資料4-2 アクションプラン項目別記載案(レーザー方式)

X.レーザー方式

X.1原型炉との共通開発項目(2015-2028)
X.1.1 炉心プラズマ計測用先進レーザー開発(C1/大/産/J/N)
YAG透明セラミックス製造技術、ファイバーレーザー発振器、増幅器、アクティブミラー方式を採用したLD励起固体レーザー増幅器、冷却Yb系材料による高効率化、高効率な高次高調波発生技術などを組み合わせることで、20kJ/10Hzクラスのレーザーが開発可能である。高効率で高安定なレーザーの開発を技術移転することで、原型炉においても常時モニターを提供出来る可能性がある。

X.1.2 炉心プラズマ計測用光学素子の開発(大/C1/J/N/産)
耐放射線に優れ、ダメージを起こしにくく、大型の光学素子が利用可能になれば、原型炉等においても常時プラズマの状態を診断しながら、オペレーションすることが可能になる。炉心プラズマ直近で透過型の光学素子の利用は極めて困難と予測されるため、反射光学系の耐放射線特性を調べることで、原型炉への適応性を明らかにする。透過型光学素子についても対放射線特性を調べ、真空シールドガラスの位置を決定出来るようにする。

X.1.3  壁・プラズマ相互作用の総合的理解(C1/N/J/大)
熱負荷や中性子負荷を受けた材料の特性や損耗過程をポンプ-プローブ法を活用して測定し、レーザー核融合プラズマ研究のために開発したコードによる計算結果と比較することで、物質とプラズマの境界領域の物理を体系化し、ダイバータシミュレーションコード及び原子分子過程・壁相互作用のモデル化の高精度化に貢献する。

X.1.4  リチウム-鉛液体壁開発(大/C1/N/J)
レーザー方式原型炉ではコンパクトな炉を指向して、リチウム-鉛を用いた液体壁が検討されている。液体壁の開発は、原型炉開発においても先進ブランケットとしての利用が期待される。現在は、レイノルズ数を合わせた水による模擬実験が行われている。レーザー方式の原型炉に必要な20cm厚の液体壁の形成、リチウム-鉛の循環方法(耐腐食ポンプの開発)を開発する必要がある。 

X.2.1 炉心プラズマ実験(C1/N/大)
FIREX-Iで導入したスキームの自己点火への外挿性を実験的に適切に評価した上で、国際連携協力のもと、自己点火を目指した実験を行う。

X.2.2 炉心プラズマ設計(C1/N大)
FIREX-I実験の成果をベースに、自己点火更に高利得へ向けたターゲットデザインを行う。不確定な物理については、炉心プラズマの要素実験を行い解決していく。

X.3.1 大量ターゲット製造技術(C1/大/N/産)
ターゲットのテンプレートとなるアブレーターの大量生産及び検査選別の自動化の検討を進めた上で、DT燃料封入装置の設計を行い、ターゲットの大量生産に関する見通しを付ける。また、製造したターゲットをターゲット入射装置にまで送り込む部分に関しても設計を行い、高繰り返しレーザー照射装置に向けた設計を行う。

X.3.2 ターゲット入射技術(C1/大/N/産)
レーザー型原型炉においては、16Hzのターゲット供給が必要である。現在、ターゲットを入射装置が製作され、実験が進められている。この装置で得られた成果を元に、高繰り返しレーザー照射実験に向けた装置の設計を行う。

X.3.3 ターゲット追尾装置(C1/大/N/産)
ターゲット追尾に関しては、位相共役鏡を用いたパッシブな方法と、受像センサーとピエゾ駆動ミラーを組み合わせたアクティブな方法が検討されている。それぞれについて、実際にレーザー原型炉レベルに適用可能かどうかを見極めた上で、高繰り返しレーザー照射実験に向けた装置の設計を行う。

X.3.4 トリチウムの大量貯蔵・ハンドリング技術(C1/大/N/産)
遺漏を考慮したトリチウムの貯蔵、供給、回収系の概念設計を行い、その後詳細設計を行う。試験装置を製造し、その動作を確認する。

X.4 レーザー原型炉設計(C1/大/N/J/産)
2025年の段階で、繰り返しレーザー照射実験装置の要素技術の設計活動が終わり、全体を統合したシステム設計が可能になる。レーザー型原型炉に関しては、2030年以降に全体を統合したシステム設計が可能になる。


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-- 登録:平成28年02月 --