世界最大のトロイダル磁場コイルケース、中国・合肥で完成　核融合実用化へ一歩

核融合エネルギーの実用化に向けた国際ニュースです。核融合技術の総合研究施設プロジェクト（CRAFT）で使われるトロイダル磁場（TF）コイルケースが、中国東部・安徽省合肥市で完成し、世界最大規模の部品として納入されました。

世界最大のTFコイルケースとは

今回完成したトロイダル磁場（TF）コイルケースは、核融合装置の磁場システムを支える中核部品です。トロイダル磁場コイルの骨格となる構造体であり、「主な荷重を支える構造部材」として設計されています。

TFコイルケースの主な役割は、以下の2つです。

• トロイダル磁場コイルの巻線（ワインディング）を保護する
• ポロイダル磁場コイルなど、ほかの超電導磁石を支え、固定する

今回のコイルケースは、極低温環境に耐えるオーステナイト系ステンレス鋼「316LN」と「316LMn」で製造されました。大きさは約21メートル×12メートル、重量は約400トンに達し、現時点で世界最大のトロイダル磁場コイルケースとされています。

国際熱核融合実験炉（ITER）で使われる同種の部品と比べると、サイズは約1.2倍、重量はおよそ2倍にあたります。大型化と高重量化は、精密な溶接技術や加工技術、輸送・据え付けのノウハウが求められる難しいプロジェクトだったことを示しています。

核融合装置の「背骨」を担う重要部品

核融合装置では、超電導磁石によって強力な磁場をつくり出し、その中に高温の燃料を閉じ込めます。今回のTFコイルケースは、その磁石システム全体を機械的に支える「背骨」のような存在です。

主なポイントを整理すると、次のようになります。

• トロイダル磁場コイルを外側から包み込み、外力や電磁力から守る
• ポロイダル磁場コイルなど、複数の超電導磁石を一体として支え、位置を安定させる
• 極低温での運転に耐える素材と構造が求められる

こうした要求を満たすために、大型でありながら高い精度と強度を両立させた設計・製造が行われました。今回の納入は、CRAFTプロジェクトにとっても核となるハードウェアが一段階完成したことを意味します。

核融合エネルギーの商業化へ向けた一歩

今回のTFコイルケースの完成と引き渡しは、核融合エネルギーの商業化に向けた重要なマイルストーンと位置づけられています。大型の超電導磁石構造物を設計し、製造し、実際に納入するまでの一連のプロセスは、今後の実用炉設計にも直接生かされる可能性があります。

プロジェクトで培われた技術は、次のような分野でも応用が期待されています。

• 宇宙・航空分野（aerospace）
• エネルギー機器分野（energy equipment）
• 海洋工学分野（marine engineering）

核融合研究を進めることは、単に新しい発電方式を目指すだけでなく、周辺の産業技術全体を底上げする効果ももたらします。

エネルギーの未来をどう描くか

脱炭素や安定した電力供給が課題となるなかで、核融合エネルギーは次世代の選択肢の一つとして注目されています。今回のような大型コイルケースの開発は、目に見えにくいものの、実用化に向けた基盤を一つひとつ積み上げていくプロセスだと考えられます。

私たちにとって重要なのは、こうした技術が社会全体のどのような未来像につながるのかを考え続けることです。

• 安全性やコストの課題をどう乗り越えるか
• 再生可能エネルギーとの組み合わせをどう設計するか
• エネルギーをめぐる国際協力をどう進めるか

中国東部・合肥で進む核融合関連プロジェクトの一歩は、エネルギー政策や国際ニュースに関心を持つ私たちにとっても、長期的な視点で考えるきっかけを与えてくれる出来事と言えそうです。

Reference(s):

World's largest toroidal field coil case delivered in E China's Hefei

cgtn.com