ITER
重水素と三重水素(トリチウム)を融合させると、ヘリウム4原子核(アルファ粒子)と高エネルギー中性子が生じる。
1 2 H + 1 3 H → 2 4 He + 0 1 n + 17.6 MeV {\displaystyle {}_{1}^{2}{\mbox{H}}+{}_{1}^{3}{\mbox{H}}\rightarrow {}_{2}^{4}{\mbox{He}}+{}_{0}^{1}{\mbox{n}}+17.6{\mbox{ MeV}}}
鉄より原子番号の小さな元素の安定同位体は、融合する事でエネルギーを発生させる。重水素と三重水素は水素の同位体であり、最小のエネルギーで融合を実現できる、最も魅力的なエネルギー源である。
すべての主系列星は、核融合反応により莫大なエネルギーを得て夜空に輝いている。重水素―三重水素核融合反応は、ウラニウム235の核分裂反応の約3倍のエネルギーを発生する。石炭を燃やすことで得られる化学反応のエネルギーと比べれば数百万倍の違いがある。核融合発電プラントの目的は、このエネルギーを発電に利用することにある。
互いに正電荷を持つ核内の陽子同士が強く反発し合うため、核融合に必要なエネルギーは非常に大きい。おおざっぱに見積もると、トンネル効果によって静電気力の壁を越え、さらに核力と静電気力がバランスする距離まで近づいて融合するには、原子核同士は100フェムトメートル(1×10 − {\displaystyle {}^{-}} 1 {\displaystyle {}^{1}} 3 {\displaystyle {}^{3}} m)以下にまで接近しなければならない。
事業期間35年(建設10年、運転20年、密閉隔離5年)
2025年12月 運転開始
2035年12月 核融合運転
今のところ7つの国と地域がITER計画に関わっている。EU、インド、日本、中国、ロシア、韓国、そして、アメリカ合衆国である。EUの一つのポルトガルがブラジルをプロジェクトに加えたがっている。
カナダは当初は正式メンバーであったが、連邦政府の予算不足でメンバーから抜けることとなった。2003年の建設地レースからカナダが抜けたのも予算不足が原因であった。ITER参加国ではカザフスタンの参加を認めるか協議中である。
候補地の最終的な選定のために、参加国の閣僚級の代表による会合が12月に行われたが、日欧共に誘致を主張し、また参加国のうち米韓が日本支持、露中が欧州支持と拮抗したため、決定には至らなかった。その後、2005年5月にジュネーブにて日本とEUとの間で次官級協議が行われ、建設地決定に際して誘致国と非誘致国が合意すべき条件が話し合われた。後に発表された共同文書によれば、協議における合意内容は以下の通り。
誘致国は誘致できなかった国に対してITER建設費の10%分の調達枠を譲る
誘致国は誘致できなかった国にITER職員枠の10%を譲る
誘致国は誘致できなかった国が推薦するITER機構長候補を支持する
誘致できなかった国にITER関連施設を建設し、誘致国が建設費の50%を負担する
これを受けて6月に再度閣僚級会合が開催され、建設地はカダラッシュに決定された。また、この合意に従い、11月に開催された次官級会合において池田駐クロアチア大使が機構長候補として承認された。
プロジェクトの実施主体となる国際機関として「イーター国際核融合エネルギー機構(仮称)」の設立が予定されており、その設立根拠となる国際協定である「イーター事業の共同による実施のためのイーター国際核融合エネルギー機構の設立に関する協定」に対する署名が2006年11月21日にパリのエリゼ宮において行われた。2007年10月24日、同協定の発効とともにイーター国際核融合エネルギー機構(イーター機構、ITER International Fusion Energy Organization)が正式設立され、初代機構長には池田要元駐クロアチア大使が就任した。また、調達枠と職員枠については、上記合意に基づき日本がEUから割譲を受け、EU、日本、その他5か国が4:2:各1の分担となっている。
公式のITERの目標は「平和的目的のための核融合エネルギーの科学的・技術的な実現性のデモンストレーション」となっている。ITERではいくつか個別の目標があるが、すべて実際に役立つ核融合動力炉の開発についての事柄である。
短時間、外部入力エネルギーより10倍の融合熱によるエネルギーを発生させる(Q値=エネルギー増倍率:10)
Q値を5を超えて安定したプラズマを発生させる
最大8分間の融合パルスを維持する
「燃焼」(自己維持)プラズマを点火する
核融合発電所に必要な科学技術と技法を開発する ― 超伝導磁石とロボットによる遠隔操作技術を含む
トリチウムの生産構想を立証する
中性子を遮蔽し熱を生み出す技術を向上させる(D+T核融合反応での多くのエネルギーが高速中性子の形で得られる)