TECHNOLOGY
太陽のしくみを
地上で再現するための技術
Helical Fusionが挑むのは、宇宙で星が光を放ち続ける原理を、地上で再現すること。その実現には、１億度を超える高温の「プラズマ」を効率よく安定して「閉じ込め」、長時間維持できる仕組みが必要です。
この極限環境を制御するために最適な核融合炉の方式として、日本独自の「ヘリカル型」採用しています。その形状と設計思想は、自然界の渦や螺旋のように、美しく合理的な安定性を備えています。この構造の中で、磁場・熱・流体・材料のすべてが連携し、次世代の持続的エネルギーを生み出す基盤を形づくっています。
FUSION ENERGY
核融合とは？
水素のような軽い原子核同士が融合し、重い原子核に変わることです。 このとき、莫大なエネルギーが生みだされます。
たとえば、水素の仲間である重水素と三重水素を（軽い原子）を超高温に加熱し、原子核同士が結びついてヘリウムになる瞬間、わずか1グラムの燃料から、石油8トンに相当するエネルギーが放出されます。
わずかな燃料で膨大な出力を得る── 私たちが再現を目指す自然の力の本質です。
ヘリカル型核融合炉
Helical Stellarator
この装置の最大の特徴は、
「安定した磁場」を
生成・維持できる点にあります。
ヘリカル型では、ねじれた磁力線がプラズマをバランスよく包み込み、長時間の安定運転を可能にします。高いエネルギー効率で安定して発電し続けられることから、産業の基盤として、そして日々のくらしを支えるベースロード電源を担うことに適しています。
自然の螺旋がもつ安定性を再現することで、人類は“星のエネルギー”を制御下に置くことができる──それがこの技術の核心です。
論文：Development of steady-state reactor by Helical Fusion – J. Miyazawa et al., Physics of Plasmas.
CORE
TECHNOLOGY
私たちの技術開発は、単なる発電装置の設計ではなく、
「自然の力を、人の手で再現し、制御する」という
壮大な挑戦です。
この螺旋の中で生まれる光が、未来の産業と都市、そして宇宙までも照らす日を、私たちは現実にしていきます。
高温超伝導マグネット
High Temperature Superconducting Magnet
核融合反応が起きる「プラズマ」を効率的に閉じ込める強力な磁場を生み出しながら、プラント全体の経済性も両立させる――高温超伝導マグネットは、その両方を担うコアパーツです。
従来用いられてきた、摂氏-269度程度で超伝導状態となる「低温」超伝導材料と比べ、「高温」超伝導材料は、摂氏−240度以下という比較的高い温度域で超伝導状態となり、より高い磁場を発生させることができます。一見小さく見える温度域の違いが、冷却の効率や装置サイズによるプラント全体の経済性に大きく影響します。一方で、性質上加工が難しく、大型マグネットとして成立させることが世界共通の課題となっています。
Helical Fusionは、この課題を突破する独自の高温超伝導ケーブル開発こそが、コンパクトで高性能な核融合炉を実現する「Helix Program」の最重要項目であると考えています。最先端の高温超伝導テープ線材を重ね合わせる独自構造により、曲げやすく製作性の高いケーブルを設計し、そのケーブルを用いたマグネットの完成に取り組んでいます。
2024年3月からは、同分野で世界トップレベルの実験設備と専門人材を擁する核融合科学研究所と提携し、産学官連携研究部門「HF共同研究グループ」を軸とした強力な開発体制を構築しています。さらに、高度な加工技術を持つ日本のものづくり企業や、高性能材料の開発知見・量産体制を有するサプライヤー企業とも連携し、実装フェーズを見据えた開発を進めています。
本開発は、2023年に採択された「文部科学省 中小企業イノベーション創出推進事業（SBIRフェーズ3）」の核融合分野の一環として、20億円の補助金交付を受けて推進されています。高温超伝導技術、日本のものづくり、そして産学官連携を掛け合わせることで、世界最高水準の核融合マグネットの実現に挑んでいます。
ブランケット兼ダイバータシステム
Liquid Metal Blanket
核融合炉の内壁である「ブランケット」は、プラズマに直接向き合い、高温と高エネルギー中性子を受け止める防御壁であると同時に、発生したエネルギーを取り出し、装置内で燃料を再生産する中枢でもあります。
24時間365日の商用運転において、その性能は装置全体の寿命と稼働率を左右する、「商用運転の要」といえる存在です。
Helix Programでは、このブランケットに独自の「液体金属ブランケット」を採用し、Helix KANATAへの実装・実証を進めていきます。プラズマに接する、最も劣化しやすい領域を流動する液体金属の層で覆うことで、熱や中性子によるダメージを常にリフレッシュできる、いわば自己修復型の構造を目指しています。
世界初の実証装置「GALOP」を用いた実験により、液体金属の安定した循環と高い安全性・信頼性を両立する、合理的なシステムの確立を目指しています。
さらに、定期的な交換が必要となる増殖ブランケット部分については、天井クレーン操作のみで交換できるモジュール構造を採用する設計としています。これにより、メンテナンス期間を最小限に抑えつつ、高い稼働率とプラント全体の経済性を両立させることを目指します。
エネルギーを生み出すだけでなく、長期運転と安全性、保守性、そして環境との共生を同時に実現するエネルギー循環システム――それが、Helical Fusionの液体金属ブランケット開発が目指している姿です。
