Journal of Plasma and Fusion Research Vol.99, No.7 July 2023

インフォメーション

ITERだより（100）のご理解とご支援を賜りますようお願いする次第です．

1．ITER だより 第 100 回という節目を迎えて今回，ITER だよりは第 100 回という節目を迎えることができた．ITER だより第 1 回は 2007 年 1 月に発行され，その後の 16 年半という年月の間に，数多くのマイルストーン（ITER 建設サイトの整備，ITER 調達機器の完成，ITER 組立開始，ITER 機構職員の増加など）が達成され，その進展は目覚ましい．他方，これがまだ道半ばである
ことに，心が引き締まる思いもある．
これまでの ITER だよりを振り返ると，まず第 1 回で「ITER 共同実施協定締結」と題して，2006 年 11 月 21 日，ITER参加各極の閣僚級による会合がパリ・エリゼ宮で開催され，ITER 計画の実施主体となる ITER 国際核融合エネルギー機構（ITER 機構）が設立された事を報告している．その後，2007 年 1 月から ITER 建設サイトにおいて樹木の伐採作業が始まった（「ITER 建設サイトの整備作業が開始」（第 2 回））．当時のサイトは小高い丘陵地帯の森であった．その後サイトは，2007 年 10 月に 180 ha の平地となった．
日本国内機関として，日本が調達責任を有する機器の完成ついても適宜報告している．
2016 年より製作に着手した日本の調達機器である ITERジャイロトロン実機 2機が世界で初めて完成したことを第 62 回「ITER 用ジャイロトロン 1，2 号機の製作完了」にて報告．また，世界最大のニオブ・スズ超伝導コイルであるITERトロイダル磁場コイルを世界に先駆けて完成（2019 年 1 月）し，その記念式典を開催したことを報告した．
平地となった ITER 建設サイトでは，建築が進み，トカマクピットや組立建屋など主要建屋が完成（図 1）．そこに各加盟国で完成した機器の搬入がはじまり，それを祝う組み立て開始式典の開催（2020 年 7 月 28 日）を報告した（第 83 回）．各加盟国が分担する調達機器が完成し，ITER 建設サイトに続々と集結し，ITER 本体の組立準備が整ったことを，コロナ禍の困難があっても加盟国首脳オンラインで集い，その門出を祝った．
残念ながら，2022 年に ITER 計画はビゴ機構長という偉大なリーダーを失った．新たなリーダーのもと，その意志を引き継いで，今ある技術的困難に立ち向かいながら，建設を推進している．是非，引き続き，ITER 計画へ

図1

2．負イオン学術専門書 Physics and Applicationsof Hydrogen Negative Ion Sources の刊行（ITER プロジェクト部部長 井上多加志）
1970年代に仏エコールポリテクニクのバカール教授らは，水素のアーク放電プラズマ中に水素の負イオンが予想を超えて高密度で存在することを見出した．水素負イオンはプラズマ中であっても容易には生成されないというのが通説だったのだが…．
筆者が核融合研究を目指して日本原子力研究所（原研）に就職した 1986 年当時，プラズマ加熱装置である中性粒子入射装置（NBI）の一次ビームには水素（または重水素）の正イオンビームが用いられていた．三大トカマ
ク（TFTR，JET，JT-60）の次の段階である実験炉では，より大きなプラズマの中心部までビームを入射して加熱するために MeV級の高いビームエネルギーが必要とされるが，200 keV 以上のエネルギーでは正イオンの中性化効率はほぼゼロとなってしまうため，NBI は核融合炉では使えないと言われていた．
しかしながら負イオンであれば，MeV級の高エネルギーであっても，簡単な構造のガスセルで，しかもわずかなガス圧で約 60％の中性化効率が得られる．原研では体積生成負イオンを NBIに利用する研究開発にいち早く着手し，1985 年に 100 mA，1986 年には 1 A と着実に負イオンの大電流化開発を進めたのである．
1987 年，
原研はバカール教授を日本に 3 か月間招聘した．大型のイオン源試験装置で大電流負イオンを自分の手で実験したい，それがバカール教授の望みだった．この時，バカール教授のサポート役に抜擢されたのが当時修士卒 2 年目の筆者だった．
こんな出会いがあり，会えば負イオンの議論を続けてきた．本書はバカール教授を取巻く負イオンコミュニティの 40年にわたる研究成果をまとめた学術専門書である．
その内容は多岐に渡り，負イオン体積・表面生成の物理，生成・輸送過程のモデリング，低電子温度・高密度負イオンプラズマ，負イオン引出しの物理，中性化プロセスと中性化セル，ヘリコン放電負イオン源，RF 駆動・ECR

左：2007年3月30日 木の伐採が始まったITER建設サイト．
右：2023年3月17日 建設が進むITER建設サイト（建設進捗率 78.1％ 2023年2月末時点）．

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図2変更する案である．Beは低原子番号材でありプラズマの放射冷却効率が低いことから，欧州の JET で採用されて高いプラズマ性能の実現に貢献してきた．一方，Be はその強い毒性により取扱いには放射性同位元素に準ずる厳格な規制が適用され，遠隔保守機器やホットセル施設等に特段の高い要求が課せられている．IO側から工学的な視点から Be と W の比較が示され，安全性，許認可手続
き，組立て作業，廃棄物処理及び遠隔保守に大きな利点があると共に，各国で設計を進めている DEMO炉では Be使用が想定されていないこと，W 使用による放射冷却の増大を加熱システムの増力及び第一壁表面のボロン（B）コーティングで補えることが示された．このほか，安全工学，計装制御，超伝導コイルの核発熱の増大等に関する議論があった．また，既存装置からの教訓を紹介するとして HL-2M，JT-60SA，KSTAR，WEST からそれぞれ講演があった．なお TCMは今後，年 2回の頻度で開催し，技術課題や懸案事項等に関する議論を行う見通しとなっている．

2 0 2 3 年 5 月 に 発 行 さ れ た負 イ オ ン 学 術 専 門 書
Physics and Applications of Hydrogen Negative IonSourcesと筆者．

駆動負イオン源，核破砕中性子源用負イオン源，そしてJT-60U・ITER NBI 用負イオン源と加速器と，当初全く謎に包まれていた負イオンの物理機構を一枚一枚ベールをはがすように明らかにし，手探りの中から加速器や NBIといった応用分野に活用していった現時点での集大成といえる，世界初の負イオン専門書である．
日本は LHD と JT-60U/SA に負イオン NBI を持つ世界をリードする負イオン先進国である．それゆえ，和田元先生（同志社大），笹尾真実子先生（同），宮本賢治先生（鳴門教育大），堀池寛先生（阪大名誉）等，多くの国内 の先生方を著者に迎えている．筆者は，原研，原子力機 構，量子科学技術研究開発機構（以下，量研）と組織名 は替わっても脈々と続けられてきた負イオン研究開発の 成果と，JT-60U 負イオンNBI，ITER NBI の負イオン源と 加速器への応用を取りまとめた．またITER 負イオン源に 採用された RF 駆動負イオン源については，IPP ガルヒンクのU. Fantz 教授がその開発の基礎を本書に詳述しており，まさにITER NBI の学術的な基盤を与える専門書と なっている．本書（図 2）の刊
行祝いに，バカール教授 とパリでの再会を計画しているが，若かりし頃の師弟関 係のまま，思い出話とともに負イオンをめぐる議論を再開するのが待ち遠しい．

4．最終受入試験を迎えた ITER ダイバータ垂直ターゲット（OVT）プロトタイプ
量研は，日本が調達責任を有するITER向けのダイバータ外側垂直ターゲット（以下，OVT）の実規模大プロトタイプ及び実機の製作を進めている．これらプロトタイ
プや実機の製作では，ITER 仕様を満たす主要材料（タングステン・ブロックや銅合金冷却管，特殊ステンレス鋼鍛造材など）を量研が予め調達し，ダイバータ製作メーカへ支給し製作する．この度，三菱重工業（株）ともに2020年 6月に開始した実規模大プロトタイプの製作が完了し，量研・那珂研究所が実施する最終受入試験のために納入された（図 3，図 4）．
本プロトタイプは実機製作に必要な技術，例えば受熱部であるプラズマ対向ユニット（以下，PFU）1 流路当たり約 140 個のタングステン・モノブロックと銅合金冷却管の接合や，この PFU11 本を設置する特殊ステンレス鋼製支持構造体などの溶接及びこれらの非破壊検査に関する認証試験を実施するなどして，段階を踏んで実証された技術により製作されている．三菱重工業（株）の高い

3．ITER 機構 技術調整会合が初開催
ITER 機構（IO）の主催の下，技術調整会合（TCM）がIO本部において対面及びリモート参加のハイブリッド形式で開催された．
IO及び参加 7極から約 300人の参加（リモート参加含む）を得て，2023 年 4 月 11 日～ 14 日の 4日間にわたり，IOのベクレ工学部門長を議長として調達・建設の進捗，システム横断的課題，新ベースライン策定に関する課題が議論された．会合では冒頭のバラバスキ
機構長による所信表明の後，2023 年 3 月に着任した鎌田新副機構長から，
ITERは One Step to DEMOとして DEMO炉に必要な技術の習得を目標とすべきことが強調された．今回の会合で特に議論が白熱した議題の一つは，新ベースライン検討の一環として第一壁アーマ材として従来採用してきたベリリウム（Be）をタングステン（W）に

図3368

搬入された ITER ダイバータ外側垂直ターゲット・プロ
トタイプ ．

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ディ，内側垂直ターゲット，ドーム）を用いたダイバータカセットの組立試験を実施する計画である．

5．ITER 機構邦人職員等の応募支援，セミナーの開催

図42023 年 5 月末現在の ITER 機構職員は 1089 名であり，そのうち邦人職員は専門職 39 名，支援職 3 名の合計 42名となっている．また，この他に 4 名の合格者があり 10月までに着任する予定である．量研では一人でも多くの邦人職員を送り出すため，2時間程度の ITER職員募集セミナー（年間 3 ～ 4 回）と，30 分間のクイックレッスン（毎月開催，ショートセミナーから改称）を開催している 1．
6 月のセミナーでは ITER 機構職員 3 名を講師に招き，職務記述書（Job Description）と自身経歴との違いをどのように克服したのか，などの説明を行った．また，クイックレッスンとして 4 月に ITER 計画の説明，5 月に職務記述書の見方や ITER 特有の英語力について説明を行った．職員募集セミナー，クイックレッスンは誰でも匿名で参加できるので，ITER 機構職員応募を検討している方は是非参加していただきたい．
量研では学生に対してもインターン等の応募支援を行っている．高専生（当時）の高橋陽太氏がトビタテ！
留学 Japan を利用して ITER 機構等のヨーロッパの核融合
2機関を訪問した記事が，「留学大図鑑」に掲載された （図5）．
インターンに興味のある学生の皆さんは国内機関窓口へ問い合わせて欲しい．
1）ITER 機構職員応募セミナー
https://www.fusion.qst.go.jp/ITER/staff/seminar.html
2）トビタテ！留学 Japan 留学大図鑑
https://tobitate.mext.go.jp/zukan/detail-2773

高温リーク試験装置の真空容器内への設置準備をしているITERダイバータ外側垂直ターゲット・プロト
タイプ．

技術力と一貫した品質管理体制により製作されたプロト
タイプは三次元寸法計測により表面輪郭度や幾何形状に関する厳しい要求公差を達成している．
プロトタイプで得た経験や知見を生かし，現在，実機製作の製作工程を確立して，実機製作も進めている．
搬入されたプロトタイプに対して，量研が製作した試
験装置を用いて高温リーク（漏れ）試験を実施する．本試験は，実機 OVT 全数に対しても実施するものであり，真空容器内に設置した OVT を運転温度まで昇温し，その流路にヘリウムガスによりITER 運転時の冷却水と同じ圧力を繰り返し与え，真空中へのリークが無い事を確認するものである．本試験完了後，再度寸法計測等を行い，ITER 建設サイトへ輸送する．輸送後は，ITER 機構により他極が準備した他のプロトタイプ（カセットボ図5（量子科学技術研究開発機構 量子エネルギー部門）

トビタテ！留学Japan 留学大図鑑．

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