JT-60SAは何がすごいのか。世界最大のトカマクプラズマを支える、那珂の巨大装置

幾重もの配管、巨大な磁石、ドーナツ形の真空容器。茨城県那珂市のJT-60SAは、写真を眺めるだけでも圧倒される。代表写真は2020年1月の組立途中の姿だ。外から見える機械の内側では、目に見えない磁場を操り、大きなプラズマを扱う。プラズマとは、原子から電子が離れ、電気を帯びた粒子が飛び交う状態だ。

JT-60SAがつくったプラズマの体積は160立方メートル。QSTと欧州のFusion for Energy（F4E）は2024年10月4日、2023年の初期試験を精査した結果としてこの値を公表した。従来の他装置の記録100立方メートルを上回り、同年9月4日にギネス世界記録「最大のトカマク型装置」に認定されている。QST・F4Eの発表

ここで比べているのは、トカマクという方式で実際に生成したプラズマの体積だ。建屋の床面積や発電出力の順位ではない。2026年10月16日に確認したITERの公式説明も、運転実績のある最大の装置としてJT-60SAを挙げる。一方、フランスで建設中のITERはさらに大きい。つまり「世界最大」は、将来計画を含む全装置の大きさを一括して表す称号ではない。ITERの公式説明

組立途中の写真を見ると、周囲の設備に隠れる前の真空容器がよく分かる。この輪の内側から空気や不純物を取り除き、燃料の気体を入れてプラズマをつくる。金属の容器は実験空間を用意する役目を持ち、高温の中心部を壁から離して保つのは磁場の仕事だ。

トカマクでは、外側のコイルがつくる磁場と、プラズマ自身に流す電流がつくる磁場を組み合わせる。電気を帯びた粒子が磁場の影響を受ける性質を利用し、輪になった空間に閉じ込めるのである。巨大な容器を造るだけでは完成しない。プラズマの位置や形を変え、狙った状態を維持するまでが装置の仕事になる。ITER・トカマクの仕組み

QSTの現行主要諸元には、プラズマ体積133立方メートルと記されている。これは表に示された条件での仕様値で、160立方メートルという試験記録とは分けて読む必要がある。仕様表と最大体積の記録を並べる際は、それぞれが何を示す数値かを確認したい。QST・主要諸元（2026年4月21日更新）

磁石の組立写真では、真空容器を囲む大きな部品が放射状に並んでいる。輪の方向の磁場をつくるトロイダル磁場コイルは18個。完成後の外観からは見えにくい、JT-60SAの骨格だ。F4E・組立の記録（2020年6月25日）

その磁石を働かせる鍵が超伝導である。材料を十分に冷やすと電気抵抗がなくなる性質を利用し、大電流で強い磁場をつくる。JT-60SAの磁石を冷やすヘリウムは約4.4ケルビン、摂氏では約マイナス269度。さらに熱遮蔽を置き、外から入ってくる熱を抑える。高温のプラズマを研究するために、巨大な冷凍設備が必要になるという組合せが面白い。F4E・極低温設備の説明

超伝導なら装置全体の電力が要らなくなるわけではない。冷却も、プラズマの加熱も、計測や制御も動かす必要がある。写真の主役に見える本体は、それらの設備が一緒に働いて初めて実験装置になる。

プラズマが大きいことには研究上の意味がある。閉じ込め性能は大きさにも関係し、より大きな装置で必要になる運転方法を試せるからだ。ただし、体積の記録だけで高温・高圧力の性能まで証明したことにはならない。次の挑戦は、その空間へ十分なエネルギーを届けることだ。

加熱を担うのが、中性粒子ビームや高周波の電磁波である。掲載写真のクレーンで吊られた巨大なユニットは、JT-60SAへ設置する中性粒子ビームの機器。人の大きさと比べると、熱を送り込む設備自体の規模が見えてくる。2024年12月の増強作業を記録した写真で、プラズマが発生している場面ではない。F4E・装置増強の報告

主要諸元の加熱・電流駆動パワーは41メガワット。これは発電量ではなく、プラズマを加熱し、その電流を支える側の仕様だ。5.5メガアンペアのプラズマ電流や100秒のフラットトップ時間も、同じ表にある設計上の値である。高い圧力の状態を100秒程度維持する運転方法の確立が、研究の目標に置かれている。QST・研究目的と仕様

容器内の写真には、表面を覆う保護板が並ぶ。プラズマの中心を壁から離していても、熱や粒子が一切壁へ届かないわけではない。流れ出す熱を引き受ける機器も、強力な加熱と組になって必要になる。ダイバータは、その排熱や粒子の排出を担う重要な部分だ。

2026年10月8日付のQST報告では、プラズマに面する壁へ約1万枚の炭素タイルを取り付ける作業が進んでいる。運転に向けた準備は、こうした内側の仕上げにも及ぶ。ここに載せた容器内写真は2020年公開の上部ダイバータ保護板であり、2026年の完成状態そのものではない。写真は構造の理解に、最新の進捗は日付のある報告に、それぞれ役割がある。QST・週刊フュージョン（2026年10月8日）

加熱を強くするほど、熱を受ける機器、温度や密度を測る計測器、乱れを抑える制御が重要になる。JT-60SAの凄さは、個別の最高値を競うだけでなく、それらを大きなプラズマの周りで組み合わせ、運転方法を磨ける点にある。

JT-60SAは日欧共同の研究装置だ。欧州側がトロイダル磁場コイルや極低温設備など、日本側が真空容器や別の磁場コイルなどを担い、那珂で一つの装置に組み上げた。F4Eによれば、機器製作には70を超える供給者が関わっている。異なる場所で造った精密機器を現地で働かせる経験そのものも、大きな成果になる。F4E・機器製作の分担、日欧協力の概要

この装置からITERへ渡すのは、よりよいプラズマの運転条件や制御の知見だ。さらに、発電実証を目指す原型炉に向けて、高圧力の状態を長く保つ方法を研究する。JT-60SA自体が電力を販売する発電所になるわけではない。発電設備や燃料循環を含む将来のシステムには、別途解決すべき課題が残る。

企業にとっての接点も具体的だ。磁石を造るだけでなく、冷やす、真空を保つ、加熱する、測る、熱を逃がす。それぞれの技術を接続し、試験で確かめる仕事がある。巨大装置の外観を機能ごとに見直すと、核融合研究と幅広い製造業のつながりが見えてくる。

初プラズマは2023年10月23日。2026年2月27日には、増強した機器をまとめて動かす統合試験運転が始まった。これは加熱実験に向かう節目であり、目標の高性能プラズマを達成したという発表ではない。QST・統合試験運転開始（2026年3月13日）

世界最大の体積を持つプラズマを、どこまで熱く、高圧力に、安定して保てるか。JT-60SAは、その問いを実物で確かめる場所だ。巨大なドーナツと、それを支える無数の機器は、将来の炉の「動かし方」を学ぶために集まっている。初プラズマから加熱実験への経緯は、JT-60SAの基本ガイドでも整理している。