真空容器を見下ろすようにして見学できます。(向かって右手)見学用の窓から見える範囲はごく限定的なので、こういう写真しか撮れません。いう旗がぶら下がっている構造物の奥に見える球体状のものが真空容器です。実際にはドーナツ状の形状をしています。度ぐらいを未完成のままにしてあり、そこから超伝導トロイダル磁場コイルを入れては、円周上を移動させて固定させていく、という作業がこれから行われます。度ほどの開口部には、形状を保つための治具が入ったままとなっています。この治具はオレンジ色で目立つので写真でも場所がわかりやすいと思います。左手に見える青い装置は、中性粒子ビームの入射装置です。燃料となる水素などの中性粒子を一旦イオン化して電磁的に加速し、最後に電子を加えて再度中性化して、真空容器内に打ち込む装置です。燃料を注入するための装置という意味と同時に、加熱装置としての意味があります。次に場所をうつして、超伝導トロイダル磁場コイルが仮置きされている場所へ連れて行ってくれました。フランスとイタリアが製造を担当しています。いう名前がついています。続いて液体ヘリウムを使った冷却システムへ案内されました。冷やすための装置です。装置としてはエアコンと同じ熱交換機式で、液体ヘリウムをいったん圧縮して温度を高くして、そこから熱を奪った後、圧力を下げてやることで冷却します。そのために中心となる施設は圧縮ポンプです。メーカーはドイツの会社だそうですが、この機械自体はフランス製だそうです。液体ヘリウム冷却装置の圧縮ポンプ装置の色使いとかがヨーロッパっぽいです。気圧まで圧縮するそうです。続いて電源施設を見学しました。電源は直流電源が必要になり、さらに大電流が必要、かつ、急激な電流変化が必要な場合もある、ということで、かなり特殊な装置が色々つながっているようです。気になったのは「電線」です。電源から真空容器へ電気を送る電線は、普通のケーブルではなく、ものすごくしっかりした金属角材でした。あれだけの断面積が必要ということなのでしょう。写真を見ても、支持構造物ばかりで電線がないやん、と思うのではないかと思いますが、写真に写っている銀色の、平行して並べて設置された金属の板のようなものが電線です。保管場所を案内されました。超伝導とは違い、常伝導コイルです。磁力を発生させるために電気を通すとコイル自体がかなり発熱します。写真でコイルに青い装置がついていますが、これはコイルの水冷装置です。見学用のスペースの目の前には、上記のトロイダルコイルが見えています。真空容器が保管されています。見難い位置にあります。実験で出た中性子によって若干放射化していて、それが崩壊して放射化が収まるまで保管されることになるそうです。年ぐらいのスパンだそうです。年ほどで廃棄できるようになるようです。高周波加熱装置の見学は、午前中のツアーには組み込まれていたようですが、午後のツアーは人数をさばくためにツアーから外れていました。高周波加熱装置の見学を担当している職員の方が、暇だったのか独自にその装置だけの見学ツアーを集客をしていたので、そちらにも参加して見せてもらうことができました。高周波源となるジャイロトロン東芝製のジャイロトロンは、現時点では世界最高クラスの性能を持っているそうです。つのジャイロトロンで対応しているのも珍しいそうです。ちなみに製造している会社は現在も「東芝なんとか」、という名前のままだそうですが、東芝の粉飾会計問題で会社まるごとキヤノンに売られてしまって、現在はキヤノンのグループ会社となっているそうです。東芝は本体で原子力をやっているので、こういう関連会社を維持する意思があったと思いますが、キヤノンがこの事業を続けてくれるのかちょっと不安です。こちらが高周波加熱装置の本体です。器の高周波加熱装置が写っています。つめの装置には刺さっていません。つめの装置に本来は刺さっているジャイロトロンが、単体で展示されていたジャイロトロンということです。台になるそうで、この写真の奥の方にも、手前の方にも、建物内にはまだ空きスペースがあり、設置工事の準備が行われていました。この装置で作られた高周波は、導波管を使って真空容器に導かれます。新たに試される回転する平面鏡と固定局面鏡により、真空容器内の狙った場所に高周波を送り込めるような独創的な形状をしています。高周波なので普通の、例えばダイポールとかのようなアンテナという概念とは全く異なる姿をしていますが、普通に鏡で反射とかできると聞くと、電波ではなく、光の領域に近づいているんだなぁと思います。反射時のロスにより鏡が熱を帯びるため冷却が必要ですが、可動式平面鏡はその名の通り可動部があるため、動作を繰り返しても信頼性のある冷却システムが課題で、今回は冷却系にジャバラ状の部分がまったくない独自の方式が試されます。可動部の潤滑は、オイルなどをまったく使わない乾式が用いられます。アンテナ自体は真空容器内にあるため、冷却、潤滑などに使う水はオイルが少しでも漏れると大問題になるため、このあたりの設計がとても難しいそうです。紅葉していてとても綺麗でした。並木道こんな感じで見学してきました。発電には至りませんが、それでもこれだけ最新の技術を投入していく必要があります。技術レベル的には同じ時代ということもあり、似たようなもののようですが、規模が違うので、実証試験としては意味があるものができるはずです。うちには核融合発電が実用されるところを見てみたいと思っているのですが、間に合うのかどうか微妙な感じ、というのが今回の見学で感じた感想でした。核融合科学研究所オープンキャンパスコメントをどうぞ岐阜県土岐市にある核融合科学研究所のオープンキャンパスに行ってきました。つの大きな研究施設があります。いうトカマク型の核融合炉の実験施設がありました。こちらの核融合科学研究所で、こちらにはヘリカル型の核融合炉の実験施設があります。呼ばれる核融合炉の実験施設があります。駐車場は施設の中にありますが、施設の正面写真を撮りたくて、一旦玄関に戻って撮ってみました。億度を超える超高温のプラズマを、ある程度の時間維持するための実験を行っています。トカマク型実験炉と比べ、ヘリカル型の実験炉では、プラズマを長時間維持できるということが長所です。時間以上といった長時間にわたり高温のプラズマを維持することができていますが、核融合を実現できる超高温までにはプラズマの温度を上げきれていないのが現状です。プラズマを付けるための実験を行う時に使うコントロールルームを見に行ってみました。コントロールルームなにやらロケットの発射管制室と似てますね。「下町ロケット」という番組のロケで、このコントロールルームが、ロケット発射の管制室としてロケに使われたそうです。内部で、実際にプラズマを付ける実験を行った時の様子を録画してあったものを繰り返し流していました。建物へ移動する途中、庭でプラズマくんと一緒に踊ったりして遊ぶイベントをやっていました。庭で行われていたプラズマくんと踊るイベントなんじゃ、こりゃ、という感じですが、このオープンキャンパスイベントは、私のようなおっさんに核融合の最新の研究、実験状況を伝えるイベントであると同時に、土岐市など、地元の方に、施設に親しんでもらうためのイベントでもあるわけです。このような子供向けのイベントは、主に後者の目的で行われていて、このようなイベントを目当てに、周辺に住んでいるお母さんが子供を連れてやってきたりしていました。いう感じでもあります。いう名称は、その心臓部となるドーナツ型の真空容器と、そのすぐ周辺に着く電磁石の部分を指して使われることが多いです。上の写真では、その真空容器は、周辺装置の中に埋もれていて、まったく見えていません。装置の周辺を専門家に引率してもらって、説明を聞きながら一周するツアーがあります。つけて、中をのぞけるようにしてある場所が設けられました。この写真がそののぞき窓です。真空容器のぞき窓のぞき窓になっている部分から真空容器の中まで見えているのは、おそらく、真空ポンプ自体を整備などのために分解してしまっているためなのだと思います。おなじみの、ヘリカルデバイス特有のねじり構造の内壁が見えているのがわかります。真空容器の中身こんなものが自分の目で直接見れる一般公開ってなかなか凄いですよね。イベントの目玉である真空容器内部の見学ができました。周囲をぐるりと回って歩きます。真空容器の周囲には、プラズマの温度を上げるための各種の加熱装置が連なっています。イオンサイクロトロン共鳴加熱装置この写真はイオンサイクロトロン共鳴過熱装置という装置です。電磁波を真空容器内に入れて、それが真空容器内にあるプラズマの運動と共鳴するように周波数を適切に設定すれば、プラズマの運動が加速されて、過熱できるという装置です。写真左手にある配管のように見えるものは導波管で、これを通って電磁波が送り込まれます。途中で分岐して下の方向に伸びている部分がありますが、これはチューニング装置です。管内の下の方には液体が入っていて、液面の高さを変えることでチューニングを行うそうです。液体が何なのかは我々のツアーについてくれた方がこの装置の直接の担当者ではないためにご存知ではありませんでしたが、たぶん水だと言ってました。チューニングは容器内のプラズマの状況を検出して、それに適した周波数になるように行われます。検出からチューニング完了までは数秒単位の時間がかかるそうですが、そんなゆっくりした対応で全然問題ないそうです。そんなゆっくりでよいので、液体をチューニング用のパイプにポンプで送り込んだり抜いたりするというような時間のかかりそうな方法で問題ないのでしょう。続いてこちらは、電子サイクロトロン共鳴加熱装置です。先ほどの装置とほぼ同じもので、電磁波をチューニングして真空容器内へ入れてプラズマを加熱する装置です。先ほどの装置との違いは、電子を加熱することを目的としていることです。電子を加熱するために必要な電磁波は周波数がかなり高く、それに伴い装置の形状や導波管の大きさなど、随所に違いが出てきています。導波管がカクカクと曲がっていたので損失が気になって、なぜそんな風にしてあるのか聞いてみると、中性子が発生すると、まっすぐな導波管だと外に出やすくなってしまうので、多少の損失は覚悟でカクカクと何箇所かで曲げているのだそうです。見出しを付けましたが、この写真に写っているいちばんメカメカしい部分は、導波管の真空状態を保つための真空ポンプです。プラズマ実験をする時は、真空容器自体を巨大な真空ポンプで引き続けて真空を保ちますが、このようにあちこちに小さな真空ポンプがあって、真空容器に接続された配管類なども常に真空引きが行われています。流れ出て行ってしまうということはありません。年間行えるように地元自治体との合意がついに得られました。これまでの水素を使った実験とは違い、かなりの量の中性子が発生することとなります。以上の厚さのコンクリートで覆われており、中性子はほぼ吸収されてしまい、問題あるような量の中性子が環境へ放出されることがないようになっているのは、元々そのようになっているのですが、建物内の装置は、これまであまり中性子が発生しない水素を使った実験を前提に作られているため、装置自体に対する中性子対策があまりされていなかったそうです。装置の周りに、ポリエチレンのカバーを設置するという、ちょっと泥縄的な感じに見える対策を行っていました。下の写真がそのカバーです。本体である真空容器なのか全然わかりません。研究所の方に聞いてみると、あそこは真空容器が直接見えてます、と教えてくれました。本ほど付いている装置がありますが、これが真空容器の外周部分です。本当にチラりとしか見えてないのでした。今の装置には発電する機能は全くありませんが、これで発電するようになると、この隙間のないところに、さらに核融合で発生したエネルギーを熱エネルギーとして取り出し、発電するための装置も付くことになります。今の状況を見ていると、とても無理そうですが、技術の進展で現在ある装置のそれぞれが小型化するであろうことと、実際に発電に使われる装置では、真空容器自体がもっと大きくなる予定であることなどから、まぁ置けなくもないようになるのでしょう。研究所の方に聞いてみると、上の方にある窓を教えてくれました。見下ろしてもらうという企画もあったようなのですが、通路が狭いため、大勢を入れると混乱してしまうということで、少なくとも今年の公開では行われませんでした。設置されている部屋に見学者が入ってくる時に、巨大な開口部を通って入ってきます。設置された部屋の巨大な開口部この開口部をふさぐために、もちろんそれをカバーできるだけの扉があります。以上のコンクリートの遮蔽の一部なので、ものすごく厚くて重い扉です。