作業が目標として進むというより研究の展開に応じた新しい目標

益々重要になってくる．このため，電気，機械，熱流体，極を掲げるべきではないか」という提言が松田慎三郎前学会

低温，放射線，化学プラント，プラズマ制御など幅広い分

長からあり，三間教授より「数値実験炉の提案を歓迎する

野の専門家が核融合炉の具体像を描きながら議論する場がが，具体案には改善の余地がある」などのコメントがあっ

必要と再認識された．

た．疇地講演には「高エネルギー密度科学の進展にとってシンポジウムを締めくくるにあたって，座長から次回２大出力レーザーの技術的進歩とプラズマフォトニックスに年後の連合講演会のタイミングで原型炉設計者が企画の推よる制御物理との二つが如何に重要か」との質問があり，進役となって核融合炉（原型炉）をテーマとして電気学会，

白谷講演には本島会長から「プラズマ・核融合コミュニテ

機械学会，低温工学協会，原産協会，高温学会，放射線学

イからプラズマ応用へ今後どのような寄与ができるか」と会，日本原子力学会，プラズマ・核融合学会学協会連携主

いうエールが寄せられた．ITER の展開等新しい時代に向催の特別企画シンポジウムを開催してはとの提案があり，

けて，学術研究の新たな展開を期待する熱い声が上がった

賛同者が拍手で締めくくった．
（座長：原子力機構

ことが印象的であった．力のこもった講演と充実した質疑

松田慎三郎）

を通して，核融合エネルギー研究とプラズマ理工学研究の５．パネル討論「将来のエネルギー戦略と核融合の役割」

発展と課題が描き出されたことは大きな成功であった．
（座長：九大

最初に登壇した小川雄一氏からは，核融合研究の現状と伊藤早苗）

将来計画の説明があった．着実なパラメータの進展と「核融合炉実現に向けての学協会連携」
４．シンポジウム!．

ITER 計画が紹介され，原型炉以後の計画については２０５０

本核融合連合講演会はプラズマ・核融合学会と日本原子

年実用化をめざす計画が示された．最後に，核融合は数千

力学会核融合工学部会との共催により隔年開催してきてお年にわたり人類に寄与できる「人類の夢である」と見解をり，今回第８回を迎えることになった．一方，核融合エネ

結んだ．

ルギーの開発の現状を俯瞰するに，今や ITER や幅広いア

長野浩司氏は，エネルギー戦略の観点から意見を述べ

プローチ活動が始まり，これからは発電（原型炉）に向た．国のエネルギー政策文書を概観すると，エネルギー戦

かってより幅広く研究者・技術者の知見の積み上げ，意識略の視界（２０３０年ないし２０５０年まで）に核融合は入っておの集約を諮ることが重要となってきている．原型炉は開発らず，「広汎な関連科学・技術のイノベーション・プラッ

要素が多く研究者が取り組まなければならない部分と，製

トフォーム」としての期待に言及があるのみであり，核融作技術が重要で産業界の技術者が取り組まなければならな

合と並んで多数の候補（CO2 利用技術，再生可能エネル

い部分とがある．加えて原型炉は ITER までの核融合装置

ギー，FBR，高温ガス炉など）が挙がっている．また，ITにはない，エネルギーシステムとしての新たな技術を包含

企業（マイクロソフト，Google）がエネルギー技術開発にして成立するものであり，これまでの連合講演会の範囲を積極姿勢を見せていることも見逃せない．核融合が多くの超えた科学技術・学術分野の研究者・技術者の知見の交流

ライバルに埋没しないためにも，以下４点 を 指 摘 し たと議論の場が必要となってきている．以上の主旨に照らい．１）マーケティング戦略が必要であり，メリットの現し，機械学会，電気学会，産業界が核融合炉開発とどのよ

世代（納税者）への訴求を考えるべき．２）庶民感覚でうに見ているか，関わっているかをご紹介いただき，現状

Scalable でない核融合技術は，その意味でハンディキャッを理解した上で学協会連携をどうすべきか議論することがプを負っている．３）核融合には，開発のリスクペナル

本シンポジウムの主旨であるとのコメントが座長よりなさ

ティを凌駕してあまりあるほどのメリットが必要であれた．

る．４）国でなければ推進できないことは理解するが，逆に民間部門でも推進できることを示すことができれば，上

まず，機械学会の中曽根祐司氏（東京理科大）から「核記 Scalable の実感に資する．

融合炉の設計，建設に関わる機械系コミュニティの取り組

久保田健一氏は，産業界の視点から見識を述べた．FBRみ」のテーマで機械学会で組織的に行われた核融合用超伝
４９６

Announcement

も含め原子力は世界のエネルギー安定供給の要である．し

見も本シンポジウムに反映された．

かし，日本の核分裂は米国のコントロール下に置かれてい最初に谷川博康氏（原子力機構）から趣旨説明があった．

る．産業界の視点で核融合に期待するのは，「軍事に依存本シンポジウムでは２０３０年代の原型炉稼働を目標に，各方しない技術フロンティア」であり，実現後は「市場が世界式の炉システムとしての成立性を議論すること，原型炉はとなる」点である．開発は長期にわたるので，ロードマッ

様々な（異分野の）先端科学技術を総合したものであり，プに沿った息切れしない予算処置があれば，さらに経営資

異分野間の理解を深めるためには各技術の現状を評価し，源を投入したい，と産業界が考える対象となりうる．

合意形成を図るためのツールが必要であること，またその駒橋徐氏は，ジャーナリストの視点から意見を述べた．

ツールとして技術成熟度（TRL：Technology Readiness化石エネルギーは枯渇より価格の制約が支配的になる．そLevels）が有用であることなどが述べられ，今後若手研究

こに新エネルギーの役割があるが，核融合はまだ科学の世者で各方式におけるTRL評価を行っていくが，本シンポジ

界であり，エネルギー開発に至っていない．実験炉はでき

ウムでは現状での議論を紹介する旨の説明があった．

ても，本当に実用炉として使えるのかとなると，格差が大次いで日渡良爾氏（電中研）から「トカマク型原型炉のきいといわざるを得ない．実用化への疑問に答えるために場合」とする報告があった．喫緊のマイルストーンとしても，安定燃焼の実証をすべきである．また，核融合科学者

２０１４年の原型炉一次仕様決定があり，これに向けてメンテが科学講座を開いて，小さい時から科学に興味を持たせる

ナンス手法など現時点での TRL は低いが炉形状の選定にことや，マスコミへの PR を繰り返し行うことなどを長期決定的影響を与える課題の開発を加速すべきこと，および的視点で考えるべきである．

原型炉開発活動体制を構築する必要性があることなどが述

畑山明聖氏は，大学教育に加え，スーパーサイエンスハ

べられた．

イスクール（SSH）の講師の経験などに基づく意見を述べ後藤拓也氏（核融合研）からは「ヘリカル型原型炉の場

た．航空機を例にとれば，６０年代の人々は世界旅行という合」として，LHD の成果によってヘリカル型原型炉が見通

夢を共有し，その後の航空機デザインの潮流が決まった．

せるようになったという報告があった．経済性の向上やト

今の中・高生が核融合に持っているイメージをアンケート

リチウム増殖比１以上の確保が必ずしも原型炉の必須条件

で調べると，夢というより軍事というイメージが多く，エではないという考え方が述べられ，全面増殖ブランケット

ネルギー技術との認識は薄い．ただし，核融合の講義を聞設置に拘らず，十分な規模の発電実証が可能でかつ柔軟ないた生徒ではこの関係は逆転した．今後，ひとりでも多く運用のできる原型炉設計案が提示された．

の人々と核融合開発の夢を共有していくには，コミュニ

藤岡慎介氏（阪大レーザー研）からは「レーザー型原型

ティから外に出て，息長く，正確な情報を伝えることが必炉の場合」についての報告があった．個人的に検討したも須である．

のとして，炉心プラズマ・炉用レーザー・燃料供給に関し討論では，「メリット享受者は納税者であるべき」といて抽出した課題とそれぞれのTRL評価が紹介された．磁場う通常の負担−受益論と，「人類にとっての夢」と説明す

プラズマ研究との連携の重要性，死の谷の有無を確認する

ることの落差についての議論もあった．結論は容易に出なためのプロジェクトの必要性を述べた上で，レーザー型原いが，核融合開発が税金の投入で進んでいることへの責任型炉が実現された場合に日本発の技術がいくつ採用される感は重要である．筆者が本討論会に参加し，講演と討議をかが本当の勝負であるというメッセージが発せられた．

通して強く感じたことは，核融合が「人類の夢」であるに

３方式の議論に引き続き，笠田竜太氏（京大エネ研）かしても，５０年以上もコミュニティ外に対してメリットを生ら「原型炉実現のために取り掛かるべき共通課題」についみ出さないというのでは説得力に乏しく，イノベーショての報告があり，TRL 設定の案とブランケット開発を例とン・プラットフォームとしての役割も果たして技術波及をした TRL 評価が紹介された．さらに，基礎研究から実用化推進すること，一般に対して進展状況や展望を説明するこまでの間に存在し得る死の谷を越えるためのブレークスとにも片手間でない力を注ぐこと，ロードマップに沿ってルーを生み出すためには基礎研究と応用研究（あるいは可実用化を着実に進めることなどが，核融合研究の今後の展

能なことと必要なこと）の両側面を有する「根本的研究」

開に必須であることの再認識である．

が重要であり，これに注力可能な研究チーム・組織の早急（モデレータ：電中研岡野邦彦）

な構築と継続的投資が必要であるとする議論が展開された．

６．シンポジウム!．「若手研究者の考える ２０年で核融

本シンポジウムの最後に「課題解決に関する全体討論と合炉を実現する方法 」

まとめ」が行われた．まず大山直幸氏（原子力機構）か

インパクトの大きなタイトルを掲げた本シンポジウムでら，５月に開催された核融合炉実用化若手検討会でのコメは，２０３０年代の核融合原型炉稼働に責任を負うべき世代のントについての紹介があり，特にトリチウム関連の課題，

研究者らによって，しっかりと地に足のついた議論が展開

即ち初期装荷や増殖比，取り扱い技術と経験の不足，建設された．本シンポジウムの企画は，ここ数年活動を行って候補地の了解や法整備について懸念する声が多かったこ

きた「核融合炉実用化若手検討会」の幹事らによって半年と，若手検討会では今後も組織や領域を横断した活動を行の間練られたものである．本連合講演会のため，５月にもい，TRL 評価を進めていく予定であることが述べられ「若手検討会」が開催され，そこで出された若手研究者の意

た．その後発表者を壇上に招いて会場との質疑討論が行わ
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れた．若手同士で各方式における具体的課題に踏み込んだ

ションの統合化も現在進められているとのことである．

質疑が交わされた他，年長者らからも原型炉実現に向けた最後の講演は，加藤太治氏（核融合研）による「磁場核若手の活動を支持するコメントを多数いただくことがで

融合炉プラズマ対向壁と水素相互作用の原子過程とシミュ

き，次へ繋がる形で成功裡にシンポジウムを終了した．

レーション」と題する研究報告である．この講演は，トリ（座長：核融合研宮澤順一）

チウムの炉内蓄積および排出評価のためには照射損傷を受けたプラズマ対向材料での滞留量を正確に評価する必要が

７．シンポジウム!「核燃焼プラズマにおけるシミュレー

ある，という観点に基づいた研究成果の紹介である．そのションの役割」

評価に必要なミクロ的現象解明のための手法として，量子近年の計算機の発展に伴い，核融合研究においても数値力学的な密度汎関数理論に基づく第一原理分子動力学的シシミュレーション研究が長足の進歩を遂げてきている．特ミュレーションが用いられている．本講演では，対向壁材に，昨今，このようなシミュレーションによって，核燃焼料として，特にタングステンが取り上げられ，金属表面にを想定したプラズマに対する展望や問題点が明らかになりおける解離吸着，単原子空孔による水素の多重捕獲，原子つつある．そこで，本シンポジウムでは，３人の方に，こ空孔集合体の生成・成長に対する水素効果等に対する計算のような核燃焼プラズマをターゲットとした最先端のシ結果が紹介された．このようなミクロ的な構造変化の知見

ミュレーション研究を紹介していただいた．

とマクロな水素吸蔵モデルの両者を含むマルチスケールシ

最初の講演では，長友英夫氏（阪大レーザー研）によっ

ミュレーションの開発が今後の課題として指摘された．

て，「多階層シミュレーションによる高速点火核融合」と（座長：核融合研

市口勝治）

題する，レーザー核融合の核燃焼に関するシミュレーショ
８．シンポジウム IV．
「核融合炉工学の展開」

ン研究が紹介された．まず，レーザー核融合での二つの大きな点火方式である，中心点火方式と高速点火方式が非常

ITER 設計評価検討ワーキンググループ（WG）の活動ににわかりやすく説明された．アメリカでは中心点火方式がついて大阪大学の堀池より報告した．ITER 計画の進展に主流であるのに対し，日本では高速点火方式を基軸とした伴い種々の設計変更が検討されている．特に STAC 事項と研究がなされているとの報告があった．その後で，それぞ呼ばれる設計変更が重要なものとして検討され，それらのれの方式における，燃焼に向けたシミュレーションコード

内容や検討と評価の結果について報告された．

開発の現状が紹介された．中心点火方式に関しては，輻射

ITER 超伝導マグネットの技術開発と調達の現状につい流体力学コードをベースとした高いレベルの爆縮シミュて，中嶋秀夫氏（原子力機構）より報告された．ITER 計画

レーションコードが完成しており，特にアメリカでは，では，日本は EU に次いで多い，本体機器の２割の調達を

NIF の実験結果をフィードバックすることによってコード分担する．本体の約 1/4 を占める超伝導マグネットの調達の精度向上が見込まれるとのことである．これに対し，高では，Nb3Sn 導体やトロイダル磁場コイルなどの主要部分

速点火方式においては，輻射流体，PIC，Fokker-Planckを分担する．ITER は１８個のトロイダル磁場（TF）
コイル，

等の手法を用いた階層化手法による統合化が進められてい１組の中心ソレノイド（CS），６個のポロイダル磁場（PF）

るが，まだ，相対論的レーザープラズマ相互作用や高速電コイルを有する．原子力機構では日本分担分である TF コ

子輸送等において一部未知の非線型物理が含まれているとイル用導体の２５％，CS 用導体１
００％，さらに TFコイル巻線の報告がなされた．

部を９個，TFコイル構造物を１９個を製作する．超伝導材の２番目の講演では，矢木雅敏氏（九大，原子力機構）に製作状況と TF コイルの製作着手についての状況も紹介さよって，「統合コードによる核燃焼シミュレーション研究

れ，我国の機器製作が順調に滑り出したことを印象づけた．

〜粒子・熱制御に向けた炉心・ダイバータ・境界層の統

ITER テストブランケットモジュール（TBM）試験計画

合化〜」と題するトカマクプラズマにおける統合シミュと原型炉ブランケットについて秋場真人氏（原子力機構）

レーション研究が報告された．この講演では，Burningより報告された．ITER は二つの大きなミッションを負っPlasma Simulation Initiative（BPSI）と呼ばれる磁場閉じ込ている．一つは核燃焼プラズマの実証であり，もう一つはめプラズマの核燃焼シミュレーションに対する全日本的な核融合炉の実用化に必要な核工学要素機器の工学試験であ取り組みの枠組みがまず紹介された．その後で，特に，る．核工学要素機器の統合試験として，ITER 参加各極は，SONIC と呼ばれる周辺領域に対する統合ダイバータコー

独自のモジュール規模の原型炉用ブランケットを取りつけドの開発に焦点を当てた報告がなされた．この統合コードて機能試験を行う，テストブランケッ ト・モ ジ ュ ー ル

は，プラズマを流体として解くコード，中性粒子および不（TBM）試験計画を進めている．ITER における TBM 計画

純物のそれぞれに対してモンテカルロ法で解くコードからの各極の状況とポート取り合いについての紹介があり，我構成されている．さらに，周辺領域でのプラズマの挙動にが国独自の方式である固体水方式による TBM 試験計画の対しては，PIC を用いた PARASOL コードによる運動論的研究開発と準備状況について報告された．

効果の情報も取り入れられるようになっている．講演でブランケット構造材料開発の現状と課題−材料照射・シ

は，この統合コードによる数値計算結果と JT-60U の実験

ステム統合研究−について木村晃彦氏（京大）より報告さ結果との比較や，JT-60SA 設計への応用が紹介された．これた．核融合向けの低放射化鉄鋼材料やODS鋼他の先端材の周辺領域のシミュレーションとコアプラズマシミュレー料開発の紹介があり，それらを炉構造材として併用するた
４９８

Announcement

めには，異材接合技術の研究開発が重要であること，接しい実験環境下において運転が実証された計測器が候補と合・被覆部の照射影響調査が重要であることが説明されなるが，これに加えて原型炉では，１年にわたる連続運転

た．また第一壁およびダイバータの製作では，W 被覆技術が要求され，さらに厳しい仕様が求められることになる．

が不可欠であるが，W の難点は低い破壊靱性と，室温にお信頼性を高めるために，複数の検出端の使用によるバック

いて全く塑性変形しない点である．W 被覆と支持構造材料

アップの必要性や，現状では，実験開始前後に実施していとの連結強度は，材料の環境とシステムの性能に基づき，る較正を連続運転中にも適宜実施するための手法の開発な

熱疲労特性，スパッタ率および水素保持特性などとの相関

ど新たな課題に直面することなどの紹介があった．また，を統合的に検討し，現実的かつ効果的な仕様にしておくこ

計測器によっては，連続運転中における保守・点検作業のとが肝要である．中性子耐性に優れ，延性の高い高性能 W

必要性を強調された．さらに，原型炉でのモニタリングのの開発の必要性などについて述べられた．

考え方として，運転開始時の計測システムから原型炉最終

トリチウム燃料サイクルの安全性と経済性について田辺的段階での経済性を考慮した発電実証期におけるミニマム

哲朗氏（九大）から報告された．核融合炉では核融合プラな計測セットへ段階的に移行する考えが示された．

ズマの核燃焼を維持するために大量のトリチウムが燃料と鎌田裕氏（原子力機構）は，「原型炉に向けたプラズ

して中性粒子入射系，ペレット，ガスパフの装置を通してマ制御に関する課題」と題して講演された．核融合プラズ

供給され，いったんプラズマ化され燃焼される．しかし大マに要求される総合性能を獲得するには，プラズマの温部分は燃焼せずに炉心から逃げ出して壁に蓄積されるか，度，密度，電流分布等のプラズマ諸量の分布をセットとし

プラズマ粒子と併せて排気される．核融合炉の燃料サイクて制御することが必要であり，これらの諸量はお互いにルとして循環するトリチウムは，重さではわずか数kgであカップルしていることから，制御マトリックスの重要性をるが，放射能レベルでは 100 PBq（ペタベクレル）に上り，指摘した．また，対象とするプラズマは，自己加熱が主体

安全規制値より１０桁以上多い．このため ITER ではわずかであり，全加熱量の１０％程度の外部加熱入力によって適切

１００回の DT 放電で，立地点での使用許可量を超えるトリチな分布に制御することは，これまで行われてきた制御からウムが真空容器内に蓄積され，トリチウムの除去作業が必は飛躍したものとなる点を強調した．そのために，最低限要となる．循環量の多さより，定量評価の誤差を極めて小の計測と制御機能によってどのように制御していくかは，

さくしなければならない．このように核融合の燃料サイクITER，JT-60SA の研究課題であり，そのための計測機器のルは効率が悪く，炉心燃料の燃焼率も低いが，このような開発に JT-60SA を活用してほしいと講演された．

システムの計量管理にシステムは極めて困難な開発案件であることが説明された．

（座長；阪大堀池（座長：核融合研川端一男）

寛）
１０．ポスター発表

９．シンポジウム V．
「原型炉に向けたプラズマモニタリ＊1A．磁場閉じ込めプラズマ

ングと制御」

磁場閉じ込めプラズマのカテゴリーでは６２件の発表が行

本セッションは，連合講演会最後のセッションにも拘わわれた．このうちヘリカル系が３４件（LHD：２７件，ヘリオ

らず，多くの参加者があり活発な議論が交わされた．各講

トロンJ：６件，東北大ヘリアック：１件）と大多数を占め演の要旨は下記のとおりである．

た．LHD からは高密度プラズマ研究，MHD，高エネルギー

岡本敦氏（東北大工）は，「炉心プラズマ計測と今後

粒子，不純物輸送等，多岐にわたる最新の研究成果が報告の課題」と題して，国際トカマク物理活動（ITPA）でのされた．ヘリオトロン J では，AE モードに関する実験や計

ITER における最優先課題と，その解決に向けた取り組み

測機器に関する話題，超音速分子ビーム入射実験に関するを中心に講演された．この活動によって当初最優先課題で発表があった．東北大ヘリアックでは，閉じ込め改善を目

あった課題のかなりのものがその解決に見通しが立ち，リ的としたバイアス実験を進めているが，今回は !!!磁気

ストから外れてきている．燃焼プラズマ中のアルファ粒子

島を外部摂動コイルにより印加し，改善が起きる時の磁気の計測はこの例に該当する．これまでの協同トムソン散乱

島幅とバイアス電流との関係について発表がなされた．大計測を用いた高エネルギー粒子の計測法の進展や，アル型トカマク装置である JT-60U はすでにシャットダウンしファ粒子荷電交換法の開発によりその計測に見通しがついたこともあり，実験結果の発表がディスラプション研究とてきた．その他，多くの課題がこれまでの活動によって一

ダイバータ部の揺動解析の２件にとどまった．名大のトカ

般課題となってきているが，真空容器内に設置される光学

マク・ヘリカルハイブリッド装置である TOKASTAR 実

ミラーに関しては，最優先課題としての開発が継続されて験に関する研究発表が５件あり，装置概念から平衡解析，

いるとの紹介があった．日本における本活動には，平成１６

データ収集系から最新の実験結果など一連の発表が行われ年からの特定領域研究「プラズマ燃焼のための先進計測た．高ベータプラズマ生成が大きな特徴である FRCに関す（領域代表者：笹尾眞實子東北大教授）」が大きな貢献をしる発表は４件，RFP が２件あった．RFP では，近年発見さている．

れた閉じ込め改善モード（準単一ヘリシティ配位など）お河野康則氏（原子力機構）は，「原型炉に向けてプラズ

よび改善をもたらすパルスポロイダル電流駆動法を用いた

マモデリングに関する課題」と題して原型炉での計測の課場合のパラメータ領域に対する報告があった．ST に関し

題に関して講演された．原型炉での計測では，ITER の厳ては，九大の QUEST，東大の TST-2,UTST，兵庫県立大の４９９

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.86, No.8 August 2010

HIST における最新の研究成果について報告がなされた．

データから両者を弁別するアルゴリズムの開発，閉じ込め

他にもダイバータ物理に関する実験研究，乱流輸送に関すられたアルファ粒子を高速ビームプローブ法で計測する手るシミュレーション等に関する発表がなされ，大学院生お段として必要な 1−2 MeV のヘリウム高速中性粒子源の開よび若手研究者を中心に熱い議論が行われた．

発状況が紹介された．DD 反応によって生じる高速中性子

本カテゴリーからは２件の発表が若手優秀発表賞としてのエネルギースペクトルを観測するための検出器，エネル

選出された．１件は大石鉄太郎氏（名大）の「DT 核融合炉

ギースペクトルに対して平坦な特性をもつ中性子モニタ，へのトリチウム燃料供給シナリオの最適化シミュレーショ

中性子イメージング計測手法の開発，また，レーザー核融ン」である．統合シミュレーションコード TOTAL を用い合に要求される耐高エネルギー X 線の中性子スペクトロ

た炉心解析において，ペレット内 D/T 比を制御パラメータメータの開発など，中性子の検出器に関する検討や開発もとして選択し，トリチウム供給量を低減できる可能性が明

次世代計測開発として注目された．また，計測装置にとっ確に示されている点が炉設計の観点から重要な提案であるて核融合炉で大きな問題となる光学ミラ―の劣化特性に関と評価された．もう１件は Jyoti Shanker Mishra（総研大）して，重水素とヘリウムビームを同時照射した Mo ミラ―

氏の「Stereoscopic observation of pellet ablatantin LHD」での特性変化の測定が報告され，多くの聴衆の関心を集めてある．LHD におけるペレットの溶発過程をイメージングカ

いた．

メラで観測し，中性粒子ビーム加熱方向と溶発ペレットの

この他，既存計測器の改良として，熱流速モニタの開発，

軌道や速度の関係を明確に示した．測定結果について定性

リチュウムビーム源の開発とそれを用いた電子密度分布計

的に予測されるものと良い一致が得られていること，ま測，分光的原子密度評価手法の開発，QUEST における実た，ポスターの内容，説明が明確であったことが受賞理由

時間磁気面再構成法の開発，新たなトムソン散乱計測器のである．

設計検討としてマルチパストムソン散乱計測，JT-60SA

（核融合研

榊原

悟）

やヘリオトロン J のトムソン散乱設計検討が紹介された．
＊３C：プラズマ診断

また，新たな試みとして LHD で行われたジャイロトロン

プラズマ診断のセッションでは２日に分けて合計２１件のを用いた協同トムソン散乱の結果も報告された．

発表があった．内訳は，二波長干渉計２，燃料イオン比計

（核融合研

久保

伸）

測１，アルファ粒子計測２，中性子計測６，熱流速計測１，＊４D：加熱・電流駆動分光法による密度計測２，磁気面再構成法２，トムソン散乱計測４，ミラーの光学特性劣化１であり，１２件の若手の発表中２件が若手優秀賞を受賞した．

加熱・電流駆動には１２件の発表があった．大別して，EC（電子サイクロトロン波）４件，IC（イオンサイクロトロン

今回の連合講演会の発表は，アルファ粒子や中性子計測波）２件，NB（中性粒子ビーム）５件，その他１件で，そなど核融合炉条件に近いプラズマパラメータを想定した次のうちの２件が若手優秀賞が選定された（小島，中野）．ま期装置や ITER への適用を考えた計測器開発に関わるもの

ず，LHD の ECH システムでは，77 GHz ジャイロトロンでが大多数であったことが特徴である．

1.5 MW，１秒出力が達成される等，近年大電力化，高効率

主な内容は，１００ミクロン帯の二波長レーザー干渉法の化が進んでいる．また，伝送系内のミリ波ビームの実時間

素子を含めた実用化研究の進展が示された．GAM や TAE

位置検出法の開発結果も併せて報告された（下妻）．JAEA

等の密度揺動計測によって D/T 燃料比を出す新たな提案

では，ジャイロトロン出力と伝送系との結合実験を行い，がなされた．アルファ線の計測に関しては，損失アルファ

世界で初めて ITER で要求される９５％の伝送モード（HE

粒子と壁の核反応で発生するガンマ線を計測する検出器に１１モード）との結合に成功した（小田）．QUEST では電子とって雑音となる中性子の感度減少や，遮蔽に関する検討

バーンシュタイン波による加熱電流駆動実験が始まり，そがなされた．また，中性子とガンマ線が混在する JT-60 ののO-X-Bモード変換を含むray-tracingの結果が発表された

５００

Announcement（Kakinnikova）．IC では，最近 LHD に装着された新しいおける作製状況について説明があった．JT-60SA の超伝導

hand-shake 型 IC アンテナの設計結果と，加熱実験においに関しては，NIFS 超伝導導体試験装置での性能評価試験て期待されるオペレーションパラメータの拡大について報について発表があった．その他，超伝導材料の中性子照射

告された（笠原）．東大のUTST球状トカマクにおいて，磁効果やビリアル限界コイルの応力解析が発表された．

気プローブを用いた 21 MHz 高次高調速波の直接測定の結第一壁に関しては，ITER ダイバータ外側ターゲットの果が報告された（若月）．NBでは，NIFSより負イオン源の開発に関して 1/2 規模のプロトタイプ技術開発状況の発表

プラズマ電極近傍の特性を調べた結果が報告された．セシがあった．その他，タングステン表面における反射特性，

ウムスペクトル強度と負イオン電流の相関（池田），実時

タングステン表面のヘリウム損傷に及ぼす温度履歴効果，

間でのアーク電力と負イオン密度の相関，ビーム引き出し

タングステン中の同位体滞留と照射損傷の影響の検討が発時の負イオン密度の低下等のデータ（中野），プローブを表された．

用いた電極近傍の負イオン密度と電子密度の相関，電位形

なお本セッションから，押尾純也氏（静岡大）による「核成，粒 子 バ ラ ン ス 等 の 議 論 が な さ れ た（津 守）．ま た，

融合炉環境下においてボロン膜中に捕捉された水素同位体

JAEA から静電加速器の耐電圧向上の研究成果として，耐の滞留挙動に関する研究」が若手優秀発表賞に選出され電圧に与える加速電極の面積効果に加え，加速電極に開け

た．

（電中研

日渡良爾）

られたビーム透過用電極孔の耐電圧に対する影響が指摘さ＊６F：炉材料

れた（小島）．アルファ粒子計測用ヘリウム正イオン源の研究として，多孔型における各ビームレットの相互作用に本セッションでの発表を大きく分類すると，材料としてよるエミッタンスへの影響が報告された（木崎）．
（原子力機構は，第一壁，ダイバータなどプラズマ対向材関連と低放射坂本慶司）

化構造材，および ITER 用材料に分けられ，研究課題としては，被覆，接合を含む材料の製作評価，プラズマ・壁相＊５E：炉システム設計・超伝導マグネット・第一壁など互作用試験，照射実験，腐食試験，微小試験片技術，モデ全２６件が発表され，内８件が若手発表であった．炉シス

リングに分類される．

テム設計に関しては，ヘリカル炉 FFHR のシリーズ講演がプラズマ対向材関連では，発表１６件のうち１０件がタングあった．FFHR 概念最適化に向けた設計統合とデモ炉へ向ステン中心，３件がタングステンを含む複数の材料を比較

けた推進方策に続き，炉心プラズマ設計に関しては，イグしたもの，ほかに炭素系材料，低放射化フェライト鋼の試

ニッション領域の閉じ込め増倍度依存性，設計尤度システ

験が報告された．LHD，QUEST，各種模擬試験装置等を用

ム解析，薄型ヘリカルコイルによる FFHR 磁場配位の検討いた対向材試験，長時間リサイクリング，ELM，ダストや結果が発表された．さらに，炉工学設計に関してはダイ混合堆積層の形成，ヘリウム照射を模擬する試験が行わ

バータスイープ用コイル，間接冷却型コイル，超伝導コイ

れ，表面構造・組成，損耗・堆積，リテンション，ミラー

ル保護システム，トリチウム回収システム設計に関する検としての特性などが調べられた．また，核変換効果の研究，討結果が発表された．その他，トカマク型原型炉 Slim-CS

ボイド形成のモデリング，国際協力による Be を含む混合におけるダイバータ解析，ST 核融合炉概念検討，バイオマ

プラズマ，トリチウムプラズマ試験が報告された．タング

スハイブリッド核融合炉 GNOME の 概 念 設 計，TITAN

ステンに関する知識が急速に深まりつつあることが実感さ

でのMFE/IFEシステム統合モデリング，ITER遠隔保守ロ

れるが，一方，試料の準備はそれぞれ独自に行われている

ボットの開発，原型炉用水冷却ブランケットの最適化，のが現状であり，標準材料の確立が急務である．

LiPb ブランケットのトリチウム回収装置の設計と，炉シス

低放射化材料では，低放射化フェライト鋼，酸化物分散

テムに関する幅広い分野の研究成果が発表された．

強化（ODS）鋼，バナジウム合金，SiC 複合材料の成果が報超伝導マグネットに関して，ITER 用 TFコイルの日本に告された．特に低放射化フェライト鋼は，ITER 幅広いア
プローチ活動の共同研究成果が注目される．また，異種接
合を含む接合研究，耐熱，防食等を目的とした被覆研究が５０１

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.86, No.8 August 2010

進められている．全体として，ブランケットの製作を強くな加熱パワーなどについて検討が行われた．

意識した技術開発が進みつつある．一方照射効果に関して発電実証炉や商用炉の性能評価を高度なものとするたは，応力効果など新しい研究も報告されたが，原子炉の停め，統合設計コードのプラットフォームの開発が行われ止の影響か全体に低調であり，製作技術の進展と合わせた

た．磁場核融合炉と慣性核融合炉の性能比較として，経済照射データ整備の必要性を強く感じた．また，微小試験片

性と環境負荷について評価が行われた．

技術に関しては，計測法や解析法の進歩により新しい展開

レーザー核融合プラズマ関連では，縮退プラズマにおけを探る研究が見られ，今後の発展が期待される．
（核融合研

る新たな阻止能モデルを導入した輸送研究やレーザー光源室賀健夫）のアルファ粒子に対する保護に関する研究成果が報告された．
また，多階層モデルを用いて，重要な基礎プラズマ過程＊９I：理論シミュレーションである磁気リコネクションについて，シミュレーションが本セッションでは，２５件の発表が行われた．その内訳は，行われ，PIC と MHD の領域がなめらかに繋がるなど，ス

トカマク１１件，ヘリカル６件，基礎４件，レーザー核融合

ムーズな連結が得られた．

（京大

村上定義）

２件，核融合炉２件であり，トーラス・プラズマを中心と
１１．スーパーカミオカンデ見学ツアー

して，幅広い領域のプラズマについて理論・シミュレー
ションによる研究成果が発表された．また，若手研究者の超新星爆発で生じるニュートリノ検出に成功し，ノーベ

発表件数は１４件と半数以上が若手による発表であり，彼ら

ル物理学賞を育んだカミオカンデ．本講演会では，高山でを中心に活気ある討論が行われた．

の開催を機会に，カミオカンデの約１１倍もの個数の高電子

トーラス・プラズマにおける輸送シミュレーションで増倍管を有するスーパーカミオカンデ・未知の物質ダーク

は，ポロイダル角依存性を考慮した２次元コードの開発，

マターを検出しようという挑戦的な装置である XMASS

多流体コードにおける新古典輸送の取り扱いに関する検（エックスマス）を見学しました．参加者 45 名が晴天の高証，径方向輸送を考慮したフォッカープランク方程式を解

山駅をバスで出発し，施設のある神岡鉱山まで１時間半とく運動論的コードの開発などこれまでの輸送シミュレー

いった長旅でしたが，ニュートリノ検出がどんな状態で行

ションを拡張する新たなモデリングとその結果について報われているかに期待を膨らませながら坑道を奥へと進み，告が行われた．また，線形 MHD 不安定性が存在する場合

施設を見学しました．現在は実験中であるため，高電子増の限界 !値を求める輸送シミュレーションのモデル化行わ倍管が設置されているスーパーカミオカンデ内を見ることれた．その他，モンテカルロ "!法による新古典電子輸送のはできませんでしたが，制御室ではリアルタイムで検出さ他コードとのベンチマーク結果や乱れた磁場中のイオン熱れるチェレンコフ光についての説明をうかがいました．予

輸送に関する報告が行われた．

想される環状のチェレンコフ光が検出された時には，参加

MHD については，周期的外部磁場揺動が存在する場合

者はみな目を輝かせて歓声をあげていました（図１）．

の磁気島発生について解析が行われ，周期的外部磁場と多忙な研究スケジュールの中，我々のために時間を割い

NTM 等における種磁気島発生の因果関係を説明する新して丁寧な説明をしてくださった鈴木洋一郎教授と中畑雅行

い理論モデルが示された．また，静的磁気島と交換型モー

教授に，この場をかりて厚く御礼申し上げます．

ドとの相互作用について解析が行われ，ベクトルポテン

（核融合研

笠原寛史）

シャルで記述した MHD 方程式系を用いた計算コードの開発が進められた．
ダイバータ関連では，ITER における不純物モニタの開発や Demo 炉における不純物入射と形状効果によるダイバータ板への熱負荷低減に関する解析が行われた．また，不純物に関しては，ELM 時の原子・分子過程を含むモデ
リングや熱力を運動論的なモデルを用いて正確に再現・評
価出来る数値計算手法の開発について報告が行われた．二体衝突近似モデルと分子動力学法を連結したコードの開発が進められた．
プラズマ加熱関連では，ICRF 加熱によるトロイダル流発生機構の解明や高エネルギーテイルイオンと波動伝播と
図１の自己無撞着な解析が行われた．NBI 加熱におけるビーム
粒子の磁気面外に損失した粒子の再突入の効果に関する報告が行われた．JT-60SA における ECRH による着火に必要

５０２

スーパーカミオカンデの高電子増倍管が捉えたチェレンコ
フ光（左），写真左手の大型ディスプレイに次々とニュートリノが超純水中を通過するときに生じるチェレンコフ光が表示されている．