J. Plasma Fusion Res. Vol.96, No.7 (2020)３８８‐３９０

サロン

次期計画検討の経緯とこれからの展望
Discussions and Future Prospects for the Next-Step Researchin the Plasma and Fusion Research Community
安 藤 晃，坂 本 隆 一１），森 芳 孝２）
ANDO Akira, SAKAMOTO Ryuichi１）and MORI Yoshitaka２）
東北大学，１）核融合科学研究所，２）光産業創成大学院大学（原稿受付：２０２０年６月１０日）

１．LHD 計画と次期計画について 〜これまでの経緯〜

中間報告として，核融合科学研究所長（以下，所長）に提これらの各研究計画の検討結果をまとめ，２
０１７年１０月に大型ヘリカル装置（LHD）は，核融合科学研究所（以下，出し，引き続き１〜３の各検討課題に対して，３つのサブ核融合研）が推進する主要な実験装置であり，１９９８年にプワーキンググループを作り，その研究計画を検討してきま

ラズマ実験を開始して以降，全国・全世界の核融合研究者した．その中で高温超伝導技術を用いながら大型化をめざコミュニティの知が結節する中核拠点として多くの成果をす案も提出され，最終的に検討グループは下記の４課題にあげ て き ま し た．こ の 大 型 ヘ リ カ ル 装 置（LHD）計 画

ついて検討を進めました．

は，２０１３年以降は新たに創設された大規模学術フロンティ

１．核融合炉クリティカル課題解決のための LHD 高度ア促進事業「超高性能プラズマの定常運転の実証」として化計画（LHD の改造）支援を受け運用されています．この事業は，世界が注目す

２．先進的三次元ヘリカル磁場によるプラズマ閉じ込める大規模プロジェクトについて，社会や国民の幅広い理の新規開拓（新規最適化配位装置）解・支持を得つつ，国際的な競争・協力に迅速かつ適切に

３．核融合炉の実現を加速する高温超伝導強磁場 LHD対応できるように支援し，戦略的・計画的な推進を図るこ

改良型ヘリオトロン装置を用いた定常プラズマのエとを目的としています．支援されるプロジェクトは，原則ネルギー・物質循環研究（小型高温超伝導ヘリオト１０年間の年限が設けられており，「超高性能プラズマの定ロン装置）常運転の実証」事業は２０２２年にその年限を迎えます．

４．高温超伝導ヘリカル装置による高核融合三重積プラ

この事業終了後におけるプラズマ・核融合分野の大規模ズマの１年間定常保持（大型高温超伝導ヘリオトロ

プロジェクトを検討するために，２０１７年４月に，核融合研ン装置）内に『次期計画・将来構想検討委員会』が立ち上がりました．この委員会では LHD 装置に続くポスト LHD 計画を検

上記の４つの検討結果について，『次期計画・将来構想討し，提案を取りまとめる『次期計画検討部会』と，ヘリ検討委員会』に報告すると共に各内容について詳細に議論

カル型定常核融合炉の実現に向けた工学課題を明確にするし，２０１８年４月に最終報告書を所長へ提出しました．この『ヘリカル核融合炉ロードマップ検討部会』が設置されま最終報告書を受け，所長から，下記のように次期計画に関した．『次期計画検討部会』では，ポスト LHD 計画も LHDする方針として取りまとめ，第１回拡大核融合ネットワー

計画同様に大規模学術フロンティア促進事業にふさわし

ク会合（２０１８年８月６日）で全国の研究者で構成されるコ

い，新しい研究課題に挑んで世界の学術研究を先導し得るミュニティに報告しました．

計画，国際的な研究拠点を形成して研究活動の共通基盤を「ヘリカル型定常核融合炉の実現を加速するために重要提供できる計画を策定することをめざし，所員から広く意な物理的な課題と工学的な課題を解決するために，それ見を募りながら下記の４つの候補計画にまとめました．

らをベースとした『高温超伝導コイルによるヘリカル型

１．LHD の改造をベースとした研究計画装置の製作と定常プラズマを用いた理工学試験』および

２．新配位創成をめざした新装置による研究計画『新配位創生を目指した最適化ヘリカル装置による研究』

３．LHD 型ヘリオトロン磁場配位を改良した高温超伝導・を同時かつ相補的に行うことを，次期計画の基本方針と新装置による先進プラズマ核融合実験と工学試験する．」

４．核燃焼実験や核融合研究で生まれた技術を活用した応用研究計画

第１回拡大核融合ネットワーク会合の総合討論では，「核融合研究の将来にとってもポスト LHD 計画は重要であNational Institute for Fusion Science, Toki, GIFU 509-5292, Japan
Corresponding author’s e-mail: sakamoto@nifs.ac.jp

３８８!2020 The Japan Society of Plasma
Science and Nuclear Fusion Research

SaloonDiscussions and Future Prospects for the Next―Step Research in the Plasma and Fusion Research Community

A. Ando et al.

り，所内で検討された４つの提案も含めコミュニティ全体中核研究機関としてプラズマ科学における幅広い学術研究での議論がさらに必要であろう．」との意見がありました．の共通プラットフォームを提供できることが求められてい一方で，核融合研の運営会議の下に次期計画検討委員会ます．一方で，この装置単独では核融合研究に関わる全て（委員長：安藤晃（東北大））が設定され，拡大核融合ネッの課題を実施することはできないことも明らかです．核融

トワーク後に開催された第１回委員会（２０１８年９月１８日）

合研究の推進のためには，次期計画のみならず，核融合研

では，「これまでの検討経緯についての説明がさらに必要で推進している炉工学や理論シミュレーション研究に関すであり，基本方針について十分な説明をすることがコミュるプロジェクトおよび国内外の多くの研究プロジェクトとニティの合意を得る上でも重要」との指摘がなされました．の連携による取り組みが重要になることは言うまでもありこれを受け，引き続きコミュニティの意見を聞く場としません．て，拡大核融合ネットワーク会合（２０１８年１０月２日，１２月２．今後のプロセスについて２６日）や第３５回プラズマ・核融合学会年会のシンポジウム（２０１８年１２月６日）を開催し，諸意見を受けながら計画案を今後の次期計画検討の進め方について，第４回次期計画修正するとともに，次期計画検討委員会での議論を含め核検討委員会（２０１９年９月１９日）で議論され，以下の方針が融合研内での検討を進めました（＊１）．その中で，高温超伝決められました．

導の連続巻ヘリカル装置では，コイルとプラズマ間に断熱!研究テーマ策定は，核融合研の共同研究の枠組みを利距離が必要となり，ダイバータ配位を備えるには LHD の用して，コミュニティ全体の意見を取り入れながら次大きさがほぼ下限となることや，高温超伝導線を用いたね期計画に収斂させる．

じれ巻き線の技術的困難さもあり，優先度を下げることに!研究計画策定・装置設計は，核融合研に設置した次期しました．

計画検討 WG（次期計画検討チームを所外研究者まで

現在は，核融合研内に設置された次期計画検討チームを拡張）により，検討課題を反映した研究計画の策定と，中心に，核融合研から提案する次期計画を下記の方針で検それを実現する装置設計検討を進める．

討を進めています．

!研究計画検討は，コミュニティの代表者を含めた次期「先進的な物理・工学特性の最適化によって高いプラズ

計画検討委員会による計画のレビューと承認によっマ閉じ込め特性を実現し，自己点火核融合炉を想定し得て，着実に推進する．

る炉心プラズマを探求する学術研究を展開する．
」

また，これらの内容は，第３６回プラズマ・核融合学会のさらに，この次期計画検討を確実に進めるためのフロン

インフォーマルミーティング（２０１９年１１月２９日）にて，コトローディングとして，下記の準備研究を進めています．

ミュニティへ説明するとともに，次期計画検討の進め方に関する議論を行いました．この会合では，参加者より以下

１．閉じ込め磁場配位の最適化研究のような意見が提示されました．

乱流輸送やゾーナルフローといったプラズマに内在する非線形性や構造形成を組み入れた，新たな最適化!プラズマ・核融合研究コミュニティでの活度を俯瞰し因子やモデル・数値探索手法などの構築により，磁場た上で，研究会などを通した議論を含め，次期計画検配位の創成研究を推進する．磁場配位創成研究の体系討を進めてほしい．
!LHD を提案した３０年前と研究環境は変わっている．こ化やその有効性の実験実証を目的とする次期装置の配位を決定する．

れから明らかにすべき物理・工学の学術としてワクワ

２．高温超伝導導体開発研究

クするテーマ設定を示してほしい．

将来の核融合での使用を想定し，強磁場化による閉!次期装置は分野のフラッグシップであるべきなので，じ込め特性の向上，高電流密度による装置のコンパク共同研究などの枠組みで広く議論・研究を深めてもら

ト化の可能性をめざして，大型の高磁場マグネットにいたい．

適用可能な高温超伝導導体の開発研究を行う．その成!提案装置がダウンサイジングだからといってイノベー

果によっては，次期計画への適用も視野に入れる．

ションが無いとは思わない．加熱密度を上げる方向性

３．LHD を用いた検証研究などもありうる．研究会などを通してコミュニティか磁場配位最適化に用いる理論モデルの検証などを，らの広い提案を吟味しながら，具体化してもらいたい．

LHD を用いて行うとともに，LHD プラズマの性能向!核融合研の将来計画は核融合研だけのものではなく，上に寄与する．LHD の成果を，研究計画策定や装置設コミュニティの問題でもあるので，ぜひその観点で進計に反映する．

めてほしい．
!プラズマ基礎との連携も十分に考慮してほしい．分野

ここに掲げた検討方針は，次期計画の中核となる研究課活性化の意味も込めて，コミュニティを巻き込んだ議題について記したものですが，次期計画で推進する装置に論を深めるべき．

は，ITER 時代を迎える核融合研究においても，世界的な（＊１）拡大核融合ネットワークでの議論については，学会誌インフォメーションでも紹介している．プラズマ・核融合学会誌 95,
121 (2019).

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立され，２０２０年４月から活動を開始しています．Fusion!Fusion だけでなく，Non-fusion も含めたテーマも含め２０３０研究会は，コミュニティが一丸となって，これまで蓄て考えるべき．

積されたプラズマ科学，核融合科学及び核融合炉工学に関これらの意見交換を行い，コミュニティからの意見を次する学術知見を集約し，共通目標である核融合炉の実現に期計画検討委員会が検討し次期計画策定のプロセスを進めむけて，次期計画が開始される２０３０年代以降に取り組むべることが確認され，あわせて今後も検討すべき視点としてき学術課題を整理するために設立されました．運営方針と以下が紹介されました．

して，ボトムアップでプラズマ・核融合コミュニティにおける将来計画や研究展望・ビジョンについて，自由に意見!我が国の核融合研究における核融合研の位置付けと将を交わすことを掲げています．その成果は，将来計画や研来計画

究展望，サイエンスチャートとして整理して公開していき!トカマク研究（ITER/JT-60SA 等），レーザー研究，大ます．

学の共同研究との関係

次期計画については，引き続きこれまで核融合研で進め!核融合研への期待てきた検討内容を発展させ，核融合研内での検討を継続す

以上の経緯に基づき，核融合コミュニティの将来研究るとともに，Fusion２０３０研究会においても，コミュニティテーマを議論する共同研究として，『２０３０年代以降を見据全体から将来計画への意見を集約する場として，次期計画えたプラズマ・核融合科学の学術課題検討会（研究代表：検討に反映させていく予定です．

森芳孝（光産業創成大））』（通称 Fusion２０３０研究会）が設

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