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次世代エネルギーの社会実装に向けた計測技術
三菱電機株式会社、国立大学法人京都大学、および大学共同利用機関法人 自然科学研究機構 核融合科学研究所は、フュージョンエネルギー（核融合エネルギー）向けとなるマイクロ波プラズマ計測システムを新たに構築したと発表しました。このシステムは、プラズマの状態を長時間にわたり多点同時に計測できる世界最高水準の性能を有しています。また、京都大学が保有する核融合実験装置「Heliotron J」において、本システムの実証に成功したとのことです。
Ms.ガジェットフュージョンエネルギーの実現に向けた、非常に重要な技術開発ですね。
多点同時計測を実現する技術的アプローチ
本システムでは、複数の周波数成分を同時に含む「周波数コム（櫛の歯のように多数の周波数成分が等間隔に並ぶマイクロ波）」を用いることで、プラズマ中の複数の測定点に対応する反射信号を同時に取得します。さらに、高周波の信号処理にかかる負荷を軽減する「デュアルコムダウンコンバート方式」を採用しました。これにより、放電全体にわたる長時間計測が可能となり、最大34点の多点同時計測を実現しています。
開発の主な特長
- 最大34点の同時計測が可能な世界最高水準の計測性能を実現
- 周波数コムのマイクロ波を用いてドップラー効果による周波数変化を多点計測
- 受信システムにデュアルコムダウンコンバート方式を採用し長時間計測を達成
- 核融合プラズマ実験装置「Heliotron J」での実証に成功
Ms.ガジェット最大34点もの多点計測を長時間維持できる点は、今後の研究において大きな強みとなりそうです。
今後の展望と国際会議での発表
今回の開発成果は、6月29日から7月3日まで英国で開催中の国際会議「EPS Plasma Physics Conference 2026」にて発表されました。三菱電機、京都大学、および核融合科学研究所は、今後もプラズマ計測技術の高度化と装置実装を推進するとしています。2030年代の発電実証を見据え、商用炉への採用も視野に入れた耐環境性能に優れるシステム構築の検討を進めていくとのことです。
| 組織名 | 主な担当内容 |
|---|---|
| 三菱電機 | マイクロ波発信・受信装置開発、「Heliotron J」への計測装置構築 |
| 京都大学 | 高密度プラズマの生成、プラズマ物理現象の解明 |
| 核融合科学研究所 | デュアルコムダウンコンバート手法の開発、プラズマ物理現象の解明 |
Ms.ガジェット産学官の連携により、着実に研究が進んでいる様子がうかがえます。
三菱電機など、フュージョンエネルギー向けプラズマ計測システムを構築
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