次世代のエネルギー源として期待される核融合による発電システムの実現を目指す – 菊池 崇志

Q. 核融合発電とは何ですか？

重水素や三重水素といった軽い水素などの原子核が合体して、ヘリウムなどの重い原子核になる反応を“核融合”といいます。このときに発生するエネルギーを回収して電気に変えることで発電を行う方法です。

Q. メリットは何でしょうか？

燃料となる重水素が豊富にあることです。重水素は海水中にほぼ無尽蔵に存在するため、海に囲まれた日本にとって特に都合がいいです。地球温暖化ガスや原子力発電で生じる高レベル放射性廃棄物を出さないほか、高出力の電力を安定供給できる特長もあります。

Q. どのようにして実現するのですか？

燃料を高温に加熱してプラズマにし閉じ込めることで、熱的衝突を利用した核融合反応を起こす手法をとります。この閉じ込めの方法にも国際熱核融合実験炉ITER（イーター）などが行っている磁場閉じ込め型がありますが、私は大強度の重イオンビームを燃料標的に照射して高温・高密度の燃料プラズマを瞬間的に形成し、核融合反応を起こす“重イオン慣性核融合”について研究を進めています。

Q. 研究室での取り組みを教えてください

核融合発電の実現に関連する高エネルギー密度プラズマの発生方法やその物性の計測方法、核融合発電のシステム解析、核融合炉壁材料、核融合燃料標的プラズマのダイナミクス、大強度の粒子ビーム物理工学などを理論・数値シミュレーションおよび実験を組み合わせて研究しています。現在、重イオン慣性核融合の研究者が集まり、日本発の核融合発電システムの設計を行っています。引き続き、核融合発電の実現を目指した研究を進めていきます。

核融合以外ではプラズマの生成方法やプラズマ自身の特性について、プラズマの利活用などプラズマを扱う全般についても研究活動を行っています。