カルハム核融合エネルギーセンター
カルハム核融合エネルギーセンター
カルハム核融合エネルギーセンターの航空写真
設立1965 （1965年）
実験室型
国立科学研究所
研究分野
スタッフ2,200
位置イングランド、オックスフォードシャー州、カルハム51°39′32″N 1°13′42″W / 北緯51.65889度、西経1.22833度 / 51.65889; -1.22833
運営機関
英国原子力庁
Webサイトccfe .ukaea .ukWikidataで編集する
地図

カルハム核融合エネルギーセンター（CCFE）は、英国の核融合研究のための国立研究所です。オックスフォードシャー州カルハム近郊のカルハム科学センターに位置し、メガアンペア球状トカマク（MAST）、現在は閉鎖されている欧州共同トーラス（JET）、小型タイトアスペクト比トカマク（START） の拠点となっています。

以前はUKAEAカルハムとして知られていたこの研究所は、2009年10月に母体である英国原子力庁（UKAEA）の組織変更の一環として改名されました。[ 1 ]

2016年から2025年まではイアン・チャップマン教授が所長を務め、センターはITERの最終的な詳細設計に向けた作業や、原型発電プラント（DEMO）を支援する準備作業に従事してきました。

2014 年に、このセンターに新しいRemote Applications in Challenging Environments (RACE) が設置されることが発表されました。

カルハムキャンパス

このセンターは、1960年にUKAEAに移管された旧英国海軍飛行場RNASカルハム（HMSホーンビル）の跡地にあります。UKAEAは引き続きこの場所を運営しており、主要なテナントとなっています。

このセンターには CCFE のほか、UKAEA の本部があり、多くの商業団体やその他の組織が集まっています。

かつてはアッパー・テムズ・バレー・サンデーリーグのサッカークラブJET FCの本拠地であったが、現在は解散している。

歴史

UKAEAは1965年に、近隣のハーウェル研究施設から核融合研究拠点を移転し、カルハム研究所を正式に開設しました。カルハム研究所はまた、アルダーマストンをはじめとする英国の他の拠点における核融合研究活動を統合し、核融合研究のための国立センターを形成しました。後にCERNの所長となるジョン・アダムズが、同研究所の初代所長に任命されました。

カルハム研究所は設立後20年間で、衝撃波、磁気ミラー装置、ステラレータ、レビトロンなど、様々な核融合コンセプトを試しながら、約30種類の実験装置を構築した。1970年代には、将来の核融合炉として最も有望な設計として浮上していたトカマク装置を用いた磁気閉じ込め核融合に研究の焦点が当てられるようになった。1960年代後半には、カルハム研究所の科学者らは、ロシアのT3装置によって達成された非常に有望な結果を検証するためにレーザー散乱測定技術を用いることで、トカマクの開発に既に協力していた。[ 2 ]これがきっかけとなり、世界中の核融合研究機関の大半がトカマクを採用することになった。

1977年、長期にわたる交渉の末、カルハムが欧州共同トーラス（JET）トカマクの建設地として選ばれた。[ 3 ]建設は1978年に始まり、予定通り予算内で完成し、最初のプラズマは1983年6月に発生した。それ以来、この装置は核融合に関する一連の画期的な成果を上げており、その中には制御された重水素-三重水素核融合発電の初の実証（1991年）や16メガワットという核融合発電出力の記録（1997年）などがある。[ 4 ]当初、JET施設はJET共同事業協定に基づき、カルハムの敷地で多国籍チームによる独立した組織として運営されていた。しかし、2000年以降は、UKAEAが欧州委員会との契約に基づき、欧州の研究パートナーに代わってJETの運営を担当している。

1980年代、カルハム研究所は球状トカマク概念の開発に大きく貢献しました。これは、従来のトロイダル型ではなく、「芯抜きリンゴ」型で、より強い磁場によってプラズマを保持する、よりコンパクトなトカマクです。この概念は、核融合装置の小型化と高効率化を可能にするという潜在的な利点を持つと考えられています。カルハム研究所で行われたSTART（Small Tight Aspect Ratio Tokamak）実験（1991～1998年）は、世界初のフルサイズの球状トカマクでした。その優れた性能は、より大型の装置であるMAST（Mega Amp Spherical Tokamak）の建設につながり、2000年から2013年まで運転されました。

取締役

現在の活動

英国の核融合プログラム

CCFE は、トカマクプラズマ物理学、DEMO プロトタイプ核融合発電所の技術開発、核融合環境に適した材料の開発、エンジニアリング活動、学生、卒業生、研修生のトレーニング、公共および業界へのアウトリーチ活動など、幅広い活動プログラムを実施しています。

また、 EUROfusion研究機関コンソーシアムが運営する欧州共同プログラムにも参加しています。このプログラムは、2050年までに核融合発電を実現するという目標を掲げ、欧州の核融合ロードマップの策定に重点を置いています。

CCFEは、フランスのカダラッシュで建設中のITERトカマクをはじめとする、数多くの国際協力に携わっています。CCFEは、カルハムにおけるプラズマ物理実験を通してITERの科学的準備に貢献するだけでなく、遠隔操作アプリケーション、特殊な加熱システム、プラズマ測定（「診断」）用の計測機器など、プロジェクトに必要な技術の開発も行っています。

2021年6月、ジェネラル・フュージョンを含むコンソーシアムがジェフ・ベゾスの支援を受け、CCFEに新たな核融合実証プラントを建設することが発表されました。2025年までに稼働開始予定です。[ 6 ]

MASTアップグレード

英国国内の核融合プログラムの焦点は、メガアンペア球状トカマクの後継機となる、より強力で設備の充実したMASTアップグレードです。MASTアップグレードの建設は2013年に開始され、2019年に試運転が開始されました。

MASTのアップグレードは3段階で実施されます。炉心アップグレード（ステージ1a）については、工学物理科学研究評議会（EPSR）との資金提供が合意されており、2020年にプラズマ運転が開始されました。[ 7 ]資金状況に応じて、さらに2つのフェーズ（ステージ1bとステージ2）が後年実施される予定です。

MAST アップグレードには 3 つの主なミッションがあります。

  1. 核融合コンポーネント試験施設（CTF）の必要性を主張する。CTFは原型炉（DEMO）用の原子炉システムを試験する施設であり、球状トカマクは理想的な設計と考えられている。
  2. ITERの知識基盤を強化し、その成功を確実にするために重要なプラズマ物理学の問題を解決します。
  3. 試験炉システム。MASTアップグレードは、革新的なスーパーXダイバータ（プラズマから放出される粒子による電力負荷を低減する高出力排気システム）を試験する最初のトカマクとなります。成功すれば、スーパーXはDEMOやその他の将来の核融合装置に利用される可能性があります。

欧州共同トーラス（JET）

CCFEは、EUROfusionの委託を受け、 JET施設の運用と安全性に責任を負っています。また、CCFEのエンジニアは、研究プログラムの要求を満たすためにJET装置の保守とアップグレードも担当しています。アップグレードは主に、手動による立ち入りを不要とする高度なリモートハンドリングシステムを用いて実施されます。例えば、2009年から2011年にかけて、リモートハンドリングエンジニアはJETの内部を解体し、4,500枚のタイルからなる新しい内壁を設置しました。これは、研究者が今後建設予定のITERトカマクの材料試験を行うためのものでした。

さらに、CCFE は、ヨーロッパ全域の他の 28 の EUROfusion 研究組織とともに JET 科学プログラムに参加しています。

資金調達

CCFEの国内核融合プログラムの資金は、工学物理科学研究会議（EPR）からの助成金によって提供されています。JETの運営は、英国原子力庁（ATO）と欧州委員会（EC）との二国間契約に基づいて資金提供されています。

ブレグジットの影響

2016年11月29日のBBCニュースによると、「ブレグジットが国民投票で可決されて以来、将来の資金調達や移動の自由に関する不確実性から、センター関係者の多くが『非常に神経質』になっている。すでに5人の研究者が大陸欧州に帰国しており、他の研究者も帰国先を検討しているという」とのことである。[ 8 ]

しかし、2019年にJETはBrexit後も資金提供を継続するというニュースが報じられ、懸念の一部は和らぎました。[ 9 ]

参考文献

  1. ^「カルハム核融合エネルギーセンターの開設」、カルハム核融合エネルギーセンター、2009年10月31日
  2. ^フォレスト、マイケル（2011）レーザーズ・アクロス・ザ・チェリー・オーチャード、タンデム・プレス、 ISBN 978-0-9568557-0-1
  3. ^クレリー、ダニエル（2013）『太陽の一片』ダックワース・オーバールック、ロンドン、pp.143-146、 ISBN 978-0-7156-4525-3
  4. ^「DTの銃声が世界中に響き渡った」 ITERマガジン、2013年12月
  5. ^ “主要スタッフ” . 2018年11月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年2月6日閲覧。
  6. ^マット・マクグラス（2021年6月17日）「原子力：ジェフ・ベゾスが支援する核融合発電所が英国に建設へ」 BBCニュース。 2021年6月17日閲覧。
  7. ^ Rincon, Paul (2020年10月29日). 「英国の核融合実験、クリーンエネルギー探査に活用」 . BBCニュースオンライン. 2020年10月30日閲覧。
  8. ^ Shukman, David (2016年11月29日). 「英国の核融合研究所、不確実な未来に直面」 . BBCニュース. 2018年2月6日閲覧。
  9. ^ 「英国の核融合科​​学者、ブレグジットにもかかわらず新たな資金を確保」ワールド・ニュークリア・ニュース。 2021年2月1日閲覧。
「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Culham_Centre_for_Fusion_Energy&oldid=1330644762」より取得