タンデムミラー

タンデムミラーは、中央の長いプラズマ領域と、その両端のミラー領域を組み合わせる磁場閉じ込め方式です。「タンデム」は直列に並べるという意味です。単純な磁気ミラーでは、磁力線に沿って端から逃げやすい粒子が残ります。そこで端部のプラズマの密度や温度を制御し、中央部との電位差をつくって、特に正の電荷を持つイオンの流出を減らします。[1][3]

電位差は、イオンから見ると越えるためにエネルギーが必要な「坂」です。ただし、固体のふたで穴を塞ぐわけではありません。磁場による反射と電位による閉じ込めが協力し、電子とイオンの挙動も異なります。電位の山を描いた図は空間中の電気的な状態を示すもので、真空容器の形ではありません。

核融合を起こす主な領域を中央セル、両端で閉じ込めを助ける領域をプラグと呼びます。筑波大学のGAMMA10には、全体の安定化を担うアンカーセルと、イオンを閉じ込める電位や熱障壁を形成するプラグ／バリアセルがあります。プラズマの生成・維持には高周波や中性粒子ビームによる加熱を使います。[2]

熱障壁は、端部の高温電子と中央部の電子の間でエネルギーが行き来しにくくなるように設ける電位構造です。断熱材を差し込む意味ではありません。また、すべてのタンデムミラーがGAMMA10と同一のセル構成や熱障壁を採用するわけではなく、古典的タンデムと熱障壁付きの方式は区別する必要があります。[1][3]

GAMMA10では電位形成と閉じ込め改善が研究されてきました。一方、Realtaが研究を支援するWHAMは単純ミラーの実験装置で、タンデムミラー全体の完成形ではありません。Realta関連のタンデム炉研究には高温超電導磁石などを使う性能予測がありますが、計算上の核融合利得をWHAMの実測値や発電所の正味出力と読み替えてはいけません。2025年の論文には後日訂正も出ています。[2][3][4]

事業化には、端部を加熱して電位を維持するための電力、半径方向の粒子・熱の損失、プラズマの不安定性を含めた収支確認が欠かせません。「端を強く閉じ込めれば完成」ではなく、中央部を保つために装置全体でどれほどエネルギーを使うかが重要です。