核融合反応を起こすには、重水素と三重水素という水素の仲間を加熱し、1億度以上という超高温の状態にすることが必要です。ここから莫大なエネルギーを取り出すには、プラズマ閉じ込めという技術がもっとも重要です。プラズマの閉じ込め方には、磁場閉じ込めと慣性閉じ込めという2つの方法が知られています。磁場閉じ込めは、電磁石で発生させた強力な磁力で長時間高温プラズマを閉じ込める方法です。慣性閉じ込めは、水素燃料に非常に強いレーザーを当てることによって、一瞬で燃料を圧縮し、超高温の核融合反応を起こす方法です。１回の反応は非常に瞬間的ですが、これを繰り返すことで核融合発電を継続します。
核融合発電は原子力発電とは違って原理的に暴走することがなく、原料は海水から取り出すことができるため、安全でクリーンかつ持続可能なエネルギー源として期待されています。
核融合発電の実現に向けた新技術開発
核融合プラズマに関する研究は進んできていますが、発電炉として稼働するまでにはまだまだ多くの課題があります。私はそれらの課題に挑戦すると共に、そこから得られた学術的知見を他分野へも応用展開しています。
核融合燃料はどの方式の炉でも連続的に供給する必要があり、そのための技術は実用化に向けて重要な課題です。私は電磁力を用いた多段階加速方式によるシンプルで汎用性の高い燃料供給装置の開発を進めています。装置設計に不可欠な磁化ダイナミクスの理解にも取り組み、極短時間で変化する磁場下における磁性体の挙動を数値解析と実験の両面から明らかにしようとしています。
また、磁場閉じ込め核融合プラズマで問題となる乱流を可視化するため、レンズを用いないマイクロ波カメラの開発にも挑戦しています。機械学習を活用することで、受信分解能を超える高解像度画像の再構成に成功しました。
核融合発電が実現すれば人類はエネルギー枯渇問題から解放されます。それは安全かつより豊かな社会をもたらすと考えています。
研究室にて
一般的な傾向は？
- ●主な業種は→電気・ガス・熱供給・水道業、建設業、鉄道・自動車産業など
- ●主な職種は→技術系職種
- ●業務の特徴は→基礎研究、品質管理保証、整備士など
分野はどう活かされる？
電気に関する知識や装置開発で培った工学的技術などを活かして、いろいろな分野で、整備や開発研究を行っています。
核融合は多くのSF作品にも登場する、夢のエネルギー源ですが、現実のものとなりつつあります。人類を救う核融合炉につながる研究を一緒にやってみませんか。やる気ある学生の皆さんにお会いできるのを楽しみにしています。
慣性閉じ込め核融合実験用ターゲットの開発や、磁場閉じ込め核融合装置の計測器開発など、核融合に関連したテーマを多く扱っています。地方大学ではありますが、核融合科学研究所や、大阪大学、九州大学といった他の研究施設と共同研究を行うことによってレベルの高い研究を行っています。
興味がわいたら～先生おすすめ本
トコトンやさしい核融合エネルギーの本
井上信幸、芳野隆治
核融合やプラズマについて、２ページ１見開きのイラストを交えて平易な言葉で分かりやすく説明されている。核融合エネルギーのこれまでとこれからを理解するのに適している。磁場閉じ込め核融合についてはその原理から問題点まで、より詳しく紹介されている。 （日刊工業新聞社）
トコトンやさしいプラズマの本
山崎耕造
将来、夢のエネルギーとして期待される核融合やプラズマについて、見開きのイラストを交えながら分かりやすい言葉で記述している。磁場閉じ込め核融合については、基礎から課題までを網羅して詳しく紹介している。 （日刊工業新聞社）
核融合科学研究所HP
日本の核融合研究の中心となっている研究所のホームページ。一般向けに優しい言葉で説明されたページも多く、勉強になるだろう。まるでＳＦの世界のような、真空装置内部の美しい写真が見られるPhoto Galleryもおすすめしたい。
（核融合科学研究所）
HPへ
大阪大学レーザー科学研究所HP
慣性閉じ込め核融合の研究を行っているのが、大阪大学レーザー科学研究所。研究の基礎から最新技術、そして研究施設などについて紹介している。漫画「ＩＬＥってどんなところ？」など、一般向けの読み物もあり、興味を持つための一助となるだろう。
