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2018年04月03日 (14:11)

核融合科学研究所がH29「研究成果」を発表

核融合科学研究所
(土岐市下石町・竹入康彦所長)は、
平成29(2017)年度の研究成果を、
記者発表した。
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主な研究成果として、以下の3点を挙げた。
①20周年を迎えた、
大型ヘリカル装置(LHD)実験。
②バーチャルリアリティー空間の中で、
ヘリカル型原型炉を組み立てる。
③高温でも丈夫で、加工にも溶接にも適した、
合金の開発に成功。
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①については、核融合科学研究所では、
超伝導(超電導)プラズマ実験装置として、
大型ヘリカル装置(LHD)の建設を、
平成2(1990)年に開始。
平成9(1997)年12月に完成し、
平成10(1998)年3月31日に、
最初のプラズマの点火に、成功した。
以後、軽水素(通常の水素)を用いた、
プラズマ実験を積み重ねてきたが、
平成29(2017)年3月7日からは、
重水素を用いた実験「重水素実験」を開始。
重水素実験の第1年次にもかかわらず、
イオン温度1億2000万度を達成した。
今後は、高性能化した重水素プラズマを用いて、
学術研究を展開していくとともに、
国際的な共同研究についても、さらに推進を図る。
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②については、核融合科学研究所では、
将来の核融合炉の開発に向けて、
「ヘリカル型原型炉」の設計開発を進めている。
ヘリカル型原型炉は、多くの機器から構成され、
非常に複雑な構造になる。
そのため、部品の位置や組み立て工程、
ロボットアームによるメンテナンスの手順なども、
考慮する必要がある。
従来は、2次元ディスプレーで設計してきたが、
奥行き情報が失われていた。
今回は、ヘリカル型原型炉の設計を、
3次元で正確に確認するため、
没入型バーチャルリアリティー装置を使用。
バーチャルリアリティー空間(仮想空間)に、
設計データを投影することで、
部品同士がぶつからないか、
ロボットアームの動きは適切かなど、
効率良く、検討できるようになった。
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③については、将来の核融合発電炉には、
核融合反応が起こっているプラズマから出て来た
高速の粒子を吸収し、粒子の運動エネルギーを、
熱エネルギーに変換する機器「ブランケット」が、
取り付けられる。
ブランケットは、700度から800度の高温で、
運転することが想定されている。
アメリカなどは、ブランケットの材料として、
バナジウムを主成分とした合金、
「バナジウム合金」を開発したが、
加工時に割れたり、溶接後に割れやすくなったり、
問題を抱えていた。
核融合科学研究所では、原料由来の不純物
(炭素・窒素・酸素など)を除去するとともに、
空気からの不純物の混入も防ぐため、
真空または不活性ガス
(化学反応が起こらない気体)の中で、合金を製造。
高純度なバナジウム合金の製造に成功し、
延性(引き伸ばされることで割れを防ぐ性質)を、
格段に向上させた。
なお、高純度化により、強度の低下が懸念されたが、
試験を行ったところ、高温においても、
強度を維持できることが、分かった。
核融合科学研究所が開発したバナジウム合金は、
アメリカ製のバナジウム合金に比べ、
約3倍の衝撃に耐えられる。
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なお、核融合科学研究所では、
本年度の実験を、今年10月初旬から、
来年2月初旬まで、行う予定。
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【用語解説】
「実験炉」は、
核融合反応が持続的に起こるプラズマを生成し、
定常的に維持する実験を行う(ITERが該当)。
「原型炉」は、
核融合エネルギーによる発電の実証を行う。
「発電炉」は、実用炉のこと
(発電所にある炉のイメージ)。
「核融合炉」は、上記3つの炉の総称
(核融合反応が起こっている炉の意味で使用)。
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