JT-60SAとは？ 初プラズマから加熱実験へ、日欧の研究装置を読み解く

JT-60SAは、茨城県那珂市で日本と欧州が共同利用する超伝導トカマク型のプラズマ実験装置だ。QSTと欧州のFusion for Energy（F4E）が担い、ITERの運転を支える研究、原型炉に必要な高性能プラズマの研究、人材育成を進める。発電量を売る施設ではなく、将来の炉を安定して動かすための運転方法を調べる役割が中心となる。QSTの計画説明

トカマクは、ドーナツ状の空間で磁場を組み合わせ、電気を帯びた高温の粒子を閉じ込める方式だ。JT-60SAでは、中性粒子ビームや電磁波で加熱し、計測装置で温度や密度などを調べる。重要なのは温度だけでなく、圧力、形状、熱の逃げ方を同時に扱うこと。水素・重水素を用いる研究計画を、重水素と三重水素による燃焼プラズマや発電の実証と取り違えないようにしたい。加熱実験の研究計画

第一に、高い圧力のプラズマを安定して保てるか。熱くできても、プラズマの位置や形が乱れれば、狙った状態を維持できない。第二に、その状態を長く続けられるか。短時間の最高値と、長時間の運転を両立させるには別の工夫が必要だ。第三に、予測と観測が合うか。計測結果をシミュレーションと比べ、制御方法を改善していく。JT-60SAの研究を読むときは、最高温度だけでなく、この三つの問いを意識すると成果の意味が分かりやすい。

最初のトカマクプラズマを生成したのは2023年10月23日。QSTが公表したのは翌24日であり、2026年が初プラズマの年ではない。その後は装置を増強し、2026年2月27日に加熱実験に向けた統合試験運転を開始した。これは同年3月13日の発表で確認できる。新設機器を単体で動かすだけでなく、既存設備と組み合わせて安全に機能するか確かめる段階だ。初プラズマ発表／統合試験運転の発表

JT-60SAはITERを小さくした発電所、という位置付けではない。ITERに先行してプラズマ制御や運転条件を調べ、さらに原型炉で必要になる高圧力・長時間運転の知見を積み上げる。ITERは燃焼プラズマと大型システムの統合、Q-DEMOは発電などの段階的な実証を目指す。それぞれの研究は補い合うが、一つの装置の成功だけで後段の技術課題がすべて解消されるわけではない。

装置の価値は研究成果に加え、精密な製作・据付と運転経験にもある。2025年12月、QSTと三菱電機は、容器内で直径約8メートルの高速位置制御用コイル2体を製作し、位置・形状の精度を±2ミリメートル以内に収めたと発表した。このコイルは銅製であり、装置の大型超伝導磁石とは別の役割を持つ。電源、真空、極低温、加熱、計測、制御をつなぐ仕事にも産業の出番がある。コイル製作の共同発表

産業面では、部品が要求性能を出すことに加えて、隣り合う機器と正しく接続できることが重要になる。例えば、制御コイルには電源と制御系が必要で、加熱装置には真空や冷却、計測との連携が必要だ。統合試験は、その境界で生じる問題を見つける機会になる。単品の納入実績と、装置全体で繰り返し使える信頼性は同じではない。こうした観点は公開資料から読み取れる産業上の意味であり、特定企業の受注や将来収益を保証するものではない。

今後は、加熱実験の実施確認、どの条件でどれだけの時間プラズマを維持したか、制御の再現性や機器の健全性に注目したい。新しい成果の発表では、次の情報を合わせて確認するとよい。

• どの燃料、加熱条件、装置構成で行った実験か
• プラズマ電流や圧力の達成値と、その値を保った時間はどれくらいか
• 一度の成功か、条件を変えても再現できたか
• どの結果がITERや原型炉の設計・運転方法に反映されるのか