Journal of Plasma and Fusion Research Vol.91, No.12 December 2015

■会議報告
第９回慣性核融合科学とその応用に関する国際会議

えられている．核融合燃料を封入するカプセル材として，藤岡慎介，佐野孝好終え，真空のホーラムを使用するというデザインが検討さ高密度炭素やベリリウムを用い，短い時間で爆縮・圧縮を（大阪大学レーザーエネルギー学研究センター）れている．②については，「テント」と呼ばれるわずか100 nm程度の薄いプラスチック薄膜が，流体不安定性の種標記国際会議（9th International Conference on Inertialになっていることが報告された．カプセルの支持方法の再Fusion Sciences and Applications，以下 IFSA）が，米国ワ検討が行われている．その他には，核融合燃料内部を伝搬

シントン州ベルビュー市で２０１５年９月２０日−２５日に開催さする衝撃波の圧力を時間的に制御することで，流体不安定れた．ベルビュー市はシアトルにとって最大の郊外都市で性の成長を抑制するadiabat shapingのデザインが報告されあり，市の中心部は，高層のオフィスビルやマンションがた．

立ち並んでいた．歩道は極めて清潔で，歩道脇の花壇と街個人的に大変印象に残ったのは，直接照射方式において路樹はよく手入れされており，高級ブランドのブティックも，Cross Beam Energy Transfer（CBET）が広く議論されも散見され，市の財政と住民の豊かさがひしひしと感じらていたことである．CBET とは，プラズマ中で二つ以上のれた．

高強度レーザービームが交錯する時，イオン音波を介しIFSAは慣性核融合分野における最大の国際会議であり，て，一方のレーザービームのエネルギーが，もう一方の世界各国から４００名近くの専門家が集まる．オーラル発表

レーザービームに移行する現象であり，かねてから間接照のセッション名を開始順に並べて眺めて見ると，"Central

射方式では問題であると認識されていた．直接照射方式にIgnition Target Physics（中心点火方式の物理）"，"Labora-

おいても，入射ビームと反射したビームがプラズマ中で交tory Astrophysics（実 験 室 宇 宙 物 理）"，"Strong Field Sci-

錯し，反射したビームが入射してくるビームのエネルギー

ence and Applications（高 強 度 場 科 学 と 応 用）"，"ICF/に移行することが危惧されはじめている．米国ロチェス

Plasma Diagnostics（慣性核融合／プラズマ診断）"，"Radia-

ター大学の研究グループは，CBET に関する実験及びシtion Hydrodynamics（放射流 体 力 学）"，"Short Pulse Laser

ミュレーションを行い，CBET の影響を低減する方法としFacilities/Technology（短 パ ル ス レ ー ザ ー 施 設／技 術）"，て，核融合燃料の半径が縮小するのに追従して，照射する"Alternative Target Physics（Fast Ignition, Shock Ignition,レーザーのビーム径を小さくする"Zooming"を検討していetc.）（その他の点火方式の物理，高速点火，衝撃波点火等）"，

る．Zooming は，レーザーから爆縮エネルギーへの変換効"EOS and Condensed Matter Physics（状態方程式及び凝縮率を最大化するために，海軍研究所が昔から提案していた物性物理）"，"Ultra-High Intensity Laser-Matter Interactions

アイディアであり，久しぶりに耳にした．固体ガラスレー（超高強度レーザーと物質の相互作用）"，"Implosion Hy-

ザーで Zooming を行う手法として，二つの異なる発振器

drodynamics and Hydro Instability（爆縮に関わる流体力で，口径の小さいビームと，小さいビームを通す部分を抜

学 及 び 不 安 定 性）"，"Laser and Beam Plasma Interaction

いたドーナツ・ビームを作り，カプセル照射の直前に重ね（レーザー，ビーム及びプラズマの相互作用）"，"Z-pinch and合わせて位相板を通して集光することで，二段階で時間的Pulsed Power（Z ピンチ及び パルスパワー装 置）"，"Heavyに集光径を変える手法が検討されていた．

Ion Beam Drivers（重イオンビーム源）"，"Inertial Fusion

ロチェスター大学の Betti 氏は，流体力学における相似

Energy Power Plant Technology（慣 性 核 融 合 発 電 炉 技

変換を用いて，OMEGA レーザーにて直接照射で達成され術）"，"Hot Dense Plasma Atomic Process（高温高密度プラているプラズマ条件を使い，NIF にて直接照射方式で達成

ズマ中 で の 原 子 過 程）"，"High Energy Laser Technology

可能な一般化ローソン条件の値を導いた．一般化ローソン

and Ignition Facility（高エネルギーレーザー技術と核融合

条件とは，ホットスパーク部の圧力と慣性閉じ込めの時間点火施設）"，"Target Fabrication（ターゲット製造）"と多岐の積を，点火に必要な積で割った値であり，１が「点火」ににわたる．

対応する．彼の評価では，一般化ローソン条件の値は，直接照射においても 0.6 であり点火しない．直接照射におい核融合分野で最も興味があるのは，National Ignition Facility（以下ても，CBET に起因する爆縮圧力の低下が起こっているとNIF）の動向であろう．米国ローレンスリバ

考えられる．

モア研究所（以下，LLNL）の Hurricane 氏が NIF の成果をまとめて報告した．NIF では，ホーラムと呼ばれる重金属国内では大阪大学などが推進している，高速点火レーの缶の中に球殻状の核融合燃料ターゲットを置く．レー

ザー核融合に関して，二つの大きな進展が発表された．一

ザー光をホーラムの内面に照射し，発生した X 線で核融合つは，General Atomics 社の Wei 氏の発表である．爆縮によ燃料を爆縮する．残念ながら未だ NIF は点火に至っていなるガイドコーンの破断を防いだ上で，高密度に圧縮されたいが，その原因として①燃料表面に照射される X 線の一様核融合燃料を追加熱した結果，レーザーから核融合燃料の性が時間的に変化しそれをコントロールできていないこと内部エネルギーへの変換効率が上昇したと報告された．以と，②核融合燃料をホーラム中で支持する部品が流体不安

前は 2.5％ であったが，爆縮プラズマの密度向上によっ定性の種となっていることが指摘された．①は，ホーラムて，７％に達したという結論である．近年，高速点火に対内に充満するプラズマの中で，レーザー・プラズマ不安定して比較的否定的な論調が目立っていた米国から，よい結性が成長し，レーザー光のエネルギーが損失するためと考果が出たことは大変喜ばしいことである．もう一つの目玉
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は，高速点火にとって深刻な問題であるレーザー加速電子る．その他にも，天体現象を模擬する輻射衝撃波やワイベビームの発散を，磁場を使って抑えたという実験結果であル不安定の実験など，今後の報告が楽しみな実験が多数進る．仏国ボルドー大学の Santos 氏らは，大阪大学発明のめられていた．

キャパシター・コイル・ターゲットを使って，キロテスラ

物質科学に関する最近の成果は，LLNL の Eggert 氏の講級の磁場を作り，高速電子の伝搬領域にこの磁場を印加す演などで詳しく報告された．従来の定常衝撃波を用いた高ることで，高速電子を磁力線に沿った方向に流すことに成圧物性計測では，試料を複数個並べた大型ターゲットを用功した．"Fast ignition is still alive."という文言で，プレゼンいることで，多数の物性データを一度に取得することが可テーションを終えたのが印象的であった．高速点火に関し能となっていた．これは，計測値の信頼性の向上という意ては，最初のデモンストレーションの後に様々な物理的難味では，非常に大きな技術進歩であると言えるであろう．

しさが顕在化し，近年，否定的な論調で語られることが多定常衝撃波の利用だけではなく，パルス形状を工夫するこかったが，多くの研究者の不断の努力により，再び活性化とで，非定常衝撃波や減衰衝撃波を制御し，準静的に圧縮する気配を感じた．

された物質の物性量や音速を計測する魅力的な実験も数多

LLNL の研究者らとレストラン等でインフォーマルに議く進められていた．また，X 線回折や X 線トムソン散乱な論する機会があり，その中で印象に残った発言を二つ記し

ど，新しい計測装置の導入も進んでいる様子であった．物ておきたい．一つは，プラズマベースの X 線レーザーの歴

質科学関連では，求心衝撃波による Gbar の発生など，NIF史を振り返りながら，NIF の難しさを説明した B 氏の言葉の特色を生かした実験が今後も進められていくだろう．

である．B 氏が語るところによると，X 線レーザーの発振

バンケットにおいて，Edward Teller Medal の受賞式がが 最初 に デ モ ン ス ト レ ー シ ョ ン さ れ た の は，LLNL の行われた．本賞は，レーザー及び粒子ビームを用いた高温NOVA プロトタイプの kJ 級のレーザーであった．ところ

高密度状態の科学研究の分野において先進的な研究成果やが，今ではテーブルトップの数 J レーザーで X 線レーザーリーダーシップを顕著に示した研究者に対して，Ameri-が発振している．この事実は，最初に「閾値」を越える難can Nuclear Society から授与される．２０１５年は，上海交通しさを物語っていると彼は言う．NIF で核融合点火を起こ

大学の Jie Zhang 教授及び大阪大学の疇地宏教授が受賞しすことは科学的に可能なのであろうが，最初に閾値を越えた．疇地教授の業績は，レーザー爆縮法による超高密度圧るには今のエネルギーは物足りないというのが，B 氏の持縮の実証，短パルスレーザーを用いた高速点火の研究，及論である．P 氏と C 氏は異なる機会に，異口同音の発言をびレイリー・テイラー不安定性の定量的な理解である．写していた．点火の実証をするには，NIF で点火実験に充て真は，受賞式の後，同僚及び指導を受け国内外で活躍中のられているマシンタイムが少なすぎるという．両氏が現状研究者らが壇上に集まった記念写真である．

に対して全く同じ認識を持っていることに驚いた．

クロージングにおいて，前回会議から引き続いて開催さ前回の奈良開催の IFSA でも見られた傾向であるが，核れた学生賞の表彰が行われた．残念ながら今回は日本から融合以外のレーザー・プラズマの基礎・応用研究の講演数の参加者の受賞はならなかったが，学生参加者の増加のたが，回を追う毎に増加しているように感じられる．今回でめにも，今後も継続してほしい企画である．また，次回はは，日本の SACLA など XFEL 関連の最近の成果報告が目

２０１７年９月にフランスのサン・マロにて開催されることが立っていたように思う．基礎研究に関する発表の中で特に発表された．イギリス海峡に面し，城壁に囲まれた旧市街目を引いたのが，NIF を用いた実験結果がいよいよ報告さが見所の観光地であり，モンサンミシェルにも近いなど，れ始めたことである．より大きな空間スケールでプラズマ大変魅力的な開催地である．（原稿受付：２０１５年１１月６日）

を生成できるという NIF 実験の特徴を活かして，高効率・高精度の計測が行われるだけでなく，積極的に新しい計測手法の導入にも挑戦している点は興味深かった．
LLNL の Remington 氏のレビュー 的 な 講 演 に よると，NIF の基礎実験は，主に「流体不安定」と「物質科学」の二本柱で展開していると言える．爆縮プラズマの不安定性の理解・抑制が非常に注目されている現状で，レイリー・テイラー不安定などの実験が精力的に進められていた．生成プラズマの大きさを活かすことで，従来のシングルモードの解析だけでなく，マルチモードの初期擾乱の時間発展を追うことが可能となっていたのは意義深いと感じた．非線形段階は初期擾乱にあまり依存しないという結論が出されていたが，今後理論・シミュレーションと合わせて理解を進めていくことで面白い研究テーマが見つかりそうであ

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