「人工太陽」で高温のプラズマを約18分保った 中国の核融合装置の記録の意味

編集・パクト

「人工太陽」という言葉には、心を躍らせる響きがある。中国の核融合実験装置EASTが記録を更新したというニュースは、まるで夢のエネルギーがもう手の届くところに来たかのように伝えられた。

だが、その華やかな見出しの奥で、実際に何が達成されたのか。そこを正確に知ると、この成果の本当のすごさが見えてくる。

2025年1月、中国科学院プラズマ物理研究所(ASIPP)のEASTは、閉じ込め性能の高い運転状態(Hモード)のプラズマを、1066秒、およそ18分にわたって保ち続けた。

これは当時の世界記録だった。ただし、これは「核融合発電が実現した」という話でも、「点火に成功した」という話でもない。

そもそも「人工太陽」とは何か

太陽のエネルギーを、地上で再現する

太陽は、水素を燃料にした核融合反応で、光と熱を生み出している。軽い原子核同士がぶつかって、より重いヘリウムの原子核になるとき、質量の一部が莫大なエネルギーに変わる。

この反応を地上で起こし、発電に使おうというのが、核融合発電の基本的なアイデアだ。EASTのような装置が「人工太陽」と呼ばれるのは、このためである。

核融合が「夢のエネルギー」と呼ばれるのには、理由がある。燃料となる重水素は海水の中にほぼ無尽蔵にあり、反応でCO2を出さない。

さらに、今の原子力発電で使われる核分裂と違って、条件が崩れれば反応がひとりでに止まるため、暴走事故の心配が構造的にない。

高レベルの放射性廃棄物も、はるかに少ない。まさに、いいことずくめのエネルギー源なのだ。

なぜ、太陽より高温が必要なのか

ここで意外な事実がある。太陽の中心は約1500万度だが、地上で核融合を起こすには、その6倍以上、1億度を超える超高温が必要になるのだ。

なぜ、本家の太陽より高い温度が要るのか。

鍵は、圧力にある。太陽は、その途方もない自重によって、中心部が約2500億気圧という超高圧に押し固められている。

この圧力の助けがあるからこそ、1500万度という比較的低い温度でも核融合が進む。だが地上の装置では、太陽のような重力の圧縮を再現できない。

足りない圧力を、温度で補うしかないのだ。太陽が「重さで押し固めてじっくり燃やす」なら、地上の装置は「圧力がない分、温度を極限まで上げて反応させる」。

地上のほうが、条件はむしろ過酷なのである。

触れれば終わり、だからドーナツ型

核融合に必要な温度は想像を絶する。もし超高温のプラズマが容器の壁に触れれば、壁は一瞬で溶け、プラズマ自身も急激に冷えて、反応は止まってしまう。

そんな温度に耐えられる物質は、地球上に存在しない。では、どうやって閉じ込めるのか。

そこで考え出されたのが、トカマクという方式だ。強力な磁場の力で、プラズマを空中に浮かせ、容器の壁に触れさせない。

プラズマは電気を帯びた粒子でできているため、磁場で操れるのだ。磁場は、いわば「見えない容器」。そして、その容器の形がドーナツ型なのには、理由がある。

磁力線を輪のようにループさせ、端をなくすことで、プラズマが逃げ出す出口をふさぐためである。

超伝導が、長時間運転を支える

EASTの名前は、「実験的先進超伝導トカマク」の頭文字からきている。その名のとおり、磁場を作るコイルに超伝導材料を使っているのが特徴だ。

超伝導とは、ある温度以下で電気抵抗がゼロになる現象のこと。抵抗がゼロなら、少ない電力で強力な磁場を、長時間にわたって維持できる。

この超伝導コイルこそが、EASTが「長時間運転」の記録に挑める理由だ。ふつうのコイルでは、電気抵抗による発熱で、長く運転し続けることが難しい。

抵抗ゼロの超伝導だからこそ、18分もの長きにわたって、プラズマを保ち続けられた。この技術が、今回の記録の土台を支えているのである。

「1066秒」が、本当に意味すること

タイムではなく、走り続けられる距離

では、この1066秒という記録は、何を証明したのか。核融合炉が発電所として成り立つには、一瞬だけ高温を作れても足りない。

何百秒、何千秒と、安定して運転し続ける必要がある。EASTは2023年に403秒の記録を出していたが、今回それを2.6倍に伸ばし、1066秒に到達した。

チームの論文によると、この間に投入したエネルギーは3.05ギガジュール、プラズマの温度は数千万度だった。

研究所長の宋雲濤氏は「核融合装置が、将来の発電所で連続して発電するには、高い効率で数千秒の安定運転を達成しなければならない」と話す。

ゴールはまだ先だ。

世界中で続く、定常運転レース

この記録は数週間で塗り替えられた。2025年2月12日、フランス原子力・代替エネルギー庁(CEA)の装置WESTが、1337秒(22分超)という記録を打ち立てたのだ。

EASTの記録より25%長い。WESTのプラズマは水素で、温度は約5000万度、投入した加熱の電力は2メガワットだった。

この記録更新競争そのものが、核融合研究の現在地を物語っている。各国が挑んでいるのは、まさに「いかに長く、安定してプラズマを保てるか」という一点だ。

そしてこれらの成果はすべて、日米欧中韓印露が共同で建設中の国際的な実験炉ITERへと、フィードバックされていく。

ここが肝心——「点火」はまだしていない

ローソン条件は「壁」ではなく「合格ライン」

ここで注意したいのは、EASTがローソン条件を満たしたわけではない、という点だ。

そもそもローソン条件とは何か。これは越えられない「上限の壁」ではない。

核融合の反応が、投入したエネルギーを上回り、ひとりでに燃え続けるようになる(自己持続する)ために、超えなければならない「最低ライン」だ。

EASTが達成したこと、していないこと

ローソン条件は、プラズマの密度と、閉じ込め時間と、温度をかけ合わせた値が、ある閾値以上になることで満たされる。

この状態を「点火」と呼ぶ。EASTは今回、温度と時間という要素では大きく前進した。だが、投入したエネルギーに対してどれだけのエネルギーを取り出せたかを示す値(Q値)は、まだ1に届いていない。

つまり、点火には至っていないのだ。

この区別は、とても大切だ。EASTの成果は、「高温のプラズマを長時間安定して閉じ込め続けられた」という、工学的な実証である。

核融合が自己持続する物理的な関門を越えた、という話ではない。派手な「新記録」という言葉が、「発電に成功した」かのような誤解を生みやすいだけに、ここは正確に受け止めたい。

実用化までは、まだ長い道のり

「記録更新」は「発電間近」ではない

核融合を実際の発電に使うには、長時間運転、高いエネルギー効率、過酷な環境に耐える材料、燃料の確保といった、いくつもの難題を、すべて同時に解決しなければならない。

EASTが更新したのは、そのうちの「長時間運転」という一つの要素だ。大きな一歩ではあるが、ゴールそのものではない。

国際的な実験炉ITERも、本格的な運転開始は2030年代を目指しているが、たびたび延期されている。EASTは、発電を実証する炉ではなく、あくまで技術を検証するための実験装置だ。

派手な言葉に、惑わされない

「人工太陽」という言葉は、中国メディアが核融合の成果を伝えるときの、いわば定番の枕詞だ。魅力的な言葉だからこそ、そのたびに「発電がもうすぐ」という誤解が広がりやすい。

だが、正確な現在地は、「発電はまだ先だが、着実に一歩ずつ壁を越えている」という段階である。

それでも、この一歩は重い

燃え尽きない、未来のエネルギーへ

過度な期待は禁物だとしても、数千万度のプラズマを18分近く安定して保ったことは、将来の発電所が休みなく動き続けるための土台になる。

核融合は、実現すれば、エネルギー問題と気候変動の両方に、根本的な答えをもたらしうる技術だ。海水から取れる燃料で、CO2を出さず、暴走の心配もなく、膨大なエネルギーを生み出す。

その夢に向かって、世界中の研究者が、一秒、また一秒と、記録を積み重ねている。

一秒の積み重ねが、未来を照らす

403秒から1066秒へ、そして1337秒へ。CEAは、WESTでは今後、合わせて数時間に及ぶ長いプラズマと、より高い温度を目指すとしている。