レーザー核融合技術振興会
2022.9.30

106No.

HYPERIONプラント構想図

第3１回
レーザー核融合技術振興会総会報告
大阪大学レーザ−科学研究所

山本 和久

組織化し、レーザー核融合戦略会議メンバーに加え、第31回レーザー核融合技術振興会総会が令和4年7月8日（金）
ハイブリッド開催（レーザー科学研究所大ホールおよびZOOMにて）されました。
樋口誠一幹事長（関西電力株式会社）
より、定足数が満たされ総会が成立することが報告され、開会宣言がなされました。

企業メンバーの参画を積極的に進めたとの説明がありました。
また、国際交流・調査活動、講演会を含めた情報・広報活動としてのホームページ刷新についても報告がなされました。
また、
令和4年2月3日（水）
開催された日本学術会議とＩＦＥフォーラムとの共催による公開シンポジウム「将来のエネルギー科学技術に向けたパワーレーザーと高エネルギー密度科学の役割と展杉浦博明会長（三菱電機株式会社）より退任の挨望」について三間圀興幹事より詳細報告がありまし拶がありました。地球温暖化ガスを発生しないレーザ

た。
事業報告および収支決算について、全会一致で承ー核融合への期待が高まっている状況において、振興認されました。

会では、有識者会議開催に向けた準備、メガワット級令和4年度事業計画および予算案について資料によ

高平均出力レーザーによる核融合炉基本設計チーム

り、宮本修治副幹事長から説明がありました。レーザを発足させたことが述べられました。
続いて、新会長とー核融合技術振興会の方針説明に引き続き、主な活して選出された住友電気工業株式会社の重松昌行氏動として以下説明がなされました。

より挨拶がありました。レーザー核融合の機運は高ま・パワーレーザーと高エネルギー密度科学技術に関すっており、米国NIFの点火・燃焼およびそれを受けてる有識者会議（令和4年4月）開催、その議論をもとにの組織作り、日本においても高速点火方式でシミュレ専門会議にて具体的方策の議論を行う。

ーションと実験が進んでいること、レーザー核融合を・メガワット級高平均出力レーザーによる核融合炉基用いた水素製造など新たな方向性がでてきたこと、
日

本設計チーム活動を推進、ワーキングおよび全体会

本のスタートアップ企業が出てきたことなど、新たな局議を開催し原理実証炉の基本設計を完成させる。

面を迎えていることが述べられました。振興会の会員

国際交流・調査活動、国際シンポジウム、講演会を各位には支援と協力をいただきたい旨ありました。

含めた情報・広報活動についても説明があり、第6回ア

令和3年度事業報告・収支決算案について資料によ

ジアパシフィック物理学会プラズマ会議の支援、日本り、宮本修治副幹事長（兵庫県立大学）から説明があ

学術会議「ハイパワーレーザー技術と高エネルギー密りました。
令和3年度事業報告の主な活動報告として、

度科学」
小委員会の開催支援など行うことが報告されパワーレーザーと高密度科学技術に関する有識者会ました。また、情報の公開をホームページで実施、アウ

議（以下有識者会議）において、令和4年4月会議開催

トリーチ活動の充実を図るとのことでした。
令和4年度に向けた準備を行ったこと、またメガワット級高平均事業計画および予算案について、全会一致で承認され出力レーザーによる核融合炉基本設計チーム活動をました。

・2・

HYPERION構想
大阪大学レーザ−科学研究所

重森 啓介

米国NIF（National Ignition Facility）における点火術開発が実施可能である。一方でその設計の自由度燃焼が実証されて以来、レーザー核融合炉の実現に向は、レーザー核融合炉のインテグレーションという意味けた機運が一気に高まってきている。炉心プラズマ形

では課題となる。すなわちモジュール間の結合に技術成のマイルストーンが達成されたことから、今後は核融的な成熟度が必要になるため、例えばそれぞれのモジ合炉工学に研究開発課題が徐々にシフトしていくことュールやインターフェースのどこかで不具合が起こったが予想されるとともに、レーザー核融合炉の早期実現

場合、核融合熱出力の安定性に懸念が発生する。
すなに向けた取り組みが国内外で加速している。

わちゴール設定をグリッド送電と設定すると、安定な電気出力の達成が必須となり、その達成に対する技術的我が国のレーザー核融合炉の概念設計やロードマハードルが高くなる。

ップ策定などは、これまでIFEフォーラムの支援のもと継続的に行われ、直近ではレーザー核融合戦略会議

ここでレーザー核融合反応によって生成する熱出力においてそのアップデートが2020年になされている。
こという要素に着目すると、これまで既定路線であったの中で、高繰り返しメガワットレーザーによる未臨界核熱出力による発電利用だけでなく、別の適用方法も考融合炉（L-Supreme）
を新たにロードマップに据え、核えられる。
その最有力候補が核融合による熱エネルギ融合炉の要素技術開発研究を効率よく実施させることーを利用した水素製造である。水素はカーボンニューを目玉としている。一方で、核融合炉の早期社会実装

トラル戦略の中核をなす分散型エネルギー源であり、という目標を達成するには、そのゴール設定も重要なさらにメタネーション等の多くの波及分野が見込まれ論点となる。
これまでの核融合試験炉（例えばLIFT）る。この水素製造には様々な方式が提案されているにおいては、レーザー核融合で得られた熱エネルギーが、製造の過程で二酸化炭素を全く排出しない「グリを最終的に電気エネルギーに変換し、グリッド送電をーン水素」が好ましいスキームとされている。
例えば水達成することをゴールと設定してきた。
これはレーザー素ステーション等で既に実用化されている方式は、天核融合を電気エネルギー源として位置付けてきたため然ガスなど化石燃料を水（水蒸気）と反応させて水素であるが、この点でレーザー核融合に関してはやや技を得るものであり、その過程で二酸化炭素を発生する術的なハードルを高めているという見方もある。

ため、トータルではカーボンニュートラルは成立しな磁場閉じ込め核融合と比較したレーザー核融合炉い。
一方で、レーザー核融合で得られる高温（850℃以のアドバンテージの一つは、レーザー（ドライバー）、燃上）の熱エネルギーを利用することにより、①バイオマ料供給、炉心プラズマ、炉本体、トリチウム関連設備、スガス化、②IS法などの高温化学反応によりカーボン発電設備等について、核融合炉を構成するモジュールフリーの水素を製造することが可能である。
詳細は紙として研究開発・建設できるという点にある。
それぞれ面の都合上割愛するが、①に関しては木材に含まれるの要素技術の開発を個別に行うことにより、最適な炉セルロースなどを高温の水蒸気雰囲気下で分解するプシステムの柔軟な設計が可能であるほか、効率的な技ロセスであり、②は硫酸とヨウ素の2系統の化学反応

・3・

HYPERIONプラント構想図

を熱サイクルとして組み合わせて水を分解するプロセ立させるため，それぞれの目的に応じた複数の炉（4スである。

基）を設置して使い分ける。
各炉へは1台のレーザーシ

水素製造に必要な高温状態生成条件はLIFTでのステムから光路を振り分け、それぞれの炉を1〜4Hzで設計値内であることから、LIFTのスペックをそのまま運転を行うことにより、水素製造を行いつつ別の炉で水素製造用の熱源と当てはめると、レーザー核融合にグリッド送電に向けた技術の熟成を行い、2050年にレよる水素製造プラントというコンセプトが描ける。
これーザー核融合発電を実現させるシナリオである。

がHYPERION構想である（HYPERION:HYdro-

このHYPERION構想はLIFTの位置付けを置き換

gen-production Plant with Energy Reactor of Iner-

えるものであるが、技術的にはLIFTの設計で得られtial fusiON）
このコンセプトのメリットは、水素をプロダたノウハウを充分に活用できる、そして、LIFTの前段クトとすることにより、前述のように発電をゴールとする階に計画されているL-Supremeの役割がHYPERION場合と比較して実現性を高めることができることにあ構想の実現に対して非常に重要となる。
L-Supremeはる。
更に水素製造に関しては、2050年の水素販売価格

高繰り返しメガワットパワーレーザー「J-EPoCH」に接の目標値が設定されていることから、この水素販売価続し、レーザー核融合エネルギー（中性子エネルギー）格からバックキャストによってレーザー核融合炉システを熱エネルギーそして電気エネルギーに変換する試験ムのコスト最適化が可能になる。そして他の水素製造炉として概念設計がなされている。HYPERIONの詳法との競争や競合を通してコア技術開発の能力を高細設計や建設で必要となる要素技術開発の要としてめることも期待される。の役割をL-Supremeを担うことになる。
L-Supremeの以上を整理すると、これまでレーザー核融合試験炉開発にあたっては、既存技術を最大限活用する方針のとして位置付けていたLIFTに関しては、そのマイルス下で基本設計活動が現在進行中である。
今後は水素トーンを発電ではなく水素製造に切り替え、2040年を製造という新しい基軸を加え、レーザー核融合炉全体目標に水素製造プラントとしてのレーザー核融合炉シの研究開発の幅を更に拡げる必要がある。
そしてこれステムを完成させる。
この段階ではグリッド送電の実現らの技術的アウトプットを踏まえた技術的な蓄積を基は想定せず、発電とトリチウム増殖に関わる試験を並に、HYPERION構想を具体的な提案に関せさせるべ行して行う。
水素製造と発電・トリチウム増殖試験を両く、詳細な設計を進める予定である。

・4・

世界の核融合スタートアップの動向
株式会社EX-Fusion

代表 松尾 一輝

カリフォルニアの国立点火施設（NIF）
で初めて制御世界の核融合スタートアップを取り巻く環境された核融合点火が観測され、オックスフォードの欧州トーラス共同研究施設（JET）
では核融合反応により、これまでの記録を更新するエネルギーが生み出された。
これまでの長年にわたる科学研究の成果が結集さ世界で核融合への関心は日に日に高まり続れた大きなマイルストーンが達成されたとして世界の各けている。
昨年だけで世界の核融合スタートア

メディアでも大きく報道され、そのことが民間で核融合ップは28億ドル以上の新たな民間投資を獲研究開発への資金流入にも影響している。
世界の気候変動に関する報道も世界が核融合に注得し、政府からの助成金も1億1700万ドルを目する大きな動機の一つとなっている。
報道機関は、各超えた。
昨年1年間で世界の民間核融合企業国が掲げた二酸化炭素の排出量削減目標を達成できていないこと、干ばつ、熱波、異常気象などの影響が悪への投資総額は2倍以上に増え、その累計総化していることを報道し続けており、特に欧米諸国で額は47億ドルに到達している。

は熱波で毎年のように死者が発生し、気候変動の影響が実生活にも影響を与えるということもあり、人々の気本稿では現在急速に注目が集まりつつある核融合候変動リスクに関する関心が高まり続けている。

について、なぜ投資が集まるのか、その中でレーザー

また昨年発生したロシアのウクライナ侵攻も核融合

核融合はどのような立ち位置となりうるのかを自身が企業への資金流入を加速させることに繋がっていくとレーザー核融合商用炉の実現を目指した会社を経営し考えられる。ロシアに膨大な化石燃料資源がなけれている立場から、私見を述べたいと思う。

ば、戦争のための資金を調達することも、ウクライナに関心が高まり続ける背景には主に3つの背景がある侵攻する勇気もなかったであろうと報じられ、欧米のと考えている。１つは核融合に関する学術的、技術的統一的な対応は、部分的にはエネルギーに関わる話でな進展である。世界の核融合民間企業が所属し、アメもある。

リカを拠点に核融合市場分析を行っているFIA（Fu-

核融合の燃料は海水から作られる重水素、自給自

sion Industry Association）という団体によれば、特に足する三重水素であり、この技術が確立され世界に普2021年の12ヶ月間は、核融合エネルギーの歴史書が書及すれば地政学的なリスクの回避にもつながる。気候

かれるとき、核融合が研究所から市場へ出て行くこと変動リスクだけではなく、長期的な視野に立った時にが明らかになった転換点として見られると評価されて世界の平和の確保に役立つとされていることも資金流いる。

入の増加につながっていると考えられる。

・5・産学連携で推進される日本のレーザー核融合研究

ン」を計画するサミットに多くの核融合スタートアップが今後の核融合スタートアップの動向参加し、官民パートナーシップを前提として10年後、全米の新しい核融合技術拠点に、規模、アプローチ、燃料の異なる複数の核融合パイロットプラントを建設するという計画が策定されようとしている。

上記のような背景から、核融合発電を目指した核融今後も上記のような官民のパートナーシップは強化

合スタートアップにも大きな投資が実行されるようになされ、民間からのリスクマネーの供給と、政府からの公ってきたことで、核融合スタートアップも独自に核融合的資金投入により、多くの核融合スタートアップが実証エネルギーが機能することを示す概念実証装置を作る炉の建設、および商用炉実現のための大規模で大胆なことができるようになってきた。
一方で、民間企業が取研究開発を進めていくと考えられる。

り組むからと言ってすぐに商用機ができるかと言われ世界のレーザー核融合スタートアップを取り巻く環境と動向

ればそうではなく、実現にはいまだ多くの研究開発課題が残されている。
多くの核融合スタートアップは政府がこの努力の真のパートナーになることを強く要望しており、公的資金による核融合アプローチと私的資金による核融合アプローチとの間の「競争」ではなく、官民のパートナーシッ

核融合の中でもレーザー核融合発電は、運転サイクプを構築しなければならないと考え行動している。米ルを制御することで負荷変動に対応することができる

国では、米国エネルギー省と科学技術政策室が主催すという優れた特徴を有しているため、既存の発電システる「商業核融合エネルギーのための大胆な10年ビジョムをすべて脱炭素化できる高いポテンシャルを有する。

・6・現在、日本を始め、米国、仏国、英国、中国、ロシアを中た炉心プラズマの点火燃焼原理実証に注力されてき心に世界中で研究開発が行われており、様々ある核融た。大阪大学レーザー科学研究所では高速点火方式合の手法の中でも特に実現可能性の高い方式の一つが提案され、高速点火方式での核融合は従来の中心である。

点火方式に比べて、より高い効率で点火条件を達成できる可能性を秘めていることを実験的に実証し、世界レーザー核融合の研究開発は2021年に跳躍期を迎のレーザー核融合研究を先導してきた。

えた。
2021年の8月、中心点火方式でのレーザー核融合点火を目指す米国のローレンスリバモア国立研究所でまた半導体レーザー励起固体レーザーの出現によは、レーザー核融合実験で1.3MJの核融合出力を観測り、高繰り返しレーザーによる核融合研究が可能となし、50年来の炉心プラズマのマイルストーンである核融った。
例えば、浜松ホトニクス社は、2021年6月に世界最合点火が実証された。
この成果を受け、米国では、凍結大出力250ジュール半導体励起固体レーザーHELIAをしていたレーザー核融合炉研究開発プログラムの再開整備した。
大阪大学と量子科学技術研究開発機構は、が検討されている。

革新的なパワーレーザーを中心とした多用途施設（J-EPoCH：Japan Establishment for a Power-laser

国のプロジェクトが活気づく一方で、ここ数年の間Community Harvest）
構想を提案している。に、ドイツやオーストラリアでもレーザー核融合スタートアップが設立されているが、他の方式で核融合を目指これまでの学術研究に加えて国内では、世界に先駆しているスタートアップと比較すると資金調達額ではやけて、高繰り返しレーザーによる核融合研究が萌芽や後塵を拝している印象がある。

し、多目的高繰り返しハイパワーレーザー施設の提案

現在までに最も多くの民間投資を集めているCom-

により、その芽を育む土壌が整備されようとしており、

monwealth Fusion Systemsは2018年創業と核融合ス世界的にも技術面で大きな優位性を保っている。
これタートアップの中でも比較的若い企業であるにもかから高繰り返しハイパワーパルスレーザーは、レーザー核わらず、すでに18億ドルもの資金調達を完了している。

融合のみならず、レーザー加工、レーザープラズマ推進

Commonwealth Fusion Systemsはマサチューセッツや、次世代半導体製造に必要とされるEUV光源、重粒工科大学（MIT）からスピンアウトした大学発スタート

子線がん治療のためのレーザー加速イオン源など、多アップであり、MITが40年以上にわたり研究開発を進様なレーザープラズマ応用の研究開発の源泉でもあめてきた球状トカマク方式の核融合の知見やアセットる。
EX-Fusion社は、レーザー核融合商用炉の実現およを最大限活用できることを最大の強みとしている。
これまでレーザー核融合を主導してきた多くの国でび、その関連技術の社会実装を行うため、これまでレは国立研究所で研究開発が行われており、民間の企業ーザー核融合研究開発を遂行してきた大阪大学レーがレーザー核融合並びに大型レーザー関連の技術にザー科学研究所、及び光産業創成大学院大学の研究アクセスすることは容易ではないため、これまでの技術者により、大阪大学発スタートアップとして2021年7月にの蓄積やアセットを十分に活用できないことが障壁と設立された。
日本を拠点とするレーザー核融合のスタートアップとして存在していると考えられる。

しての地位を確立することで、国内外の民間資本を集日本を拠点とする
EX-Fusion社の役割め、高い開発リスクを受け入れながら、実用化に必要な技術開発を加速していきたいと考えている。
さらに、
レーザー核融合商用炉実現を目指す過程で得られる最先端の光制御技術・知見等を活用し、エネルギー分野にとどまらず、様々な産業分野の技術開発に貢献してレーザー核融合の研究は、数時間に１回の割合で稼いくことを目指している。

働するフラッシュランプ励起の大型レーザーを駆使し・7・編集後記

現在の経済、社会情勢はエネルギー、食料、安全、地球環境のどれにおいても将来が見通せない状況です。核融合エネルギー開発は、将来これらの問題の多くを解決する可能性を持っています。とはいえ、レーザー核融合エネルギー開発にはまだまだ多くの工学的研究開発が必要で、人材開発も重要となっており、アカデミアとインダストリーが協力して、着実な進歩が望まれます。
PS：本年度より、レーザー核融合技術振興会の副幹事長を担当させていただきます宮本です。フォーラムフラッシュの編集委員も担当いたします。よろしくお願いいたします。
編集委員 樋口 誠一（関西電力）、宮本 修治（兵庫県立大学）
重森 啓介（大阪大学）、山本 和久（大阪大学）

連絡先
公益財団法人 レーザー技術総合研究所ＩＦＥフォーラム/レーザー核融合技術振興会事務局〒550-0004 大阪市西区靭本町 1‒ 8 ‒ 4
大阪科学技術センタービル4F
T E L（０６）６４４３−６３１１
FAX（０６）６４４３−６３１３
URL：https://www.ilt.or.jp/ife-forum/・8・