プロジェクト紹介

奥野 広樹PM 写真

目標10 研究開発プロジェクト（2024年度採択）革新的加速技術による大強度中性子源と先進フュージョンシステムの開発

プロジェクトマネージャー(PM)奥野 広樹理化学研究所 仁科加速器科学研究センター 核変換技術研究開発室　室長

概要

核融合分野へ新たな加速器技術を展開させることで、フュージョンエネルギー開発にパラダイムシフトを生み出すために、革新的加速器技術の大強度化及びコンパクト化を実現します。
大強度化のためには、革新的なアンペア級ビームの加速器技術を確立し、核融合材料照射施設（IFMIF）を上回る中性子量を発生させ、核融合炉材料の開発を加速します。
コンパクト化を実現するためには、自動サイクロトロン共鳴加速器により加速されたイオンを直接プラズマに入射・加熱することで、ビーム駆動型の小型核融合炉の成立性を検証します。また、自動サイクロトロン共鳴加速器内でジャイロ加速されるビームを直線的に取り出す技術を確立して、広範な応用を展開させます（図1）。
これらの研究開発プロジェクトの実現により、「燃料を輸入に頼らず自給できる社会」、「高レベル放射性廃棄物を増やさない社会」、「核融合炉と共存できる社会」、「人類未踏の空間（深海や惑星間移動等）での活動を支援するエネルギー源」がある未来社会を目指します。

図1. ジャイロ加速されたビームの直線取り出し

図1. ジャイロ加速されたビームの直線取り出し（出典：AIによる生成）

2034年までのマイルストーン

【アンペア級ビーム加速器技術の開発】

フュージョンエネルギーにパラダイムシフトを起こす加速器の実現のために、革新的加速器の全体設計を完了します。

【自動サイクロトロン共鳴加速器の開発】

核融合システムの多様性を実現するために、ビーム駆動核融合システムの基本設計を実現します。

2029年までのマイルストーン

【アンペア級ビーム加速器技術の開発】

フュージョンエネルギーにパラダイムシフトを起こす加速器の実現のために、要素技術を確立します。ここでいう要素技術は、ビームシミュレーション技術、イオン源技術、高周波加速共振器技術、高磁場ソレノイド技術、標的技術を含みます。

【自動サイクロトロン共鳴加速器の開発】

世界で初めて自動サイクロトロン共鳴加速器におけるイオン加速を成功させ、ジャイロ加速されたイオンビームをソレノイドの外に散逸無く取り出す独自の技術を確立します。これにより、核融合システムの多様性を実現する事の可能性を示します。

課題推進者

研究開発項目[1-1][1-3][2-2-1] 奥野 広樹 理化学研究所 仁科加速器科学研究センター 核変換技術研究開発室　室長
研究開発項目[1-2] 青木 孝道 株式会社日立製作所 研究開発グループ 電磁応用システム研究部　主任研究員
研究開発項目[2-3-1] 平塚 淳一 量子科学技術研究開発機構 那珂フュージョン科学技術研究所　主任研究員
研究開発項目[2-3-2] 中野 治久 自然科学研究機構 核融合科学研究所　准教授
研究開発項目[2-4-1] 石 禎浩 京都大学 複合原子力科学研究所　准教授
研究開発項目[3-1] 長谷川 純 東京科学大学 総合研究院 ゼロカーボンエネルギー研究所　准教授

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