新時代を突き抜ける

　　
彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救ったと
伝えられる"招き猫"と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え。（戦国時
代の軍団編成の一種で、あらゆる武具を朱塗りにした部隊編のこと）の兜
（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ。


Image：CNET

核融合エネルギーも俺に任せろ ①
さぁ、ポジティブ・シンキングで新時代を開拓?ひらこう
核融合エネルギー解放に未来を託せるか？
2022年12月、太陽がエネルギーを生み出す“核融合反応”を人工的に作り
出す核融合発電、アメリカの研究所が、投入エネルギーを上回るエネルギ
ーを取り出すことに初めて成功（これは、1989年の常温核融合騒動ではな
い）。2006年には世界各国によるＩＴＥＲ協定が署名されました。一昨年
からはフランス南部で核融合炉の組み立ても始まっており、コロナ禍で作
業に遅れも出たが現在は順調に進み、2035年に核融合の運転開始予定。な
ぜ、核融合が注目されている？のかは以下のとおり。


ERESTAGE LAB 2023.8.9 via 　YouTube

核融合エネルギ－は、水素やヘリウムのように軽い小さな原子核を持った
原子やその同位体の、原子核同士の融合によって取り出されるエネルギー。
その反応を核融合反応と呼び、本来、原子核の安定度は鉄を中心に、軽い
小さな原子核は融合する事でより重く大きく、反対に重く大きい原子核は
分裂する事で軽く小さくなったほうが自身の持つエネルギーが少なくて済
むので安定となる。原子力発電の核分裂反応は、ウランのように特に重い
元素を利用している。核融合反応では反対に小さく軽い原子核を持つ水素
やヘリウム、そしてその同位体である重水素や三重水素、ヘリウム3を利用
する。しかしヘリウム3は地球上にほとんど存在しない。極めて入手が難
しい。
さて、核融合エネルギーの使い方は、核分裂エネルギーと同様に平和利用
と軍事利用に分けることができる。 



図．セントラル ソレノイドは、ITER の中心にある 5 階建て、1,000トン
　の磁石。 これは32マイルの超電導ケーブルで構成され、ITERのプラズマ
　内に1,500万アンペア（住宅内の電流の数百万倍）の電流を流す。

【平和利用】
将来実現の期待される未来技術として、核融合反応に基づく熱エネルギー
によって発電を行なう核融合炉がある。核融合炉は「地上の太陽」とも呼
ばれ、きわめて希薄なエネルギー密度の太陽に比べて核融合炉のエネルギ
ー密度は桁違いに高い。実現は上手くいっても数十年先と言われてきたが、
近年では、米国・英国を中心に核融合スタートアップが総額数千億円の投
資を受けて実用化をめざしており、2022年12月には、米国ローレンス・リ
バモア国立研究所で、発生したエネルギーが投入量を上回る「純増」を初
めて達成するなど、技術的にも画期的な進歩が続いている。また: 将来実
現の期待される未来技術として、核融合反応に基づく熱エネルギーによっ
て発電を行なう核融合炉がある。2022年12月には、米国ローレンス・リバ
モア国立研究所で、発生したエネルギーが投入量を上回る「純増」を初め
て達成するなど、技術的にも画期的な進歩が続いているなお、2023年7月30
日に再成功している。



出所：建設進むＩＴＥＲ～核融合計画・最新状況 NHK解説委員室
2022.09.07

【軍事利用】
水素爆弾（水爆）という核爆弾・大量破壊兵器で使われている。実験を除
けば、まだ本来の用途である大量破壊には使用されていない。水爆の起爆
に核分裂反応である原子爆弾が使われているが、核融合炉で使用するヘリ
ウム3も原子炉内でリチウム6に中性子を当てて三重水素を作り、これがベ
ータ崩壊してヘリウム3を得る方法が考えられている。

 量子核物理学

実は既に短時間・小規模な核融合反応自体は実現していて、ＩＴＥＲはこ
れをより大型化・効率化した「実験炉」と呼ばれるもので、縦横高さが30
メートルもある巨大な装置だが、「効率よく安定して核融合反応を起こす」
技術の蓄積が目的で、発電などはまだ行なわず、これがうまくいったら今
世紀中頃に発電も行う「原型炉」のを建設した上で各国が商業的前段階に
突入する。
大きな理由として、現在の原子力と共通するが二酸化炭素を出さず大量の
エネルギーを生み出せるので温暖化対策になる点。ただし、いま急がれて
いる温暖化対策は「2050年にC二酸化炭素排出を実質ゼロ」という時間軸
に、そこには間に合わず（わたしは112歳ですが）、あくまでその先の将来
的な脱炭素社会を支えるエネルギーと期待されている（2047年には平均気
温２℃上昇到達の予想されている）。さらに、核融合では現在の原発と違
い高レベル放射性廃棄物が出ない、それらの最終処分場をどこに建設でき
るか悩む必要がない、という長所もある。原発ではウランが核分裂して高
レベルの放射性物質ができるのに対し、核融合ではヘリウム（放射能レベ
ルが比較的低い廃棄物は出る）。もうひとつは、燃料が豊富で国際情勢の
影響も受けにくいことがある。ＩＴＥＲの燃料になるのは水素の一種であ
る放射性同位体のトリチウムなどで、これらは海水からほぼ無尽蔵に作り
出せる。

核融合が実際に世の中に普及するための課題
核融合を起こすこと自体は既に可能ではあっても、実用化するにはより効
率よく安定的に核融合を続ける技術の確立が必要。日本は技術面でもＩＴ
ＥＲ計画に大きく貢献している。それが、核融合を起こすための強力な磁
場、磁石の力で水素を封じ込めるための「超強力な磁石」など多くの重要
部品供給に日本の製造力が貢献する。ＩＴＥＲの技術者など職員数では日
本人は３％。これは欧米のみならず韓国より少ない。核融合の実現は、先
日亡くなったゴルバチョフ氏ら米ソ首脳が冷戦の終わりに合意して始まっ
た「国際協調」と「原子力の平和利用」の事業（プーチン・ロシアの反動
抑止）である。



2023.5.15

スプーン１杯の水素で原油８トン分エネルギーが生まれる
核融合技術で新エネルギー開発に取り組む、京都大学発スタートアップ
の京都フュージョニアリング　➲環境ビジネス 2023年 夏季号

究極のエネルギー源とも呼ばれ、今後数百万年にわたり人類にエネルギー
を供給することが期待される核融合(フュージョン）エネルギー。京都大学
の有する最先端の技術力を生かし核融合エネルギーの実現を加速する、同
社の挑戦とは。 安全性が高くクリーンなエネルギー。脱炭素実現へ向け、
安全かつクリーンで供給量を十分満たす新しいエネルギーが求められる中
究極のエネルギーソリューションとして期待される核融合エネルギー。
世界のエネルギー問題と環境問題を 根本的に解決する力を持つ核融合エ
ネルギーが“究極のエネルギ ー源”と呼ばれる所以。

世界各国の研究機関は、次世代クリーンエネルギー〈核融合〉の実現へ向
け長年にわたる技術開発を続けている。ただ、科学的根拠に基づいた着実
なステップアップを求められる公的機関では、素晴らしい技術があっても
あまりにチヤレンジングなことはできない。脱炭素が待ったなしの状況と
なった今、これまでに積み上げられた技術や知見をベースに“新しい核融
合炉" の建設を目指す民間企業が世界中で登場している。米国では近年の
飛躍的な技術進歩で実現の可能性が増したことから  2021年に民間投資が
公的投資を大幅に上回った。リスクを取ってイノベーティブな技術を加速
的に実現していくのがスタートアップの使命と、 京都フュージョニアリン
グの中原大輔氏。核融合プラントエンジニアリングの専門家集団　2019年
10月に設立した京都フユージョニアリングは､ プラントエンジニアリング
会社として、核融合発電プラントに必要となるコンポーネントや技術を開
発する。 　

核融合ではまずプラズマを作る必要がある。核融合反応を起こすために投
入したエネルギーと核融合反応で発生したエネルギー比率を示すＱ値をい
かに高くするか。多くの核融合スタートアップがこのプラズマコアの分野
にチャレンジする中、同社では京都大学の有する炉工学の知見と技術力を
活かし、プラズマ周辺にフォーカスする。米国、欧州、日本。現在さまざ
まなスタートアップがプラズマコアにチャレンジしているが、これだけで
は、手頃な値段で民間が実際に使えるようなエネルギーにはならない。プ
ラズマ周辺を我々が実現することで、一緒になって商用核融合を実現して
いく。日本には数十年の核融合炉開発の歴史があり、その技術を活用し、
核融合エネルギーを人類が利用できるエネルギーに転換していくとのこと。
核融合エネルギーの実用化には、ま だ見ぬ核融合プラント機器の開発がそ
のカギを握る。燃料資源に縛られない無尽蔵の発電、二酸化炭素を排出し
な い水素・液体燃料の産出、大気中から の二酸炭素回収・固定。京都フ
ュージョニアリングでは国内パートナー企業 と共同し､最高品質の核融合
プラント機器を開発、世界中の顧客に提供する。

最も高い水準の要求を満たす各種炉心 要素技術の研究開発を行う同社は、
プラズマ加熱装置、熱取り出しブランケット、高性能熱交換器水素同位体
廃棄循環装置をはじめ、一連の特殊プラント機器群において世界有数の技
術力を有す。

核融合プラントエンジニアリングの専門家集団として、世界の核融合プラ
ント開発に対し、プラントその ものの設計とシステムデザイン、さらに
は機器コンポーネントの設計・構築 に取り組んでいます｣ 　2021年11月
には、英国の公的研究機験施設に提供。 世界をリードできるポテンシャ
ル。同社では2022年8月、世界で初めて核融合発電システムによる発電を
試験するプラント『ＵＮＩＴＹ』の基本設計を完了。2024年末の発電試験
開始に向けた建設プロジェクトに着手。同プラントにおいて、同社の核融
合プラント機器、プラントエンジニアリング技術を統合的に実証すること
で、核融合の商用化に向けた未踏 の炉工学製品群を開発していく。 　
世界が脱炭素へ向け突き進む中、化石燃料や原子力に依存する時代はいず
れ終焉を迎える。それらが使えなくなった世界において、今と同じ豊かな
生活を何で実現するのかの解を人類はまだ持っていない。大陽光も風力も
変動が大きいので、核融合だけが、ある意味、唯一の解になるのではない
かと考える。核融合発電について、米国のスター トアップ等は2030年代前
半の実現を目 指している。また、英国の公的機関は 2040年をターゲット
にしたプログラムを進めている。米国では近年、核融合の 実現ぱ「聖杯
を手にするようなもの」とも言われている。
「核融合における日本の技術は素晴らしく、現状はトップレベルかと思う。
事実、世界協力で建設が進むＩＴＥＲ計 画の主要な機器は日本から幅広く
納入されていまる。日本が核融合をどう実現していくかには世界が注目し
ており、界をリードできるポテンシャルを持っていると自負する。



【最新特許議技術事例】
１．特開2008-64641 鋼又はフェライト鋼中の窒素同位体濃縮による放射
　性核種の低減方法 独立行政法人 日本原子力研究開発機構
【要約】
鋼またはフェライト鋼中の窒素１４の濃度を減らして、窒素１５を９５％
濃縮とし、運転期間を３０年、稼働率を５０％とした場合の、生成放射性
核種である炭素１４の濃度を評価すると、炭素１４の浅地埋設基準値であ
る７ｘ１０⁷Ｂｑ／ｋｇ以下とすることができた。核融合炉の炉構成材であ
る鋼またはフェライト鋼において、放射線照射によって生ずる炭素１４の
生成量を減らし、使用済みの炉構成材を浅地埋設可能な低レベル放射性廃
棄物（LLM,Low Level material）に分類される材料を得る。

図８．アウトボード側フェライト鋼における炭素14濃度を示す図であり、
　窒素15濃度は天然存在比(0.37%)と95%濃縮であり、日本における低レベ
　ル放射性廃棄物分類のための炭素14濃度の規制値は3.7 ×10⁷ Bq/kgで
　ある。
【概要】
本発明は、鋼又はフェライト鋼中の窒素同位体濃縮による放射性核種の低
減方法に関するものであり、特に、核融合炉で使用される炉構成材の低放
射化フェライト鋼中の放射性核種である炭素14の生成量を減らすために、
フェライト鋼中の窒素同位体である窒素１５を濃縮することにより、浅地
埋設可能な低レベル放射性廃棄物(LLM, low level material)にすることから
なる、放射性廃棄物中の放射性核種を低減する方法に関するものである。
また、フェライト鋼以外の一般鋼においても中性子照射に曝される箇所で
使用された結果、その鋼中に放射性核種の炭素１４が生成される場合でも、
その使用済み鋼を浅地埋設可能な低レベル放射性廃棄物として廃棄できる
ようにするものである。
【背景技術】
日本では放射性廃棄物は原子力安全委員会が定めた上限値を一つでも上回
る核種が含まれていると、浅地埋設可能な低レベル放射性廃棄物(LLM, low
level material)には分類されない。これらの上限値を一つでも上回る核種が
含まれているものは、中レベル放射性廃棄物(MLM, medium level material)
に分類され浅地埋設することが出来ない。炭素14は半減期が5730年であり、
LLMに分類する上で重要な核種である。日本における炭素14の濃度がLLM
分類のための上限値は3.7 × 10⁷ Bq/kgである[非特許文献1]。
日本原子力機構では、核融合炉の研究を行っており[非特許文献2-5]、低放
射化フェライト鋼は核融合炉（実証炉やそれ以降の商業炉など）において、
その高温条件下での耐放射線特性などから、構造材の有力な材料である。
強度や信頼性の為には、(7-9)%Cr-2%W-Feなどのフェライト鋼中の窒素濃
度はある程度以上必要である。炭素14の生成を抑制するために、原子力機
構で開発を進めてきたフェライト鋼(F82H)の初期の窒素濃度は20ppmである
が、機械的強度をより高めるために窒素濃度を増やすことが検討されてい
る。
【非特許文献１】Y. Seki, T. Tabara, I. Aoki, S. Ueda, S. Nishio, R. Kurihara,
Composition adjustment of low activation materials for shallow land burial, Fusion
Eng. Des., 48 (2000) 435-441.
【非特許文献２】K. Tobita, S. Nishio, M. Enoeda, M. Sato, T. Isono, S. Sakurai
et al., Design Study of Fusion DEMO Plant at JAERI, Fusion Eng. Des., 81 (2006)
1151-1158. 【非特許文献３】T. Hayashi, K. Tobita, S. Nishio, K. Ikeda Y. Nakamori,
S. Orimo, Neutronics assessment of advanced shield materials using metal hydride-
and borohydride for fusion reactors, Fusion Eng. Des., 81 (2006) 1285-1290.
【非特許文献４】K. Tobita, S. Nishio, S. Konishi, S. Jatsukawa, Waste management
for JAERI fusion reactors, J. Nucl. Mater. 329-333 (2004) 1610-1614.
【非特許文献５】T. Hayashi, K.Tobita, S. Nishio, S. Sato, T. Nishitani, M. Yama-
uchi, Possibility of tritium self-sufficiency in low aspect ratio tokamak reactor wit-
h the outboard blanket only, to be published in Fusion Eng. Des..
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
核融合炉では、鋼又はフェライト鋼中の窒素14の天然存在比が99.63%であ
るので、14N(n,p)14C核反応により窒素14から炭素14が生成される。それゆ
え窒素14濃度を減らし、窒素15を濃縮することは、炭素14の抑制に効果的
である。本発明では、核融合炉において、炭素14の生成量を減らし、浅地
埋設可能な低レベル放射性廃棄物の割合を増やすために、フェライト鋼中
の窒素同位体窒素１５の濃縮の効果を調べることに基づいて発明された。
【課題を解決するための手段】 
本発明は、鋼又はフェライト鋼中の窒素同位体濃縮による放射性核種の低
減方法に関するものである。 特に、フェライト鋼を使用する核融合炉にお
いて、炉構成材中の炭素14の生成量を減らし、浅地埋設可能な低レベル放
射性廃棄物(LLM, low level material)の割合を増やすための低放射化フェラ
イト鋼(RAFS, Reduced-activation ferritic steel)中の窒素同位体濃縮の効果を
調べた。炭素14は放射性廃棄物を低レベル放射性廃棄物（LLM）に分類す
る上で重要な核種である。強度や信頼性の為にフェライト鋼製造時に窒素
を添加する必要があり、本発明においてはフェライト鋼中の窒素濃度は200
ppmとした。一方、核融合炉材では窒素14の天然存在比が99.63%であるの
で、14N(n,p)14C核反応により炭素14が生成され、フェライト鋼中の炭素14
の濃度が浅地埋設上限値(3.7 × 10⁷ Bq/kg)を超えてしまう。
核融合炉構成材における窒素15濃縮は、炭素14の抑制に効果的である。窒
素1５濃縮により、核融合炉の第一壁および固定ブランケットの内面の炭素
14濃度は、それぞれ3.2 × 10⁷および1.0 × 10⁷ Bq/kgになり、浅地埋設
上限値を下回った。この結果から炭素１４濃度に関しては、窒素１５濃縮
により炉構成材中の窒素濃度を200ppmにしても核融合炉で使用したすべて
のフェライト鋼は浅地埋設可能である。

【発明を実施するための最良の実施形態】 
窒素１５に富んだ鋼又はフェライト鋼を得る手法は次のようである。鋼又
は  フェライト鋼中の窒素15濃縮は圧力スイング吸着法を使用して行われ
ている。即ち、気体を吸着により分離する際、平衡関係から、圧力が高け
れば吸着量が多く、圧力が低くなると脱着が多くなる。この原理を利用し
て、様々な成分の混合ガスから目的とする製品ガスを、吸着剤との吸着力
の差および圧力変動を利用して分離精製する技術である。この技術の鋼又
はフェライト鋼中の窒素15濃縮への適用としては、窒素15のアンモニア分
子（ＮＨ3）と同じ大きさの孔を持つ吸着剤（ゼオライト）を用い、ガス
の圧力を変化させて窒素１５アンモニア分子を選択的に濃縮回収し、この
濃縮された窒素１５を用いて鋼又はフェライト鋼を製造することにより、
窒素１５に富んだ鋼又はフェライト鋼とする。
【実施例】 
図１にトカマク型核融合炉の断面図および計算モデルの概略を示す。アウ
トボード側には交換ブランケットおよび固定ブランケットを設置し、イン
ボード側には設置場所の制限から交換ブランケットのみとした。平均の中
性子壁負荷は3.6 MW/m²とした。フェライト鋼の組成を表1に示す。窒素濃
度は200ppmとし、窒素15濃度を天然存在比の0.37%から95%に濃縮し、炭素1
4生成濃度への影響を調べた。 
【表１】

図１に示されるように、核融合炉では、プラズマが、インボード側（図中
の半径＝０～４ｍで示される領域）の第一壁とアウトボード側（図中の半
径＝８～１３ｍで示される領域）の第一壁との間に発生し、そのプラズマ
から発生する中性子がインボード側とアウトボード側に設けられた第一壁、
ブランケット及び遮蔽等に入射される。その結果、この入射中性子により、
第一壁、ブランケット及び遮蔽等を構成するフェライト鋼中の炭素又は窒
素同位体から炭素１４が生成される。計算モデルでは、インボード側の第
一壁表面又はアウトボード側の第一壁表面を基点とし、入射中性子による
フェライト鋼中の炭素又は窒素同位体の炭素１４への生成状態を図２等に
おいて示している。

図１．トカマク型核融合炉の断面および計算モデルの概略を示す図

（１）インボードおよびアウトボードの中性子束の比較
図２に核融合炉で発生したプラズマからの中性子束の計算結果を示す、
（a）は核融合炉のインボード側に関するものであり、(b)はアウトボード
側に関するものである。インボード側の中性子束はアウトボード側より低
い。それゆえ炭素14濃度に関する議論はアウ トボード側の機器を主な対象
とする。

図２．核融合炉の中性子束の計算結果を示す図であり、(a)はインボード側、
　　(b)はアウトボード側である。

（２）アウトボード側フェライト鋼中の炭素14濃度
炭素14が生成される核反応を図３に示す。炭素14は炭素12,炭素13,窒素14
および窒素15から生成される。

図３．炭素14が生成される核反応図
炭素14は炭素12,炭素13,窒素14および窒素15から生成される。

図４． 図４(a)にフェライト鋼中の炭素14の濃度を示す。横軸はアウトボ
　ード側第一壁表面からの距離である。窒素15の濃度は天然存在比(0.37%
　)である。運転期間は2年運転でその間の稼働率は80%とした。第一壁に
　おける炭素14濃度は7.8 × 10⁷Bq/kgである。図4(b)は炭素14の生成に
　対する、窒素14、窒素15および炭素1３の寄与度を示す。ほとんどすべ
　ての炭素14は窒素14を起源としていた。窒素15の寄与度は0.14%以下であ
  り、深くなるにつれて、その寄与度は小さくなった。

これらの結果は、窒素15濃縮は炭素14生成の抑制に効果的であることを示
している。 窒素15を95%濃縮したフェライト鋼を用いた場合の炭素14濃度
およびそれぞれの核種の寄与度を図5(a)(b)に示す。窒素15濃縮後の窒素1
4濃度は5%である。窒素15濃縮により第一壁にける炭素14濃度は7.8 × 10
7から3.2 × 10⁷ Bq/kgに減少した。窒素15濃縮により炭素14の生成量は41
%に減少した。この41%と窒素14の濃度である5%との差は窒素15に起因する
炭素14によるものである。
図5(b)において、窒素15の寄与度は第一壁においては支配的であるが、深
くなるにつれて減少している。フェライト鋼中の窒素15濃度(95%)は窒素14
濃度(5%)よりもかなり大きいが、深い領域では窒素15の寄与度は小さくな
り、窒素14の寄与度を下回っている。未濃縮窒素に対する窒素15濃縮窒素
における、
炭素14濃度の比を図6に示す。もっとも大きかったのは第一壁表面で、その
値は0.4であった。この比は深くなるにつれて減少し、深い領域では0.1以下
になった。炭素14の生成量を減らすためには、深い領域での窒素15濃縮が、
より有効であったのは注目に値する。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項つづく
　　
風蕭々と碧いの時

 

John Lennon　Imagine

【POPの系譜を探る：2023年代】

 

milet（ミレイ）は、日本のシンガーソングライター。　生年月日などプロ
フィールは未公表。所属事務所はソニー・ミュージックアーティスツ。早
稲田大学文学部卒業。早大ではにゃんこスターのアンゴラ村長と同級生で
あり、互いに面識がある。 好きな動物はハイエナ。天王寺動物園のハイエ
ナが凄く可愛いと語っている]。映画『ライオン・キング』では悪者扱いさ
れているが、実は仲間思いで狩りも凄く上手だと知り、好きになったと語
っているが、熊は嫌い。 好きな映画は『2001年宇宙の旅』『スリ』『穴』
『タクシードライバー。アニメ「刃牙」が好きで観ながら食事をする。魔
法使いに憧れを抱いている。行ってみたい国はシンガポール。 食欲旺盛で
3人前食べてしまうこともある。好きな食べ物はグミ、馬刺し。馬刺しは、
山梨に家族でよくドライブに行き食べていたと語っている。2020年、新型
コロナウイルス感染予防に伴う自粛期間中に、苦手であった納豆とアボカ
ドが食べられるようになったと語っている。また、同時期に元々興味のあ
った手話の勉強を始めたことを報告している。ステージに立つ前は唐揚げ
を4個食べるが、東京オリンピック2020の際は緊張で1つしか食べることが
できなかったと語っている。喉が油でコーティングされて歌いやすくなる
そう[28]。 趣味は歩くことで、時間がある時はスカイツリーや東京タワー、
羽田空港まで6〜9時間程歩いて行くことがある。筋肉質らしく「Drown」
のMV撮影でアメリカへ行った際に、前日に重い荷物を多く持ったため撮影
時に筋肉がついていたと語っている。
※J-POPもテクノポップ・シティーポップ・和楽をベースにと様々な洋楽と
　マルチメディアに融合し巨大な渦を形成し進化している。歌自体は英語
　日本の母音を旋律をあわせ同調させることで、ボーダレスにシンクロさ
　せる独自の9技法を海だし、シンクロにしている。Da-iCEなでおもそうであ
　  るように、日本が歌詞の共有化も進展していくだろうと感心する。

● 今夜の寸評：J-POPの世界化？！