レーザー核融合技術振興会
2021.9.16

102No.

2021年5月12日 レーザー科学研究所 兒玉了祐所長による口頭講演の様子

令和2 年度
フォーラム委員会開催報告
大阪大学レーザ−科学研究所

重森啓介

活動報告の最初の項目として、委員会関連活動に関する説明がありました。活動内容の一つとして、ま標記委員会が2021年3月24日にオンラインで開催されました。はじめに小路幹事長の開会の宣言が行われ、引き続いて島本座長の挨拶があり、開催趣旨等の説明がなされました。
挨拶では、米国のNIFやフランスのLMJなど海外におけるレーザー核融合研究が急速に進展している一方で、世界的な脱炭素に向けた取り組みの機運が高まっていることを踏まえ、我が国におけるレーザー核融合研究開発に関する議論の重要性が提起されました。

ず「IFEフォーラム

パワーレーザーと高エネルギー密度科学技術に関する有識者会議」（略称：有識者会議）について、その設立からの経緯が紹介され、
令和2年8月に専門委員会がオンライン・対面のハイブリッド形式で開催されたことが報告されました。
専門委
員会では、「パワーレーザーによる高エネルギー密度科学とレーザー核融合」の中核拠点形成に向けて、レーザー核融合戦略会議の成果、日本学術会議の提言内容、並びに広報活動などについて議論がなされ、そのアクションプランが検討されました。
また、令和元年度まで実施されたレーザー核融合戦略会議を引き継ぎ、令和2年度より「MW級平均出力レーザーによる核融合炉基本設計チーム活動」が開始されたことが報告されました。レーザー核融合
戦略会議については、令和2年9月25日に活動の総括的報告会を開催し、活動の成果を報告書としてまと令和2年度
レーザー核融合技術振興会活動報告め、活動を完了しました。この戦略会議の成果に基づき、新たな未臨界核融合炉を想定した基本設計チーム活動を始動したことが説明されました。
次の項目として、国際交流・調査におよび会議協最初の議題として、白神副幹事長より令和2年度賛等に関する報告が行われました。会議協賛に関しの活動内容の報告が資料に沿って行われました。新ては、第4回アジアパシフィック物理学会プラズマ会型コロナ感染症拡大防止のため、例年実施している議の若手博士・学生賞表彰に関する支援が前回に引講演会や対面での会議が行われず、書面での審議き続き行われたことが説明されました。また、広報活やオンライン会議で対応が行われた旨の報告があり動としてWebページの更新が計画されていることがました。

報告されました。

・2・

レーザー核融合開発研究とコ・クリエーションについて

令和3年度レーザー核融合技術振興会活動方針

次に大阪大学レーザー科学研究所の兒玉所長よ三間座長代理より、令和3年度の活動方針が説明り、レーザー核融合研究とコ・クリエーションについされました。内外でのレーザー核融合に関する研究て、資料に沿って説明が行われました。

動向の変化を踏まえ、IFEフォーラムの活動指針に基づき、まずレーザー核融合研究の内外の研究の現状に関する説明が行われました。
高速点火FIREX研究に

1）レーザー核融合エネルギーの実現を加速するため関しては、シミュレーションによる予測から十分に点のパワーレーザーによる高エネルギー密度科学に火燃焼が設計できる段階にきていることが報告され関する国家的研究開発拠点の実現を支援する。
2）レーザー核融合エネルギー開発に関する検討活ました。
また、米国の国立点火施設（NIF）ではカプセルゲ動を実施し、レーザー核融合研究開発ロードマッインがほぼ1に近づきつつある状態となり、2019年にプに基づいて核融合炉基本設計をアップデートす日本と米国との間で結ばれたMOUに基づき、この点るとともに、国際連携プロジェクトの実現を支援す

火燃焼状態での物理に関する研究を共同で行う方る。
3）レーザー核融合に関する国際会議・シンポジウム

向ですすめていることが説明されました。

等の開催を支援する。

これらのレーザー核融合研究を定常運転装置において実施するため、学術会議マスタープランでも提

4）レーザー核融合研究やパワーレーザー技術に関す案 されて い る 次 期 大 型レ ー ザ ー施 設 計 画

る国内外の動向を調査するとともに、広報活動・啓（J-EPoCH）に関する詳細な仕様とコンセプトに関す発活動を行う。
5）レーザー核融合研究やパワーレーザー技術分野る説明が行われました。J-EPoCHレーザーは多様なステークホルダーに供する装置であり、レーザー核融における若手人材育成を支援する。

合研究にもその高繰り返し特性等を活かして未臨界以上の5点について、その内容の確認が行われ承認されました。

核融合炉の実現や炉工学研究の進展が期待されています。

意見交換

また、レーザー核融合研究のようなエネルギー開発研究においては、様々なステークホルダーとの共創（コ・クリエーション）が必須であり、更に最近の社会以上の報告を踏まえて、意見交換が行われまし

情勢の変化により新たな可能性が出てきていることた。ゼロカーボン・カーボンニュートラル戦略においが提起されました。
ここではいくつかのコ・クリエーシてレーザー核融合が非常に重要な位置にあり、今後ョンの具体例が挙げられ、産業界や他分野との技術の海外との競争も見据えて早急に我が国独自の技的な共創、学術面における様々な分野間の知の共創術開発をすすめるべきとの意見が出ました。また、に関する内容とその例が示されました。

J-EPoCHの実現にはコミュニティからの強力なサポレーザー核融合研究はこれらコ・クリエーション、ート、例えばホワイトペーパーの作成などが重要であ

すなわち学術と技術との統合・収斂によって推進でるとの指摘がなされました。
そして世界最高の装置をきる魅力的なサイエンスであることが説明されまし

もって次代の人材を惹きつけ、教育・育成していくこた。との重要性が議論されました。活発な議論のうちに閉会となりました。

・3・

28th IAEA Fusion Energy Conference（IAEA/FEC2020）会議報告
大阪大学レーザ−科学研究所

白神宏之

研究所のP.Patelのプレナリー講演および同A.Zylstraに

国際原子力機関（IAEA）主催による核融合エネルギー会議（FEC）
は1961年に第１回が開催されて以降、2年ごとに各国持ち回りで開催され、今回その第28回会
議 が 、IT E R 機構・フランス原子力局（CEA）共催により5月10日〜14日にオンラインで開催された。

よる口頭講演）。
NIFにおける照射は間接照射方式と呼ばれ、金で出来た円筒形（ホーラム：直径5〜6 mm、長さ10 mm程度）の両端から内部に向かってNIFの192ビームの出力レーザーエネルギー1.9 MJを照射し、ホーラム内のプラズマで発生した軟X線により中心にセットされた燃料カプセル（直径約2 mm）を照射し爆縮する。
NIF
における実験開始当初の2011年ろごにおいては核融合
出力（中性子＋α粒子）はわずか数kJで当時はかなり批判的に評価されたが、その後レーザー技術、燃料ターゲ

プレナリーや口頭発表は事前に録画したものが発表

ット技術、プラズマ物理の理解、ターゲット設計などに段時間に配信され、各セッションの最後に座長と発表者が階的に技術改良･高精度化がなされ、2013年頃に出力25画面に現れ、チャットで聴衆から出された質問を座長がkJ、2019年には56 kJとなったた。
今回の成果では、これま取り上げ 、発 表 者 が 答えるという形 式 であった 。

でのターゲット設計にさらに新しいコンセプトを導入し、FEC2020はそのネーミングにあるように、本来は2020年

また精緻なレーザー照射およびプラズマ制御によって爆9月に仏国ニース市にて開催される予定だったが、コロナ

縮効率および一様性を大きく向上した結果、1.9 MJの禍が終息せず今年5月に延期され、さらに完全オンラインNIFレーザーで発生し燃料ペレットに照射されたX線エ開催となったものである。
この会議は毎回規模を増してネルギー250 kJに対して核融合出力エネルギー170 kJ、おり、今回の発表講演件数は全体で726件、参加者数は両者の比であるペレット利得0.68が達成された。
燃料ペ1000人を超えた。

レット単体としては入力エネルギーを超える出力エネル

会議全体を見たとき、磁場閉じ込め核融合関係ではギーを出すブレークイーブン（ペレット利得＞1.0）達成まやはりITER建設の報告が大きく取り上げられ、ITER機であと一歩と言え、ホーラムの効率も含むターゲット全構長のB.Bigotから2025年のファーストプラズマ発生に向体の利得（＝核融合出力／投入レーザーエネルギー）とけて順調に建設が進んでいると強調された。
また、我がしても10%レベルに達している。
圧縮燃料内部ではすで国のJT-60 SAについては、量研機構那珂核融合研究所に核融合反応生成アルファ粒子による燃料の自己加熱副所長の鎌田より、本体及び周辺装置の建設が完了しが実現しており、出力170 kJは自己加熱が無いとした場

昨年から統合コミッショニングを開始したことが報告さ合の5.7倍に達している。
（彼らは30倍が完全な核融合点れた。

火燃焼と定義している。
）
今後、さらなる高精度化および慣性核融合エネルギー分野（IFE）における最大のニレーザー出力向上（2.6 MJへの増強計画）
により点火燃ュースは、米国ローレンスリバモア研究所（LLNL）の焼を達成すべく既に具体的準備が進められているとのNational Ignition Facility（NIF）における成果である（同と。
いよいよ核融合点火燃焼の実現を射程内に入れたよ・4・

中していた。

うで、今後の核融合研究全体に大きなインパクトを与えな お 、会 議 の サイドイベ ント の 一 つとして 、ることが期待される。
日本からは、大阪大学レーザー科学研究所から2件の“Celebrating 60 Years of Fusion Energy Conferences

口頭発表（兒玉、河仲）がなされた。
日本におけるIFEは、なる動画が最終日にサイト上で公開された。
これは1961

大阪大学レーザー科学研究所を中心としたFIREX-I計年の第１回から今に至るこの会議の開催を軸として核画として高速点火核融合を目標として進められている。

融合研究の進展を振り返る約40分の番組だが、内容的金コーンを取り付けた中実模擬燃料球を爆縮レーザーには欧米の磁場閉じ込め核融合研究がほとんどで、そ（Gekko-XII）
で個体密度の10倍程度の密度に圧縮し、それ以外の例えばJT-60などの日本の核融合研究におけるこにコーンを通じて1 kJの加熱レーザー（LFEX）を投入

大きな貢献等への言及はほとんどゼロだった。さらにして、爆縮コアプラズマを電子温度2 keVまで加熱するこは、NIFや阪大を含めレーザー/IFEに関しては全くもっとに成功したと報告がなされ、高速点火方式が高い効て触れられておらず著しくバランスを欠いたものであっ率で高温高密度状態を達成できることを示した（兒玉）。

たのは大変残念であると言わざるを得ない。

ハイパワーレーザーの開発では、高繰り返し高平均出力

今回はコロナ渦の事情によりオンライン開催となったのレーザーの開発が進んでいることについて報告があが、やはり議論がしにくかったことは否めない。
また、海った（河仲）。既に10 J/100 Hzのシステムが稼働してお外出張における移動時間が不要なのは良いのだが、開り、次段階100 J/100 Hzシステムの開発が進んでいる。

催は欧州時間でのリアルタイムなので逆に時差がそのまこれの100ビームを結合することによる10 kJ/100 Hzのメま現れ、米･アジア等からの参加者の負担は大きかった。

ガワットレーザーシステムJ-EPoCHが提案された。
高繰

その点においては、発表後も録画にアクセス出来、さらり返し実験により大量の実験データが得られることをに会議終了後8月までサイトがオープンしており、会期中利用しデータ駆動によるレーザー核融合の新しい展開と同様に発表を視聴できたのはありがたい配慮であっが提案された
（兒玉）
。

た。

IFE分野では上記のプレナリー･口頭講演の他に17件

次回の第29回IAEA/FEC会議は2023年10月に英国のポスター発表があったが、なかでもロシア･レベデフ研

ロンドン市にて開催予定であが、これが実会議となるこ究所のE.Koreshevaによるレーザー核融合用高繰り返しとを願うばかりである。

非接触ターゲット製作・供給システムの開発に質疑が集

第３回
Nuclear Photonics 2020報告
大阪大学レーザ−科学研究所

三間圀興／余語

覚文

レ めとするハイパワーレーザー誘起の原子核反応で、様々なレーザー生成量子ビームと原子核との相互作が重要な研究テーマになってきた。
とくに、CPA（チャー光産業創成大学院大学は浜松ホトニクスの協力も得てプパルス増幅）の発明による超高強度レーザーの実現

JSTのプログラムA-STEP事業でレーザー駆動中性子源ーザーの発明当初より、レーザー核融合をはじ用の研究が急速に広がっている。
関連して、大阪大学と・5・の開発と利用研究を実施した。
これに並行して、IFEフォフォトニクス」を旗印に、幅広い分野の研究者が分野横ーラムでは我が国内外のレーザー中性子源の研究開発断型研究を展開することであった。

冒 の言葉があり、引き続き基調講演で会議は始ま頭、レーザー科学研究所 兒玉了祐所長の歓迎の現状、課題と展望を調査し2019年に報告書を取りまとめた。

一 ンスリバモア研究所のC. BartyやJAEAの羽島った。
初日、2日目のセッションの冒頭で2件の基調講演

良一等の共同議長により、2016年10月米国カリフォルニ

Victor Malka教授よりレーザー電子加速とその応用、第ア州モントレーにおいて開催された。
2018年第２回会議

2日はドイツのコロン大学のAndreas Zilges教授より単は、ルーマニアのBrasovにおいて、
ELI-NP（田中和夫所色ガンマ線光核科学とその応用につき講演があった。

長）の主催で開催された。
今回は第３回で、大阪大学レー者が特に着目したのは、IAEA（国連の国際原子方、第１回Nuclear Photonics国際会議がローレがあった。
初日は、イスラエルのWeizmann Instituteの筆 力機構）の技術委員会との共催による特別企画

ザー科学研究所（共同議長 余語覚文准教授）と核物理研究センター（共同議長 民井淳教授）の共同主催で開「レーザー駆動中性子源とX線源の進展」であった。
セッ催された。
今回のInternational Conference on Nuclear

ションの冒頭、IAEAの加速器分野の技術委員会の担当

Photonics（NP2020）
は、元々2021年6月7日〜11日の日程

官であるDr.Sotirios Charisopoulosより、「加速器科学とで倉敷市にて開催予定であったが、コロナ禍の影響で１その応用に関するIAEAの取り組み」につき、報告があっ年延期され、2021年6月7日〜11日オンライン開催となった。
2019年2月25日〜28日の間には、ウイーンのIAEAEた。
会議の目的は、高強度レーザー科学、加速器科学か

本部において、図１に示すレーザー駆動中性子に関するら素粒子・核物理学に及ぶ新領域である「ニュークリア諮問会議（Consultancy Meeting）
が、ドイツのダルムシ

図１ IAEAコンサルティングミーティング2019年2月、ウイーン

・6・ュタット工科大学M. Roth 教授の呼びかけによって開催された（図１参照）。我が国からは、大阪大学レーザー科学研究所の余語覚文准教授が出席し、我が国の取り組みとして、JST A-STEPプロジェクトなどの研究開発の現状を報告した。その結果を受けて、今回の Nuclear
Photonics国際会議に併設して、技術委員会が開催されることになった。また、今後のレーザー中性子源に関する検討課題として、
1）
短パル

図２ レーザー中性子源発生装置（大阪大学レーザー科学研究所提供）

ス高ピークフラックスのレーザー中性子源の技術開発、2）その利用技術の検討と開発、
3）
核拡散防止に向けた核安全保障への利用、ならびに4）若手人材育成と開発途上国への支援 等が取り上げられた。

続 リス、日本からの研究開発

いて、ドイツ、フランス、イギの現状と将来展望が紹介された。
特に、我が国とドイツ（ダルムシュタット工科大学）が並行して進めている、レーザー中性子源の短パルス性を生かした中性子原子核共鳴相互作

図３ ドイツの重イオンビーム研究所（GSI）のレーザー中性子源による核共鳴スペクトル計測装置の概念図。
（NP2020 GSI 講演資料より）用の実験が注目を浴びた。
その最近クのモデレータに通すことで、高速中性子から熱中性子の成果を以下紹介する。

図 ネルギーが１万度の熱エネルギー程度）のレーに渡る色々な短パルス中性子を発生することが可能とな

２、
図３のように、コンパクトなエピサーマル（エる。
役1.8mのTOFで核共鳴吸収スペクトルの計測に成功している。

ザー中性子源の開発が進んでいる。
レーザー駆動中性秒以下である。
そのため、コンパクトなモデレーターでパ以 であり、今後の研究の展開が期待される。以上

ルス幅サブマイクロ秒のエピサーマル中性子源となるこの話題以外にも、宇宙の原子核生成の研究やレーザガとが期待されている。
本会議で、ダルムシュタット工科大

ンマ線による原子核のスペクトロスコピー、電子―陽電学と大阪大学レーザー科学研究所における原子核共鳴子プラズマ、真空の非線形電磁気学等につき、最近の研吸収実験で、パルス幅計測の結果が報告された。

究の進展につき活発な議論が展開され、大阪大学核物上が今回のIAEA 技術会議のホットトピックス

子の発生源は数ミリメートルであり、かつパルス幅がナノL 発生のピッチャーターゲット（CDフォイル）に入理研究センターの中野貴志センター長の閉会の挨拶をFEX レーザーを図2左下のように、イオンビームもって、会議は成功裏に閉幕した。

ターゲット（Beブロック）に入射し中性子を発生する。
発

最 が開く科学技術分野であり、今後急速に質と規生した中性子を役3cmのコンパクトな高密度プラスチッ模とを高めることを期待したい。

後に、この分野は比較的新しい高強度レーザー射し、発生するMeVの重水素ビームを背後のキャチャー・7・

編集後記
カーボンニュートラルを2050年に目指すという政府の宣言により、省庁だけでなく企業もそれに向けて大きな動きが出ています。国内のCO２排出量は年１０億トンを超えており、達成するためにはかなりの技術革新が必要であり、その道のりは遠いと思われます。
火力発電を再生可能エネルギーに置き換えるという話もありますが、太陽光発電、風力発電などの再生可能エネルギーは安定供給が課題となり、また最近では自然破壊も指摘されています。やはりここはCO２排出のない核融合の登場ではないでしょうか。
レーザー核融合は米国ＮＩＦにおいてブレークイーブン達成が近く、日本でも研究開発が加速することを期待しています。
編集委員 樋口誠一（関西電力）、白神宏之（大阪大学）

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：http://www.ilt.or.jp/forum/index.html

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