研究の最前線から
世界とつながる、可能性と未来を架橋する。
やりがいと醍醐味が融合する材料探索。

持続可能な社会の構築に向けた次代のエネルギー源「核融合」。

　21世紀に生きる私たちの大きな課題といえるエネルギー・環境問題。様々な方法が議論され、多くの方策が試みられていますが、その解決の切り札と目されているのが「核融合炉」です。

　核融合とは、水素のような軽い原子がもう1つの水素の原子とぶつかって1個のもう少し重たい原子ができる反応をいいます。このとき1つになった原子はごくわずかな質量(Δm)を失う代わりに、非常に大きなエネルギーを生み出します（E=Δmc²; c=光の速さ）。酸素のない宇宙空間で、太陽が燃えているのはこの原理によるもので、核融合炉が「地上の太陽」と呼ばれるゆえんです。しかし、原子核同士をぶつけて融合反応を起こさせるのは、簡単なことではありません。比較的穏やかな反応でも1億度の高い温度が必要になります（物質はすべて原子核と電子とがバラバラになるプラズマ状態になる）。また原子を高密度の環境に、長い間閉じ込めておかなければ反応が起こりませんが、超高温高密度のプラズマを収容する容器（その材料）を検討しなければなりません。

　この超高温プラズマが曲者です。現在は、磁場でプラズマを浮かせて、材料に直接触れないようにしていますが、それでも材料は、1000～2000℃になると言われています。さらに、プラズマは放射線、高いエネルギーを持った中性粒子（原子、分子）、イオンや電子、中性子といった粒子を放出するため、それにさらされた材料は、損傷を受け、材料表面の原子が勢いよくはじき出されたり（スパッタリング）します。その上、プラズマ中に放出された材料の原子は不純物として振る舞い、核融合反応の肝心かなめである高温プラズマを冷やすという悪さもします。

（左）超高温(約2000℃)環境下での加熱試験・（右）超高温環境に耐える高融点金属の試作