Tokamak Energyを徹底解説。ST40とDemo4から読み解く、核融合と超伝導磁石の事業戦略
英国のTokamak Energyは、球状トカマクによる核融合研究と、高温超伝導磁石の事業化を進める企業だ。ニュースに登場する「1億度」「強い磁場」「発電所向け契約」は、それぞれ何を意味するのか。プラズマ実験装置ST40と磁石試験設備Demo4の役割を分けると、この会社の現在地が見えてくる。
発電を目指す会社が、磁石も事業にする理由
Tokamak Energyは2009年、英国原子力公社UKAEAからのスピンアウトとして設立された。同社の現在の企業紹介では、核融合事業、2024年に立ち上げたTE Magnetics、2025年に買収したRidgway Machinesを事業の柱としている。
核融合の燃料を閉じ込める磁場を、実際の装置でつくるには、超伝導材料だけでは足りない。導体をコイルに加工し、冷却し、強い力に耐えさせ、異常時には安全に電流を落とす必要がある。研究成果を発電所へつなぐ途中に、製造と運転の課題が積み重なる。
そのため同社を見るときは、「核融合で発電する」という長期目標と、「発電に必要な磁石や製造技術を供給する」という事業を分けたい。磁石の顧客は、自社の将来炉に限られない。核融合開発を進めながら、その過程で蓄積した技術をほかの開発計画にも提供する構図だ。
ST40は、高温のプラズマを調べる装置
ST40が採る球状トカマクは、中心に穴のあるプラズマを、通常のトカマクより丸く、縦に膨らんだ形で閉じ込める方式だ。「球状」と呼んでも、中身の詰まった球が浮かんでいるわけではない。
米エネルギー省DOEが2023年に紹介した研究では、ST40で1億度級のイオン温度が得られた。米国のプリンストンプラズマ物理研究所PPPL、オークリッジ国立研究所ORNLも実験と解析に参加した成果である。
ただし、温度は発電所への到達を示す単独の合格点ではない。この実験の放電時間は約150ミリ秒。測定した不純物イオンの温度と解析を組み合わせ、主成分である重水素のイオン温度を評価している。「装置全体が1億度で運転し続けた」「電力を取り出した」という意味ではない。
核融合では、粒子の温度を上げるだけでなく、十分な密度を保ち、熱が逃げるまでの時間を長くすることが重要だ。ST40の価値は、小型の球状トカマクで、こうした条件をどう同時に改善できるかを実験できる点にある。
次の課題は、熱を保ちながら運転すること
2024年12月、DOE、英国のエネルギー安全保障・ネットゼロ省DESNZ、Tokamak Energyは、ST40を改良する総額5,200万ドルの共同計画を発表した。
主題の一つは、装置の内壁をリチウムで被覆する研究だ。PPPLがリチウム利用の知見を、ORNLが燃料ペレット供給の技術を持ち寄る。狙いは、将来の長時間運転につながる良好な閉じ込め条件を探ることにある。
この共同計画は、将来の実証炉に必要な科学と技術を進めるためのもので、ST40はその実験を担う。高温プラズマの記録の次に注目すべきなのは、燃料の供給や壁との相互作用まで含め、運転条件をどこまで安定して整えられるかだ。
Demo4は「発電する炉」ではなく、磁石を確かめる設備
本文の写真に写るDemo4は、ST40とは別の設備だ。球状トカマクに関連する配置で高温超伝導磁石を組み合わせ、システムとして試験するために使われる。プラズマを生成する実験装置でも、電力を取り出す発電設備でもなく、磁石そのものを確かめる設備である。
「高温超伝導」の高温は、室温を意味しない。超伝導を利用するための低温環境が必要であり、磁石の性能は冷却設備や電源、計測、制御と切り離せない。
同社は2026年9月、Demo4の14か月間の試験を終え、最大13.7テスラに達したと発表した。通電状態を変えながらの運転は約1万時間で、13.7テスラを1万時間維持したという意味ではない。これらは同社が公表した試験結果であり、発電実証とは異なる。
磁石開発の難しさは、強い磁場を一度つくることだけにない。複数のコイルを一緒に動かしたときの力や温度を把握し、異常時の挙動も確認する必要がある。Demo4を見るときは、金属の組立体だけでなく、そこへ接続する配管や計測系にも目を向けたい。磁石を「使えるシステム」にするための試験設備なのである。
STEPへの参加で、試験から発電所の設計へ
2026年4月、英国のUK Fusion Energyは、STEP計画の磁石システムパートナーとしてTokamak Energyに7,000万ポンドの契約を付与したと発表した。磁石の構成、トカマク全体との設計調整などに取り組む役割だ。
この契約の意味は、実験装置で得た知見を、発電所の設計条件に結び付ける仕事を担う点にある。一方、契約額は、完成した磁石の納入実績や発電所の完成を示す数字ではない。実際にどの設計・試験・製造段階が進んだかを追う必要がある。
資金調達と、これから見るべき三つの進展
同社は2024年11月に1億2,500万ドルの資金調達を発表した。East X VenturesとLingottoが共同で主導し、古河電気工業なども参加した。同時点の累計調達額3億3,500万ドルには、民間投資2億7,500万ドルに加えて英米政府の資金6,000万ドルが含まれる。全額を民間出資と数えたり、売上高と読み替えたりはできない。
今後の動きを読む際には、三つの進展を分けて追うと理解しやすい。
一つ目はST40で、温度だけでなく閉じ込めや燃料供給がどう改善するか。二つ目は磁石事業で、Demo4の試験経験が顧客向けの設計・製造へどう移るか。三つ目はSTEPなどの契約で、発表後に具体的な成果物や検証がどこまで進むかだ。
Tokamak Energyを理解する鍵は、「いつ発電できるか」という一つの問いに、すべてを押し込めないことにある。プラズマの研究、磁石の工学、そして顧客へ技術を届ける事業。それぞれの進展を分けて見ることで、期待だけではない企業像がつかめる。
掲載のDemo4写真はTokamak Energyの許諾を得て使用しています。写真提供：Tokamak Energy。
ロゴ：Tokamak Energy。