核融合への挑戦（３）
すでに紹介したように、核融合は、将来の有望なエネルギーとして研究開発が鋭意進行中である。日本は、日欧米露中韓印の国際協力のもと南仏に建設中のITER計画に積極的に関与している。また、日欧協力の下でJT-60SA（茨城県那珂町、量子科学技術研究開発機構（以下「量研」）那珂研究所）実験装置が最近完成した。ITERを支援し補完する研究成果が期待されている。量研の六ケ所研究所では、核融合炉の設計、原型炉材料の開発、原型炉材料試験装置の開発が進められている。
ダイバータは、炉心プラズマから漏れ出てくる熱と粒子を受ける、核融合炉の「掃除機」のようなものである。JT-60SAなどの現在の実験装置、ITER、原型炉と段階が進むにつれてプラズマから出てくる熱量は格段に増加するので、ダイバータの熱が厳しくなる。量研六ケ所研究所では、大学とメーカーの協力のもとに「原型炉設計合同特別チーム」を結成し、2015年に報告書[1]をまとめた。そのなかで、ダイバータについては、「原型炉での技術的成立性を判断する上で、技術成熟度を現状から最も高める必要がある」と特記されている。
原型炉、ITER、JT-60SAほかの実験装置は、外部から加えるドーナツ方向の磁場に加え、ドーナツ状のプラズマの中に流す電流による磁場でプラズマ閉じ込めの磁場を完成させるというトカマク型である。運転領域によっては、このプラズマが不安定になり、閉じ込め磁場が失われる、ディスラプションという現象が起こりうる。そうすると、プラズマ中に蓄えられたエネルギーの大部分が、ダイバータや壁を直撃し、ダイバータや壁の表面を覆っているタングステンなどの金属が溶融し損傷する恐れがある。このような場合でも安全性は確保されているが[2]、原型炉の設計は、ディスラプションは全く、ないし滅多に発生しないことを前提としている。JT-60SAとITERには、日欧と世界の英知が結集するので、原型炉建設までには、ディスラプション制御が確立することが期待される。
しかしながら、原型炉や商用炉において、たとえば万が一制御機器の不具合によってディスラプションが発生すると、点検や修理などで運転が停止する可能性がある。長期的には、ダイバータには、ディスラプションに耐える材料を採用することが望ましい。そこで、スズなどの液体金属をダイバータに採用することを提案した。九州大学や中部大学などで液体金属ダイバータの基礎実験と数値シミュレーションが進められている。
