参照元
核融合炉の効率的な燃焼制御への道筋を切り開く〜炉心プラズマの加熱に必要な高速ヘリウムを閉じ込めつつ、 不要な低速ヘリウムを選択的に排出する条件を発見〜
　2022-10-24 量子科学技術研究開発機構
　発表のポイント
　
・核融合反応を促進する高速ヘリウムによるプラズマ加熱と、核融合反応を阻害する低速ヘリウムの炉心からの排出を両立できる条件を世界で初めて明らかにした。
・欧州の核融合実験装置JETにおける実験結果を、核融合専用スーパーコンピュータJFRS-1（通称六ちゃん-II）を用いて解析した結果から得られたものである。
・今後、JT-60SAやITERによる実験を通じて検証を行い、核融合炉の性能向上に向けた制御手法の開発等につながることが期待される。

　概要

　国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構（理事長 平野俊夫、以下、「量研」という）は、核融合反応により発生した高速ヘリウムを炉心プラズマ中に閉じ込めてプラズマ加熱に利用することと、エネルギーを失い核融合反応を阻害する低速ヘリウムを炉心から選択的に排出することを両立できる条件を世界で初めて明らかにしました。
　核融合炉では、重水素と三重水素を燃料とする核融合反応によって、高速ヘリウムが生成されます。核融合実験炉ITERにおいては、高速ヘリウムをプラズマの加熱に利用することで、核融合反応を起こすため外部から投入したエネルギーの10倍（エネルギー増倍率）以上のエネルギーを発生することを目標としています。一方で高速ヘリウムは、プラズマを加熱してエネルギーを失って低速ヘリウムとなり、炉心プラズマに蓄積します。この低速ヘリウムは、燃料を希釈し核融合反応を阻害します。よって、効率的な運転には、高速ヘリウムでプラズマを加熱しつつ、この低速ヘリウムを排出することが必要不可欠ですが、低速ヘリウムのみを選択的に排出する条件が明らかにされていませんでした。
　今回、量研は、欧州の核融合研究機関コンソーシアムであるEUROfusionおよび東京大学との国際共同研究により、欧州にある核融合実験装置JETにおいて生成されたプラズマの高速および低速ヘリウムの振る舞いを数値実験により調べました。日欧で進める幅広いアプローチ活動（BA活動）の下で量研六ヶ所研究所に設置された核融合専用スーパーコンピュータJFRS-1（通称六ちゃん-II）において、数値実験を実施しました。数値実験で、プラズマに流す電流の分布を最適化することにより、高速ヘリウムによるプラズマ加熱と低速ヘリウムの炉心からの排出を両立できる条件を世界で初めて明らかにしました。これは量研が進める数値トカマク実験（NEXT）計画の主要な成果でもあります。
　本成果は、世界で特に権威のある学術雑誌の一つであるNature Communications 2022年7月8日号にも掲載されました。
（後略）