資料1-1 進捗状況について-BA活動(日本原子力研究開発機構)

1.計画名    

幅広いアプローチ活動

2.実施機関名      

独立行政法人 日本原子力研究開発機構

3.計画の概要 

 核融合原型炉の実現に必要な炉工学研究やITERだけでは実施できないプラズマ物理研究など日欧共通の関心課題について、ITER計画と並行して補完的に取組む先進的核融合研究開発のことである。文部科学省に設置されたITER計画推進検討会による検討を経て選定された、原型炉設計・研究開発調整センター、ITER遠隔実験研究センター、核融合計算機シミュレーションセンターからなる国際核融合エネルギー研究センター(IFERC)事業【青森県六ヶ所村】、サテライト・トカマク計画(JT-60SA)【茨城県那珂市】、国際核融合材料照射施設の工学実証・工学設計活動(IFMIF/EVEDA)【青森県六ヶ所村】が実施されている。日欧で取決めた幅広いアプローチ協定は、2007年2月に署名、同年6月1日に発効した。総経費は、日欧が920億円を半分ずつ分担する。また、幅広いアプローチ協定に基づく実施機関として、文部科学大臣が日本原子力研究開発機構を指定した。

4.主な研究計画及び達成目標  

 【主な研究計画】実施期間:10年間
マル1 原型炉設計・研究開発調整センター: 2010年度までに準備・調査し、2011-2017年度でR&Dと設計を本格実施。
マル2 ITER遠隔実験研究センター:2012年度より設計・検討・整備を実施し、2015-2017年度で運転を予定。
マル3 核融合計算機シミュレーションセンター:2011年度に計算機の搬入・据付けし、2011後半-2017年で計算機運用。
マル4 国際核融合材料照射施設の工学実証・工学設計活動(IFMIF/EVEDA):2013年度までターゲット系・試験設備系開発、工学設計を実施し、2017年度まで加速器系開発を実施する予定。
マル5 サテライト・トカマク計画(JT-60SA): 2007年度より機器の設計・製作を開始し、2012年度までに既存設備を解体して組立開始し、初プラズマを2015年度末に得て実験運転開始予定。

【達成目標】以下を実施して、核融合エネルギーの早期実現に資する。
マル1 原型炉設計・研究開発調整センター:概念設計を実施し、核融合原型炉の共通概念を確立する。また、早期に必要な物理的、工学的課題についてR&D項目を抽出する。
マル2 ITER遠隔実験研究センター:ITER実験施設とITER遠隔実験センターを高速ネットワークで結び、日欧のセンターからITER参加極の研究者がITERの実験条件の提案・データ収集・解析などを行う。
マル3 核融合計算機シミュレーションセンター:ITERの燃焼プラズマ挙動、サテライト・トカマク装置の先進定常プラズマ挙動、次世代核融合設計、先進材料開発などに関連するシミュレーションを実施する。
マル4 国際核融合材料照射施設の工学実証・工学設計活動(IFMIF/EVEDA):IFMIFの主要機器である加速器系、ターゲット系、テストセル系の原型装置を整備し、その工学実証を行うとともに、IFMIFについて統合設計を行う。
マル5 サテライト・トカマク計画(JT-60SA):臨界条件クラスのプラズマを長時間(100秒程度)維持する高性能プラズマ実験を行うとともに、原型炉で必要となる高出力密度を可能とする高圧力プラズマを100秒程度維持する。

5.期待される成果  

マル1 原型炉設計・研究開発調整センター:核融合原型炉に関する設計仮定の吟味、コスト、工程、安全性について統一的な見解を得るとともに、抽出した早期に必要な物理的、工学的課題についてのR&D項目より予備的なR&D(低放射化構造材料、原型炉ブランケットなど)の結果を得る。
マル2 ITER遠隔実験研究センター:日欧の研究者が集い、ITER実験参加の一大拠点を形成する。
マル3 核融合計算機シミュレーションセンター:シミュレーション結果を踏まえ、ITERやサテライト・トカマク装置のプラズマ制御方法を改善し、また、次世代核融合設計、先進材料開発などにフィードバックする。
マル4 国際核融合材料照射施設の工学実証・工学設計活動(IFMIF/EVEDA):IFMIFの主要機器である加速器系、ターゲット系、テストセル系についてはその工学実証を通じて要素技術を確立するとともに、IFMIFの統合設計としてサイト要件、安全評価、運転計画などを明確化する。
マル5 サテライト・トカマク計画(JT-60SA):得られた高性能プラズマ実験の成果をITERに反映させるとともに、高圧力プラズマの結果を踏まえ原型炉の運転手法を確立する。
 また、これらの研究を通じて、ITER・原型炉開発を主導する人材を育成する。

6.進捗状況及び主な研究成果   

 IFERC事業では、2007-2009年度実施してきた原型炉の基本概念の検討やR&D活動の準備を終え、2010年度より本格的な設計活動とR&D活動を行うフェーズに移行している。これに伴い、事業チームや実施機関を増員している。
マル1 原型炉設計・研究開発調整センター:2010年度、放射性物質(トリチウムや金属放射化物など)や特定化学物質であるベリリウムを使用できる原型炉R&D棟が竣工するとともに、同棟内に実験機器などの整備もほぼ完了した。RI使用の許可は、2011年度7月に取得した。また、2011年度より原型炉技術としての5つのR&D(SiCf/SiC複合材、トリチウム技術、原型炉ブランケットのための材料工学、原型炉ブランケットのための先進中性子増倍材料、原型炉ブランケットのための先進トリチウム増殖材料)を本格開始するほか、原型炉設計の共同作業を開始している。
マル2 ITER遠隔実験研究センター:2010年度、計算機・遠隔実験棟が竣工した。
マル3 核融合計算機シミュレーションセンター: 2010年度、計算機・遠隔実験棟が竣工して、計算機の冷却施設や電源設備などを整備するとともに、高性能計算機の機種が仏・Bull社に選定された。本計算機は2011年8月から六ヶ所に搬入が開始され、2011年度中に試験的に運用開始される予定である。
マル4 国際核融合材料照射施設の工学実証・工学設計活動(IFMIF/EVEDA):2009年度、IFMIF/EVEDA 棟が竣工するとともに、実験設備・付帯設備の整備を進めた。これまでに、ターゲット系では高周波四重極加速器の調達を進めるとともに、ターゲット系ではリチウム試験ループを完成させた。しかし、完成直後発生した東日本大震災によりリチウム試験ループが被災し、架台ブレスが座屈変形するなど修復作業が必要であり、現状では予定した試験を安全に行えない状況にある。
マル5 サテライト・トカマク計画(JT-60SA):JT-60SAは、現在、建設期にあり、これまでに日欧合計15件、サテライト・トカマク総事業費に対して70%の調達取決めを締結し、2011年度には1体目の真空容器40度セクターが完成するなど機器製作が進展している。さらに、JT-60既存施設の解体など、欧州からの機器受入れ・組立て準備も着実に進展している。このJT-60既存設備の解体は、放射化した大型機器の安全な解体に必要な知識・技術基盤の形成に貢献している。また、現在、200名超の日欧研究者によって研究計画策定活動を推進中。

7.今後の主な予定(今後の課題)   

マル1 原型炉設計・研究開発調整センター:引き続き、本格化した原型炉技術としての5つのR&Dを継続するとともに、原型炉設計の共同作業を継続する。
マル2 ITER遠隔実験研究センター:施設の設計・整備に向け、体制などの検討を行う。
マル3 核融合計算機シミュレーションセンター:高性能計算機の試運転、運用を進めるとともに、高性能計算機に最適化されたシミュレーションソフトなどの開発・整備を行う。
マル4 サテライト・トカマク計画(JT-60SA):JT-60SA用超伝導コイルや真空容器などの試作・製作などを進める。また、JT-60の真空容器やトロイダル磁場コイルなどのJT-60トカマク本体の撤去と電源設備の撤去を進める。引き続き、日欧の研究コミュニティにおいて、研究計画の策定活動を行う。JT-60SAの実験が本格化する幅広いアプローチ協定の活動期間(10年間)以降の協力体制については、日欧共同で運転及び研究開発を実施することが文部科学大臣と欧州委員会で合意(2006年4月)されており、その具体的な共同実施方針に関する日欧協議を進める。
マル5 国際核融合材料照射施設の工学実証・工学設計活動(IFMIF/EVEDA):日本が分担する実験設備・付帯設備の整備を継続し、実験設備の据付け及び、運転、保守などを行うための環境整備を継続する。被災したリチウム試験ループの復旧作業を進め、本格的な実証試験を行う。 

お問合せ先

研究開発戦略官付(核融合・原子力国際協力担当)

小野
電話番号:03-6734-4163
ファクシミリ番号:03-6734-4164

(研究開発戦略官付(核融合・原子力国際協力担当))