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“地上の太陽”でエネルギー問題解決へ 日本がリードする新核融合炉、建設大詰め
２０２０年の完成を目指す世界最先端の核融合実験装置「ＪＴ－６０ＳＡ」＝１８年１２月、茨城県那珂市
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人類のエネルギー問題を解決するともいわれる「核融合発電」を実現させるため、２０２０年の完成に向け世界最先端の大型実験装置「ＪＴ－６０ＳＡ」（茨城県那珂市）の建設が大詰めを迎えている。
日本は核融合の技術で世界をリードしており、フランスを舞台に国際協力で進む「ＩＴＥＲ（イーター）」計画とも協調することで、今世紀半ばの技術確立に向けた貢献が期待される。
■１グラムの気体が石油８トン分に
核融合とは、水素のような軽い原子核どうしが融合し、ヘリウムのようなより重い原子核に変身する現象だ。このとき、アインシュタインの質量とエネルギーに関する公式により、膨大なエネルギーが生じる。
例えば水素の仲間である「重水素」と「三重水素」を計１グラム用意して核融合させただけでも、石油約８トン分ものエネルギーが発生する。
核融合発電は、このエネルギーで加熱した水で、タービンを回して電気を作るイメージだ。重水素と三重水素は海水を通じて手に入り、枯渇の心配がない。
核融合反応は太陽の内部でも起きているため、核融合発電は“地上の太陽”ともいわれる。
ＪＴ－６０ＳＡは量子科学技術研究開発機構（千葉市）が欧州と協力して建設しており、炉の本体は直径約１２メートル、高さ約１６メートル。建設費は６３０億円超で日本は３分の２程度を負担する。２０年に完成し、２２年に本格稼働する見通しだ。
実験では重水素だけを用いる。炉外の加速器で秒速１万キロに加速した重水素の粒子を、同じく重水素が充填（じゅうてん）された炉内に注入して１億～２億度まで加熱。
この超高温で、重水素の周囲にある電子をはぎ取って原子核をむき出しにし、さらに本来はプラスの電荷どうしで反発し合う２つの原子核を強引に融合させる。これが核融合だ。
一方、重水素は電子をはぎ取られると不安定なプラズマになるため、強力な磁場で閉じ込めて安定したプラズマ状態を保つ必要がある。しかし、経済性を重視して核融合炉を小型化すると、プラズマを閉じ込める難易度は上がってしまう。
この壁の克服がＪＴ－６０ＳＡの大きな目的で、計画では２００秒間の連続運転を目指す。イーターの実験炉が稼働するまでは、核融合の実現に向けた世界最先端の研究施設となる。
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