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JT-60プラズマ加熱装置の開発・建設

JT-60トカマク装置(提供:(独)日本原子力研究開発機構)

図1 JT-60トカマク装置(提供:(独)日本原子力研究開発機構)

JT-60プラズマ加熱装置の開発・建設(提供:(独)日本原子力研究開発機構)

図2 JT-60プラズマ加熱装置の開発・建設(提供:(独)日本原子力研究開発機構)

JT-60・NBI加熱装置(提供:(独)日本原子力研究開発機構)

図3 JT-60・NBI加熱装置(提供:(独)日本原子力研究開発機構)

JT-60・RF加熱装置(提供:(独)日本原子力研究開発機構)

図4 JT-60・RF加熱装置(提供:(独)日本原子力研究開発機構)

核融合の実用化を目指した工学技術の挑戦(提供:(独)日本原子力研究開発機構)

図5 核融合の実用化を目指した工学技術の挑戦(提供:(独)日本原子力研究開発機構)

 核融合炉実現のための超高温プラズマ試験をする目的で、大型トカマク装置JT-60は茨城県那珂市にある日本原子力研究所(現(独)日本原子力研究開発機構)那珂核融合研究所に設置され、1985年から稼動を開始した(図1)。本技術のプラズマ加熱装置は、JT-60プラズマを超高温に加熱するため開発されたものである(図2)。そのプラズマ加熱装置は、異なった加熱原理に基づく2つの加熱装置、中性子入射(NBI)加熱装置(図3)と高周波(RF)加熱装置(図4)に大別され、両者並行して開発され、1987年に完成してJT-60に付加された。

 JT-60装置による20年余のこれまでの実験では、プラズマ温度5.2億度という人類が地球上で作った世界最高温度を実現する(ギネス認定済)など、数多くの世界的研究成果を達成してきた。このJT-60プラズマ加熱装置は、その後も改良研究が続行され、常に世界最高水準の運転性能を発揮してきた。特に、装置の信頼性の点で世界を一歩リードしてきたところに特長がある。また、本研究開発で得たNBI加熱技術およびRF加熱技術の研究成果は、異分野の産学研究にも応用され、波及効果の実もあげている。

 JT-60装置は、2008年8月末に一旦実験運転を停止し、2009年現在日欧協力でJT-60の超伝導化改修のための準備作業を行っている。改修後は、超伝導大型トカマク装置JT-60SAとして再登場し、新たな研究開発に供せられる予定である。

 なお、JT-60で得られた数多くの開発成果は、核融合炉実現のため次のステップである国際熱核融合実験炉(ITER)事業に反映される(図5)。

 電気学会は、この成果を称えて、岡勇蔵氏(日立製作所)、佐野圭吾氏(日本電気)、白形弘文氏(日本原子力研究所)、関長隆氏(東芝)、原田正世氏(日新電機)に、1989年、電気学会振興賞(進歩賞)を贈呈した。


文献

[1] S. Matsuda, M. Akiba, H. Shirakata, et al.、The JT-60 Neutral Beam Injection System、1987年、Fusion Engineering and Design, 5, 85.
[2] T. Nagashima, K. Uehara, H. Shirakata, et al.、The JT-60 Radio-Frequency Heating System: Description and R&D Results、1987年、Fusion Engineering and Design, 5, 101.
[3] 白形弘文、プラズマ加熱装置用電源、1980年、電気学会誌 100巻 805頁

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プラズマ加熱装置、中性子入射(NBI)加熱装置、高周波(RF)加熱装置、大型トカマク装置JT-60、イオンビーム技術、高周波増幅・制御技術、核融合
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