2026-3-3 (令和8年) 松尾芳郎
2025年10月発足の高市内閣は「日本成長本部」を立ち上げ、ここで「危機管理投資」対象として17の戦略分野を決定、「AI・半導体」、「航空・宇宙」、「資源・エネルギー安全保障・G X」などと共に「核融合（Fusion Energy）」を選定した。核融合研究開発に総額1,000億円を投じる方針を決めた。この技術は国の安全保障と密接につがっている。日本はエネルギーの自給率が15 %に満たないので、これを抜本的に改善するための措置である。
図１：（資源エネルギー庁）2022年度の主要国の一次エネルギー自給比率比較表。日本の自給率は12.6 %で他のOECD諸国に比べ著しく低い。
「核融合」は、政府が2023年4月に策定した「フージョン・エネルギー・イノベーション戦略」にも長期的な安定エネルギー源として取組む姿勢が明示されている。
ベンチャー企業「Helical Fusion」社は、1989年設立の公的研究機関「核融合科学研究所」で得られた知見を活用して、核融合による世界最初の実用発電を2030年代に実現すべく努力中である。
「（株）Helical Fusion」
「Helical Fusin」は2021年10月に設立、本社は東京都、研究開発は岐阜県、愛知県に事務所を拠点とする企業。事業内容は「フュージョン・エネルギー・プラントの開発」で、それに伴う要素技術の開発・提供、である。開発に携わる人々は国立の「核融合科学研究所」出身のスピンアウトを中心に構成されている。
Helical Fusionでは基礎研究の延長線上ではなく、実用的発電システムの確立を目指している。即ち
- 1年を通して運転できる定常運転
- 外部に十分な電気(~50 MW)を供給できる正味発電
- 75 %以上の稼働率の維持、コスト競争力実現の鍵となる保守・整備
図２：(Helical Fusion) Helical Fusion社が開発している核融合炉の中心部のイメージ。中央で光り輝いているプラズマを、二重螺旋の形をした電磁石コイルで閉じ込め長時間安定して保持、電力を得るのが目標。
核融合の仕組み
Helical Fusion社は、宇宙で太陽などの星々が光を放ち続ける原理を、地上で再現するべく挑戦している。これには1億度C以上になる超高温プラズマを効率よく安定して閉じ込め長時間維持する仕組みを必要とする。
核融合発電の仕組みは次のように説明される；―
燃料には海水中に沢山ある重水素(Deuterium/デウテリウム)と三重水素(Tritium/トリチウム)を使う。重水素原子は「陽子１個と中性子１個」、三重水素原子は「陽子１個と中性子２個」で出来ている。
重水素と三重水素を超高温/1億度C以上にすると個々の水素原子が陽子と中性子に分かれ「プラズマ」状態になる。そして「陽子２個と中性子２個」の「ヘリウム(Helium)」が生成される。この時余った「中性子」が飛び出す。この高温の「中性子」を「ブランケット(Blanket)」で受止め、その熱を利用して発電する。そして三重水素は、中性子をブランケットで受け止める際に生れるのでこれを再利用する。
すなわち「核融合」とは、水素のような軽い原子の原子核同士が超高温下で融合し、重い原子「ヘリウム」に変わることで、この時に放出される高温の「中性子」から莫大なエネルギーが生み出される、現象を言う。
太陽の中心部で起こっているのがこれで、僅か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るのに相当する。
図３：(Helical Fusion)「＋の丸」は陽子、「無印の丸」は中性子を表している。軽い原子「重水素」・「三重水素」を1億℃に上げると「核融合反応」で重い原子「ヘリウム」が生まれる。この時に高エネルギーの中性子が生じ、これをブランケットで受け止め熱を回収、発電する。
ヘリカル型核融合炉(Helical Stellarator)
Helical Fusion社が取組んでいるのは「ヘリカル型核融合炉」である。この装置の最大の特徴は「安定した磁場」を作り出し長時間維持できる点にある。ヘリカル型では、捩れた磁力線でプラズマを包み込み、長時間安定した運転を続けられる。
ヘリカル型核融合炉の基幹システムは次の２つ。
- プラズマを長時間継続して閉じ込める「高温超伝導マグネット」
- プラズマから飛び出した高温・高エネルギー中性子を受け止め、高エネルギーを取り出す「ブランケット」
図４：(Helical Fusion)ヘリカル型核融合炉の原理。「プラズマ（青）」を捩れ状態にして包み込む「捩れ超伝導マグネット」の関係を示す。
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」を閉じ込める強力な磁場を作る高温超伝導マグネットは、核融合炉の基幹部品である。
従来の研究では摂氏-269℃で超伝導状態になる「低温」超伝導材料が使われてきたが、Helical Fusion社は、やや高温の摂氏-240℃で超伝導状態になり・高い磁場を生じる材料を使う。僅か30℃の違いでも、冷却効率や冷却装置の点で全体の経済性に大きな改善が見込まれる。しかし大型マグネットに仕上げるには技術的なハードルが高い。この課題を解決するには「高温超伝導ケーブル」の開発が鍵となる。
図５：(Helical Fusion)高温超伝導マグネットのイメージ。
「フジクラ」の参加
2025年4月18日、大手町の三井カンファレンスでHelical Fusionとフジクラ(株)が共同記者会見を行い、「高温超伝導ケーブル」を開発中と発表した。
フジクラは今年で創業140周年、光ファイバーケーブル他光製品を中心とする情報通信事業、高精細、高密度、多機能な電子部品を扱うエレクトロニクス事業、ハーネスを主力とする自動車事業などで革新的技術を生み出し課題解決に貢献しているグローバル企業である。
「高温超伝導線材」は銅線と違い、電気抵抗ゼロで損失なくエネルギーを運べる点や、高電流密度によりコンパクトで強い電磁石ができる点など優れた素材である。フジクラ製のレアアース系高温超伝導線材は金属テープの形をしており、次の「図６」、「図７」、「図８」にその概要を示している。
図６：（Helical Fusion）ヘリカルコイルは「螺旋状の高温超伝導マグネット」、つまり「超伝導ケーブルの束」で出来ており、個々の「超伝導ケーブル」は金属製筐体「アーマー」の内面に「高温超伝導線材」を貼り付け、これを-240℃に冷却する冷却管で冷やしている。
図７：(Helical Fusion) 高温超伝導ケーブル(HTS)。2024年に 8T・40 k アンペア通電を実証済み。文部科学省から20億円のSBIR支援を受けて完成した。
図８：(フジクラ) フジクラ製のレアアース系高温超伝導線材は金属テープの形にしてあり、図の黒色の超伝導層に電流を流す。各層は非常に薄いが、強い金属製基盤に貼付けてあり、曲げたり引っ張ったりして使う。
図９：(Helical Fusion)高温超伝導コイルの外観、これを多数合わせてヘリカルコイルに仕上げる。
図１０：(Helical Fusion)記者会見で「高温超伝導線材」を手にしたHelical Fusion社CEO田口昴哉氏（左）と（株）フジクラ超伝導事業部長大保雅載氏（右）
図１１：(Helical Fusion)実証用核融合炉「Helix HARUKA」に使用するコイルの材料となる高温超伝導ケーブルを60 mの長さに加工しているところ。最初の１本を作り、その後スピードを上げて製造する。
ブランケット(Liquid Metal Blanket)
核融合炉の内壁である「ブランケット(Liquid Metal Blanket)」は、プラズマに直接向き合い、高温・高エネルギーの「中性子」を受け止める①「防御壁」であると同時に、発生した②「エネルギーを取り出し」、装置内で③「燃料(三重水素)を再生産」する重要装置である。高精度・大型・ステンレスなど硬い金属加工を必要とするので、製作の難易度が高く実用化した例はまだない。
図１２：(Helical Fusion)「ブランケット」は、プラズマを覆う内壁で、プラズマからの大量の熱エネルギーを受け止め熱に変える。またその外側にあるヘリカルコイルや各機器を中性子から保護し、同時に燃料となる三重水素(トリチウム)を生成する。
三井金属鉱業との連携
「ブランケット」は、冷却管、三重水素増殖装置、中性子倍増材から構成される。ブランケットの筐体部分は「三井金属工業」と共同開発したもので、表面は多孔セラミクスで覆い冷媒である液体金属がスムースに流れるようにする「濡れ性」を持たせてある。冷媒として使う液体金属は「リチウム、鉛、錫」で構成されている。ブランケットは複数あり、それぞれに液体金属を流す配管が付いている。
図１３：（三井金属鉱業/Helical Fusion）左は核融合炉本体。黄色がプラズマ、青色がプラズマを閉じ込めるヘリカルコイル、その外周にある緑色のブランケットで高温中性子を受け止め、エネルギーを生み出す。
助川電気工業との連携
液体金属ブランケット試験装置は「GALOP=Gas Driven Liquid metal Operation」と呼ばれ、「核融合科学研究所」の一部をHelical Fusionが借りて試験を行なっている。ポンプはガス圧縮駆動ポンプを使っている。「GALOP」は幅4m、奥行き2 m、高さ２mで試験の目的は；―
- 液体金属を循環させるため新しいポンプ方式（加圧ガスで駆動する回転部分のない防食および高温運転が容易）の試験。
- ブランケットのプラズマに正対する面を液体金属で保護する試験。
- 真空中での液体金属の長時間にわたる定常流動試験。
「助川電気工業」(茨城県高萩市・高橋光俊社長) は、“熱と計測のシステム・エンジニアリング” を強みとする研究開発型企業で70年余りエネルギー関連産業を支えてきた。ここの協力を得て「GALOP」は製作した。
図１４：(Helical Fusion) 液体金属ブランケットの試験装置「GALOP=Gas-driven Liquid metal Operation」が完成、岐阜県土岐市・国立核融合科学研究所に搬入した。
プラズマに直接接触し最も傷み易い部分は、流れ落ちる液体金属の層で覆うことで損傷を抑える構造にする。それでもブランケットは交換が必要で、12ヶ月の連続運転後には３ヶ月の整備・保守が必要と想定している。
ブランケットの開発に協力する「三井金属鉱業」は、1950年設立、非鉄金属製錬を中心に、機能材料・電子材料の製造、貴金属のリサイクル、素材関連事業、自動車部品の製造を行なっている企業で新領域でのマテリアル開発に強みを持つ。
菱輝金型工業との連携
ブランケットは、発電所稼働後に定期的にメンテナンスが必要だが、整備し易いブランケットにすべく、「菱輝金型工業」とともに独自設計のブランケットの試作に取組んでいる。
「菱輝金型工業」（愛知県一宮市・原 康裕社長）は航空宇宙分野で大型かつ高精度のステンレスなど硬い金属の加工を手掛け、グローバル企業からのニーズに応えてきた実績を持つ。Helical Fusionとは「高温超伝導コイル」を収納する「コイルケース」の製作に携わっている。
図１５：（菱輝金型工業）高温超伝導コイルを収める「コイルケース」の一部分試作品、3次元螺旋形状の部品を精密加工で作ったもの。
MiRESSOとの提携
「ブランケット」の材料となるベリリウムの将来の調達、仕様・設計検討を進めるに際し、「（株）MiRESSO（ミレッソ/青森県三沢市・中道 勝 氏）」と業務提携している。MiRESSOは世界で唯一、フュージョン・航空宇宙・産業機器の分野で活用が期待されるベリリウムを低コスト、省エネルギーで生産する新しい技術「低温生成技術」を持つスタートアップ企業である。
核融合分野で世界的な研究機関である「量子科学技術研究開発機構(QST)」の知見を受け継ぐベンチャー企業。
図１６：（Helical Fusion）開発中のヘリカル核融合炉イメージ。緑色部分がブランケットを示している。
核融合炉はプラズマ状態の重水素と三重水素(トリチウム)を燃料とする発電システムだが、三重水素（トリチウム）は天然にはほとんど存在しないため、プラズマの周囲を取り囲むブランケットの中で自己生産させる必要がある。ブランケット素材の中にリチウムを混ぜておくと、プラズマから飛び込んできた中性子とリチウムが反応し、「三重水素(トリチウム)」ができる。「トリチウム」増殖の仕組みをいかに効率的に行えるかが、炉の経済性の確保について非常に重要となる。
ブランケット素材の中に中性子倍増材である「ベリリウム」を加えることで、炉心から飛び出した中性子を倍増させ、燃料である「トリチウム」を効率的に生産できることから、エネルギー生産効率を高める鍵となる。
しかし、「ベリリウム」の生産量は極めて少なく高価である。安定確保に向けた技術革新が必要な状況になっている。
MiRESSO代表取締役CEO中道氏らは、「量子科学技術研究開発機構(QST)」で、化学処理とマイクロ波加熱の複合技術で低温精製技術の開発に成功（特許申請済み）した。従来はヘリウム鉱石を2000℃で溶解する必要があったのに対し、中道氏らの技術では300℃・常圧で溶解すれば良くなった、現在べリリウム生産のパイロット・プラント[ BETA=Beryllium Testing Plant in Aomori] を八戸市に建設中、2027年度にベリリウム生産を開始する。さらに原型炉・商用炉の建設が本格化する2030年代初めにはベリリウム年産100 ton規模の量産プラントを建設する予定。
図１７：(MiRESSO) 核融合炉における「プラズマ」と「ブランケット」の関係。
ヘリックス計画(Heliz Program)
「ヘリカル型核融合炉」は、岐阜県の国立「核融合科学研究所」をはじめ70年にわたる大学や研究機関で蓄積された知見を引き継ぐもので、商業用発電に最も適した技術とされている。
核融合炉を発電所として商業利用するには、
- 一年中定常運転可能な安定性、
②外部へ十分な電力を供給できる正味発電、
- ③短期間で効率良い整備性、
と言う「核融合炉の3要件」を満たす必要がある。現在、トカマク方式やレーザー方式など世界では50以上の核融合の研究プロジェクトがあるが、この三要件を「現有技術」で実現可能にするには「ヘリカル方式」以外にはない。
図１８：（Helical Fusion）Helical Fusionが2030年代後半に実用化を目指す商用実用炉「Helix KANATA（かなた）」の全体イメージ。高温超伝導コイル(REBCO)を使用、超伝導コイルの冷却は20Kヘリウムガス使用、プラズマ体積は200~400 m3、トロイダル磁場は6~9T、核融合出力は約300 MW、正味発電は20 MW以上、冷却剤は液体金属で300~600℃、構造材料は低放射化高マンガン鋼、トリチウム増殖比は1.05~1.15、とされる（暫定値）。
開発予定表
Helical Fusionはその成果を活用する唯一の企業として、フュージョン・エネルギーの実現を目指す「ヘリックス計画(Helix Program)」を進めている。この計画では、2020年代中頃までに二つの要素開発「高温超伝導マグネット」および「ブランケット兼ダイバーター」の実証試験を完了。2030年代半ばには最終実証装置「Helix HARUKA（はるか）」で統合実証を行い、2030年代後半から商用発電用初号機「Helix KANATA（かなた」の実用運転を始める計画である。
図１９：(Helical Fusion)2030年代中期に「商用発電所号機[Helix KANATA]」」の運転を目指す工程表。
核融合方式の違い
「トカマク方式」と「ヘリカル方式」は、共にプラズマをドーナツ状にして強力な磁石の力で見えないカゴを作り、そこに閉じ込める方式である。
「トカマク方式」は、「トロイダルコイル」と「センター・ソレノイドコイル」でドーナツ状プラズマを包む。しかし“ドーナツ”の内側と外側ではプラズマの周回距離が違うためすぐにバランスが崩れ、プラズマが消えてしまう。これを解決するには内・外の周回距離を同じにすれば良い。このためヘリカル方式ではヘリカル磁場でドーナツ型プラズマをを捻って解決している。
ヘリカル方式では、プラズマを閉じ込める磁場は全てヘリカルコイルが作るので（センター・ソレノイドコイルは不要）、プラズマを容易に制御でき長時間運転ができる。我が国「核融合科学研究所」では昨年暮れに50分ほどプラズマを保持することに成功した。
トカマク型融合炉の代表はフランスで建設中の国際熱核融合実験炉[ITER]である。[ITER]僅か400秒（７分弱）の連続運転を目標にしている。
図２０：(Helical Fusion)トカマク方式とヘリカル方式の違い。
図２１：(ITER) 国際熱核融合実験炉（ITER）の完成予想図。中央の巨大な装置がトカマク型核融合炉本体。「量子科学技術研究開発機構」がITER日本代表、1988年発足の日・米・EU・露の4カ国で発足、その後中国・韓国・インドが参加、2007年からフランスで建設が始まった。燃料は重水素・三重水素（トリチウム）、熱出力50万kW以上、持続時間500秒の運転を目指す。
核融合科学研究所
1989年5月名古屋市千種区に「文部省核融合科学研究所」として設立、1997年に岐阜県土岐市に移転、「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」となる。2025年12月に「大型ヘリカル装置(LHD)を使った実験で、「プラズマ温度1億℃」、「プラズマ保持時間3,000秒(50分)以上」の重要ポイントを達成している。
将来必要となる核融合技術の確立のための研究をするのが目的で現在は文部省直轄の研究所になっている。施設として「世界最大級のヘリカル型超伝導プラズマ閉じ込め実験装置「大型ヘリカル装置(Large Helical Devise)」および新しいスーパー・コンピュータ「プラズマ・シュミレーター・双星」などを収納する「シミュレーション科学研究棟」を備える。
図２：核融合科学研究所（岐阜県土岐市）の大型ヘリカル装置（LHD）高さ9 m、直径13.5 m。本装置を用いたプラズマ実験は2025年末に完遂した。
終わりに
世界の人口は2050年には17億人が増加し、生成AIの普及と相まって世界的な電力需要が急増する。これに対処するには既存の発電方式だけでは極めて困難。
フュージョン・エネルギーは太陽と同じ原理を使うCO2排出が皆無、海水中から豊富に取れる燃料を使う発電の仕組みで、世界から期待されている。我が国では2025年10月以降、「危機管理投資」や「経済安全保障」を成長戦略の核心と位置付け、高市総理の所信表明演説で「次世代革新炉や核融合エネルギーの早期社会実証」が明言されている。経済産業省には「フュージョンエネエルギー室」が新設されなど政府支援が具体化しつつある。2027〜8年の実証炉「HARUKA」の運転開始が待たれる。
―以上―
本稿作成の参考にした主な記事は次の通り。
- ニッセイ基礎研究所2026-1-19 “日本の成長戦略を支える核融合の可能性〜高市政権の危機管理投資とエネルギー安全保障における位置付け” by 土居 優
- Helical Fusion “太陽の仕組みを地上で再現するための技術“
- Science Portal 1017-4-25 “1億℃を超えるイオン温度を達成、核融合研が重水素実験で”
- Helical Fusion PR Times 2025年12月5日“核融合による次世代クリーンエネルギーを開発するHelical Fusion、シリーズAエクステンションラウンドで約8.7億円の資金調達を完了”
- 三井金属鉱業/Helical Fusion 2025年4月2日“三井金属鉱業と核融合炉ブラケットの共同開発契約を締結しました”
- Helical Fusion 2025年３月３日“商用核融合炉に必須となる独自の液体金属ブランケット試験そう位置「GALOP」を搬入しました”
- Helical Fusion 2025年4月10日“世界初の定常核融合炉実現を目指す（株）Helical Fusion、エネルギーを取り出す重要装置「ブランケット」の材料候補となる希少金属「ベリリウム」に関しMiRESSOと業務提携を開始”
- Helical Fusion 2025年9月19日“自動車や航空部品切削の老舗 菱輝金型工業と、核融合炉の機関部品プランケットの加工に向けた事業連携を発表しました”
- Helical Fusion 2025年１0月15日“2030年台の発電実証を見据えたHelical Fusion社の開発計画”