フュージョンエネルギープラントのエンジニアリングを手掛ける京都フュージョニアリング株式会社（KF）は、米国エネルギー省（DOE）が管轄するDIII-D国立核融合施設を運営するジェネラル・アトミクス（General Atomics）との契約のもと、DIII-Dにおいて新たな排熱・粒子制御機能（ダイバータ機能）を開発・実装する共同プロジェクトを開始した。KFはDIII-Dと共同で設計を行ったうえで、ダイバータを構成する全てのタイルを製作・供給する。本取り組みは、2026年1月に発表したDOEとの戦略的パートナーシップに続く官民連携の取り組みとなる。

負三角形度配位における排熱・粒子制御のデータ取得へ

本プロジェクトでは、DIII-Dをフュージョンの試験基盤として活用し、フュージョンエネルギーの商用化に向けて注目される「負三角形度（Negative Triangularity）」配位における新たな排熱・粒子制御機能（ダイバータ機能）の評価に必要なデータの取得を目指している。

負三角形度配位は、プラズマの形状を従来とは異なる形にすることで、将来のフュージョンプラントにおける運転の安定性や機器への負荷低減に寄与する可能性があるとされている。

共同チームによる設計と商用炉課題の検証

本プロジェクトはDOEからの正式な承認を経ており、現在はKFおよびDIII-Dのエンジニア・研究者が共同チームを主導する形で、トカマクの負三角形度配位に対応したダイバータの設計・製作・設置を進めている。

ダイバータの実装後は、炉心プラズマと排熱制御を両立するという商用炉設計上の重要課題を検証する実験が実施される予定となっている。

実験には、KFのパートナーである米コロンビア大学もDIII-Dプログラム全体と連携して参加し、排熱、計測、プラズマに面する機器への負荷といった、商用化に向けて残された課題の検証に取り組む。

得られるデータはDIII-Dプログラム内で共有され、導入される新たな機能もプログラムの全参加者が利用できる。本プロジェクトにおける知見やデータは、フュージョンパイロットプラント開発に取り組む他の機関にも広く活用されることが期待されている。

あわせて本取り組みに伴う研究は、DOEの「Fusion Science and Technology Roadmap」が掲げる閉じ込め概念の高度化、プラズマ対向機器とプラズマ・材料相互作用、フュージョンプラントの工学とシステム統合といった複数の課題領域に直接貢献するものと位置づけられている。

双方の関係者による見解

DIII-D Fusion Technology Outreach Coordinatorのホン・スクホ（Suk-Ho Hong）氏は、商用炉に近い条件で負三角形度配位を評価するには新たなダイバータ機能が必要であったとし、「今回のDIII-DとKFの協業により、DIII-Dでこのアプローチを十分に検証できるようになります」と述べている。

また、京都フュージョニアリング アメリカ 代表のBibake Uppal氏は、フュージョンエネルギープラントの実現に向けて熱負荷などの工学的課題を乗り越える必要があるとし、自社の開発・エンジニアリングのノウハウを活かしてフュージョンエネルギーの早期実現に貢献していく姿勢を示した。

なお、本プロジェクトの詳細については英語版の発表資料（https://d3dfusion.org/NT-divertor）で案内されている。

本記事は京都フュージョニアリング株式会社の発表をもとに作成。

Dellows News編集部

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