核融合実験炉「ヴェンデルシュタイン7-X」が新世代の核融合炉の実装を後押し

by Max-Planck Institut für Plasmaphysik

プラズマ放電によりエネルギーを生み出す核融合実験炉「ヴェンデルシュタイン7-X」の研究が見直され、実装されていたシステムの最適化が「間違いではなかった」ということが思考実験により示されました。

Demonstration of reduced neoclassical energy transport in Wendelstein 7-X | Nature
https://doi.org/10.1038/s41586-021-03687-w

The Wendelstein 7-X concept proves its efficiency | Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
https://www.ipp.mpg.de/5125328/05_21

ヴェンデルシュタイン7-Xはドイツ・グライフスヴァルトに設置された核融合実験炉です。原子核融合反応を利用した原子炉である核融合炉については、超高温のプラズマを閉じ込める磁場閉じ込め方式と呼ばれる手法が次世代の技術として注目されており、ヴェンデルシュタイン7-Xはこの磁場閉じ込め方式の実験を可能とする実験炉です。

磁場閉じ込め方式はコイルをドーナツ状に巻いて電流を流し、発生した磁場の中にプラズマを閉じ込めるという方式をとるものですが、コイルの巻き方によって「ヘリカル型」と「トカマク型」の2種類に分かれます。ヘリカル型はトカマク型に比べて定常運転がしやすい反面、プラズマの損失が多く、設計が困難という問題があります。ヴェンデルシュタイン7-Xはヘリカル型の実験炉で、「プラズマの損失を減らすこと」を最重要目標としています。

by Anita Gould

今回研究を主導したマックス・プランク・プラズマ物理学研究所のクレイグ・ベイドラー氏は、ヴェンデルシュタイン7-Xがプラズマの閉じ込めに最適化されているものの、果たして実際に望ましい効果をもたらしているのかと考え調査を開始しました。

以前の実験で確立されたプラズマ放電のデータを基に思考実験を行ったところ、「ヴェンデルシュタイン7-Xが最適化されていなかったら」と想定したケースでは、プラズマの損失が加熱のための電力を上回ってしまったとのこと。このことから、ベイドラー氏は「最適化されたヴェンデルシュタイン7-Xはプラズマの損失を減少させることに成功している」と結論付けました。

ベイドラー氏は「核融合研究の目的は気候と環境に優しい発電所を開発すること」と述べ、ヴェンデルシュタイン7-Xのプラズマ閉じ込めの品質を、競合するトカマク型施設のレベルに到達させることを目標として研究を進めています。