-2030年代の発電実証を目指すFASTプロジェクトのダイバータプラズマの研究に取り組む-
国立大学法人東京大学（以下、東京大学）、Starlight Engine株式会社（以下、Starlight Engine）、京都フュージョニアリング株式会社（以下、京都フュージョニアリング）は、2030年代の発電実証を目指すFASTプロジェクトのダイバータプラズマの研究について、共同研究契約を締結したことをお知らせします。
■共同研究契約締結の背景
フュージョンエネルギーの早期実現に向け、世界中で開発競争が加速するなか、2030年代の発電実証を目指す民間主導の産学連携プロジェクトとして2024年11月に「FAST」が始動しました。FASTのプラズマの閉じ込め方式には、最も多くの研究と実験データがあり、コスト管理と技術リスク管理が可能なトカマク型を採用しています。事業主体であるStarlight Engineをはじめ、日本を代表する核融合研究者と京都フュージョニアリングを含む産業パートナー、国際連携パートナーが連携し、プロジェクトを推進しています。
フュージョンエネルギープラントにおいて、高熱負荷条件下での安定的な運転を実現するためには、炉心から不純物を効率的に炉外へ排出するダイバータの設計が重要です。そのためには、ダイバータ領域におけるプラズマ特性を理解し、それに基づいた最適なダイバータ設計を導き出すことが欠かせません。そこで、東京大学大学院新領域創成科学研究科とStarlight Engine、京都フュージョニアリングは、ダイバータプラズマの研究について共同研究契約を締結しました。
東京大学の梶田信教授は、プラズマ計測およびプラズマ–材料相互作用の分野において第一線で活躍する研究者です。研究室ではプラズマの制御に不可欠なプラズマ計測手法の開発に加え、炉壁材の相互作用の解明を軸とし、プラズマにより表面改質した金属や金属酸化物を用いた新規機能材料の応用研究を行っています。また林祐貴助教は、核融合科学研究所（NIFS）を経て現職を務め、ダイバータ領域に流れ込むプラズマを制御し熱負荷を抑えるのに有効と考えられている非接触ダイバータプラズマに関する研究などの実績と知見を有しています。両名が有する高度な専門性に、京都フュージョニアリングやStarlight Engineの技術力とプロジェクト推進力を掛け合わせることで、FASTに最適なダイバータの設計および運用方針の確立に取り組みます。
■共同研究契約内容
本研究は林祐貴助教を研究代表とし、FASTに適したダイバータの設計および運用方針の確立を目的として、ダイバータの設計と運転シナリオに影響する熱負荷・粒子輸送・プラズマ-壁相互作用に関する評価を行います。
具体的には、1次元プラズマ輸送シミュレーションにより、以下の項目について検討を進めます。
・目標とするダイバータ定常熱負荷に対する、不純物ガスパフによる放射冷却やリサイクリング率の検討
・荷電交換による第一壁への中性粒子フラックスの見積り
・ダイバータの熱負荷を境界条件とした場合に、そこから許容できるペデスタルの温度密度を提供
■3者からのコメント
東京大学大学院新領域創成科学研究科 教授 梶田 信 / 助教 林 祐貴
Starlight Engine、京都フュージョニアリングとの共同研究を通じて、産学連携プロジェクト「FAST」に関われることを嬉しく思います。フュージョンエネルギーの実現には、プラズマと材料の相互作用の理解は必要不可欠です。我々のこれまでの研究成果と知見を活かし、FASTのダイバータ設計に貢献してまいります。
Starlight Engine株式会社 代表取締役社長CEO 菊地 清貴
FASTを構成する機器やシステムの開発のためには、豊富な知見を持つ研究者の皆様との連携が欠かせません。研究代表を務めていただく林助教とプラズマ計測・材料相互作用の専門家である梶田教授とともに、ダイバータプラズマの研究を行えることを大変心強く思います。
京都フュージョニアリング株式会社 代表取締役社長 COO 世古 圭
ダイバータはフュージョンプラントを構成する重要機器であり、その設計のためにはダイバータプラズマの研究が不可欠です。この分野の最前線で研究活動を行われている梶田教授と林助教の優れた知見と、当社が有する炉工学の知見を掛け合わせることで、FASTの重要な設計をまた一つ前に進めることができると確信しています。
