進む核融合研究 - ITERと原型炉の開発を担う六ヶ所核融合研究所

IFMIF原型加速器とは何か？

IFMIF原型加速器を見ていこう。原型とあるように、IFMIF加速器の工学実証を行なうもので、部分的に構築したものだ。IFMIF加速器自体は、ふたつの重陽子線形加速器、液体リチウムターゲット、照射設備からなる。

• IFMIF原型加速器の模型。SSGSSゴジータから魔人ブウに向ける形で説明があった。子供に解説する際に伝えやすいほか、ドラゴンボールは万国共通認識であり、海外からの見学対応時にも重宝しているそうだ

• 実機。取材時は上記模型でいう緑色のモジュールはない状態。同モジュールは超伝導加速器になり、今後、実装される

原型加速器は入射器からビームダンプまで36mの加速器になり、世界最長9.8mのRFQ(高周波四重極加速器)が特徴的であり、125mAの重陽子ビームを高周波電場で収束しながら加速すると重要な部分でもある。

また8系統高周波源をシンクロ・フィードバッグ制御することで、1600kWの大電力供給も実現。このシンクロ・フィードバッグ制御システムは、CERNで開発された高精度時刻同期時技術とFPGAを融合し、8系統の出力と位相のシンクロ・フィードバッグ制御用として開発されたもので、100億分の1秒でのシンクロを実現している。開発はスペインエネルギー・環境・科学技術研究センターが担当。

• RFQは18モジュールからなり、据え付け精度は100μm。RFQはイタリア国立核物理研究所が担当。据え付けにあたり、レーザートラッカーとアルゴリズムを使用した

• 3Dプリンタで出力されたRFQのミニチュア。許容誤差30μm/許容粗さ1μmの精度で加工された4枚の水冷式ベーンを許容誤差50〜100μm精度でロウ付けしたとのこと

• 開いている空間に、超伝導加速器が実装される

• ビームダンプは分解された状態だった

• ビームダンプ

• レーザートラッカーが設置されていた

• ビームダンプ前は遠隔操作で開閉可能

• 入射器。上部の形状が印象的だが、性能を求めた結果だそうだ。「六」っぽいビジュアルでもある

• 電源との接続部にある黒いパイプの一部は自作とのこと。地下を経由して8系統高周波源に繋がっている

• とてもカワイイ

• 8系統高周波源などがあるルーム

• 1系統あたりがゴツい

• ヘリウムリサイクルシステムも確認できた

• シンクロ・フィードバッグ制御システム

• 製作中の超伝導加速器。組立は六ヶ所核融合研究所で行なわれているが、組立を担当するのはBA活動の欧州実施機関F4E(Fusio for Energy)

• 超伝導加速器が格納されるクライオスタット