科学者たちは核融合を世界のエネルギー源として実現可能にすべく努力を続ける中、稼働中の最大の実験用核融合炉が本日、東京北部で開所した。
JT-60SAはトカマク型原子炉で、プラズマを華氏3億6000万度（摂氏2億度）まで加熱できるドーナツ型の原子炉です。この原子炉は10月に初稼働しました。当時、このプロジェクトに関係する研究者たちは、実験に必要なプラズマを生成するには2年かかると見積もっていました（サイエンス誌）。
JT-60SAは「世界で最も先進的なトカマク型原子炉だ」と、EUエネルギー委員のカドリ・シムソン氏は同原子炉の開所式で述べたとAFPが報じた。「核融合は今世紀後半のエネルギーミックスの重要な要素となる可能性を秘めている」
ここでのキーワードは、言うまでもなく「可能性」です。核融合は太陽や他の恒星を動かすエネルギー源である反応であり、膨大なエネルギーを生み出す能力があるにもかかわらず、科学者たちは地球上でこのプロセスをエネルギー効率の高いものにすることにまだ成功していません。核融合はしばしばエネルギー研究の聖杯と呼ばれます。なぜなら、経済的な核融合反応が実現すれば、人類の化石燃料への依存を大幅に削減し、場合によっては完全になくすことができるからです。
しかし、言うは易く行うは難しです。この新型原子炉は、現在ヨーロッパで建設中の類似の原子炉である国際熱核融合実験炉（ITER）と同様に、大規模な核融合の技術的実現可能性を証明するための実験に過ぎません。ITERは計画の遅れと予算超過で有名であり、核融合の経済的実現可能性を証明するものではありません。本末転倒は避けるべきですが、核融合が多くの人が期待するエネルギー源となるためには、経済的ニーズと技術的ニーズの両方を満たす必要があります。
核融合は様々な方法で行われますが、いずれにしても核分裂よりもはるかにクリーンなプロセスです。核融合は、2つの軽い原子核が融合してより重い原子核を形成する熱核反応であり、その過程で莫大なエネルギーを生成します。核分裂は、大きな原子をより小さな粒子に分割することによって起こります。核融合反応よりもエネルギーは少なく、廃棄物として放射性物質を生成しますが、核融合では放射性物質は生成しません。
昨年、ローレンス・リバモア国立研究所の科学者たちは、核融合反応における純エネルギー増加を達成しました。これは、反応によって生成されたエネルギー（3メガジュール）が、反応に必要なエネルギー（2メガジュール）を上回ったことを意味します。これは大きな成果ですが、そのエネルギーを生成するには、はるかに膨大な量のエネルギー（300メガジュール）が必要でした。つまり、核融合におけるわずかな進歩がもたらすセンセーショナルな盛り上がりにもかかわらず、まだ道のりは長いということです。
JT-60SAで行われる核融合実験は、日本のパートナーであるITERの6倍の容積を持つ原子炉、ITERで最終的に実現される科学研究の基盤となるでしょう。しかし、サイエンス誌によると、JT-60SAでは、反応にトリチウム（水素の希少同位体）を使用しません。一方、ITERは2035年にトリチウムの使用を開始する予定です。
それでも、JT-60SAは「核融合エネルギーの実現に一歩近づく」と、同原子炉の副プロジェクトリーダーであるサム・デイビス氏は開所式で述べた。「これは、欧州と日本各地の500人以上の科学者とエンジニア、そして70社以上の企業の協力の成果です。」
大規模な共同研究が大型トカマクやステラレータの開発に取り組んでいる一方で、MIT-CFS共同研究のSPARC実験のようなプロジェクトでは、高温超伝導磁石を用いた小型原子炉の開発が進められています。SPARCは2025年に完成予定で、これはITERの最初のプラズマ生成が（現時点で）期待されている年と同じです。
スケーラブルな核融合に関するよくあるジョークは、それが常にすぐそこにある、つまり30年後、50年後だということです。このタイムラインは空想的ですが、今からその目標に向けて努力しなければ、決して実現しません。JT-60SA、成功を祈るとともに、心から敬意を表します。実りある飛躍を祈っています。
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