概要

本プロジェクトでは、核融合反応を発電や様々な場面で利用するフュージョンエネルギーシステムの設計や性能試験をデジタル空間上で行える多様なバーチャルラボラトリ（仮想実験室：Vラボ）を構築します。
デジタル空間上でフュージョンエネルギーシステムにおけるプラズマ（電離したガス）の状態や構成機器の複雑性と時空間スケール（時間的・空間的な広がり）を再現するために、時間軸・空間（座標）軸・速度軸・物理量などが組み合わされた「超次元データ空間」を新たに定義し、その特異な空間の特性を組み込んだ計算手法を確立します。さらに、その計算手法を「超次元状態エンジニアリング」として応用できるようにするために、革新的なAI/データ駆動科学技術を開発します。こうした革新的なAI/データ駆動科学と、数理科学、フュージョンエネルギー科学など異分野の知見を融合させたVラボを構築し、デジタル空間上で未来（次世代）のフュージョンエネルギーシステムの要素技術やシステム全体の性能予測（未来予測）が可能になることを目指します。
また、Vラボの社会実装を促進し、Vラボの性能予測の精度を飛躍的に高めるため、フュージョンエネルギー科学分野で用いられている計算（シミュレーション）プログラム、実験データ、計算データ、ドキュメントなどを信頼性にもとづいて共有できる「フュージョンデータスペース」（デジタル空間上の超巨大仮想図書館）を新たに創設します。

図1. Vラボによる次世代フュージョンエネルギーシステム設計のイメージ（出典：AIによる生成）

本プロジェクトによって、リアル空間では多大な時間とコストを要する試行錯誤（試作機を開発し性能試験を行うこと）のプロセスを大幅に低減させることで、多様なフュージョンエネルギーシステムの早期の社会実装やコスト削減を実現し、フュージョンエネルギーが供給される社会を目指します。

2034年までのマイルストーン

革新的なAI/データ駆動科学や数理科学の知見を組み込んだ汎用型Vラボ（ジェネリックVラボ）に連携する「フュージョンデータスペース」のデータベースについて、データ量と情報の多様性を世界トップレベルまで拡充します。
さらに、このジェネリックVラボを共通基盤として、デジタル空間上に構築した3種Vラボ（①磁場閉じ込め方式、②磁場閉じ込め方式以外のフュージョンエネルギーシステムおよび③中性子照射などの材料実験施設）において、リアル空間の既存装置の実験結果を使ってベンチマークを行い、これら3つ全てのVラボがリアル空間の既存装置の実験を再現することを実証します。

2029年までのマイルストーン

ジェネリックVラボを構築し、さらに新たに設ける「フュージョンデータスペース」と連携させます。
さらに、このジェネリックVラボを共通基盤として、デジタル空間上に構築した3種Vラボにおいて、リアル空間の既存装置の実験結果を使ってベンチマークを行い、3つのVラボのうち1つがリアル空間の既存装置の実験を再現することを実証します。

研究開発項目および成果概要（クリックすると、それぞれの成果概要に遷移します）

• [1] ジェネリックVラボ
• [2～4] VラボA、B、C
• 成果概要一括ダウンロード（445 KB）

課題推進者

PDFダウンロード

• プロジェクト概要（253 KB）

• 実施状況報告書
  • 2024年度版（795 KB）