2019-11-27 第200回国会 衆議院 科学技術・イノベーション推進特別委員会 第3号
一方で、実用化に向けた課題といたしましては、核融合反応に必要な高温のプラズマを長時間安定に制御する方法の開発ですとか、炉内で生じる中性子の照射に耐えて放射化しにくい材料の開発などの技術的課題が挙げられます。 このため、文部科学省といたしましては、世界七カ国の国際協力により、ＩＴＥＲ計画を進めております。
一方で、実用化に向けた課題といたしましては、核融合反応に必要な高温のプラズマを長時間安定に制御する方法の開発ですとか、炉内で生じる中性子の照射に耐えて放射化しにくい材料の開発などの技術的課題が挙げられます。 このため、文部科学省といたしましては、世界七カ国の国際協力により、ＩＴＥＲ計画を進めております。
核融合の前提となるプラズマ状態は、プラズマが炉壁に直接触れただけで不純物がまじったプラズマは冷えてしまい、融合反応はとまる、比較的安全な技術だと言えます。 現在、実用化が目指されている核融合は、トカマク型であります。プラズマ状態の重水素とトリチウムを反応させて、ヘリウムと中性子とエネルギーを生み出すタイプであります。
もう一つ、副大臣、将来、商業炉をつくるときに、技術的な懸念点として、核融合反応で生じる中性子の高エネルギーな中性子エネルギー、ここが製造された時点から炉に傷害を与えていくわけです。猛烈な中性子のエネルギーが、その包み込む商業動力炉の炉壁にダメージを与えていくわけですよ。
核融合では、福島第一原発事故のように暴走はしない、核融合反応を速やかに停止することが可能だ。また、原発の場合は使用済み核燃料など高レベル放射性廃棄物が発生しますけれども、その処理技術がまだ未確立だ。これに対して、核融合では高レベル放射性廃棄物は発生しない、低レベルは出るんですけれども、これはこれまでの技術で処理、処分できるというわけです。
○本島参考人 まず、太陽に打ち込むという点については、私は考えたことがないので、さあ、どうかなと思うんですが、まず太陽は、あれだけ、地球の三十三万倍でしたか、重さがありますけれども、太陽の、四十六億年ほとんど、一％、二％でしか、核融合反応ですね、変わっていないのに、影響があってはいけないんじゃないか、そういう懸念があると思います。
結びになると思いますけれども、核融合反応は、先ほどおっしゃったように、燃料の供給や電源を停止することによって、制御がしやすい、暴走しないという大変なメリットがおありになると聞きました。
一方、水爆でございますが、先ほど先生も御指摘になられましたように、第一段階となる核分裂反応によってエネルギーを放射する、これを用いまして、第二段階といたしまして、重水素あるいは三重水素でございますが、これを核融合反応させる、これによりまして、温度が急上昇して爆発を引き起こす核兵器になる、こういうことになるわけでございます。
○丸山和也君 日本が先端を走っているということもありますし、それから、先ほどありましたように、世界で協力して、核融合に関する新しい計画も日本が七か国の中の一つとなって参画していると聞いたんですけれども、人類史上初めての本格的な核融合反応を起こすことを目的とするというふうに私、説明を受けたんですけれども、これは、言葉ではさらっと言うんですけど、どういうことなんでしょうか、できる範囲で簡単にお答えいただきたいのと
この計画では、実験炉を建設、運転いたしまして、世界で初めて本格的な核融合反応を起こすというプロジェクトでございます。 現在の予定では、二〇二〇年頃に運転開始を予定しておりまして、その後、二〇二七年頃をめどに本格的な核融合反応の実験を開始いたしまして、いわゆる入力エネルギーの十倍以上の出力が得られる状態を長時間維持するということを目指して進めているところでございます。
新法人が行う業務といたしましては、重粒子加速器である重粒子がん治療装置の開発や医療研究への利用など放医研が行う研究開発、それから、原子力機構から移管されることとなった量子ビーム研究、それから三つ目が、超電導技術による、プラズマ状態を維持し核融合反応を起こす核融合研究開発といったところがあるわけでございます。
核融合反応というのは太陽そのものなので、それも海水の重水素を使うということで、まさに、日本にとっては一番この日出る国にふさわしい技術のように思いますけれども、核融合、これを将来的に実用化していく上で、国内で原発技術を維持向上させていくということと切っても切れないような関係にあるのかどうか、いろいろな方にその質問をするんですが、なかなかすぱっと割り切った答えが出てこないんですけれども、それについてお聞
この計画は、実験炉を建設、運転しまして、世界で初めて本格的な核融合反応を起こすプロジェクトでございます。具体的には、二〇二七年頃を目途にＩＴＥＲによる核融合反応を実現しまして、その後、入力エネルギーの十倍以上の出力が得られる状態を長時間維持すること、あるいは超電導コイル、プラズマの加熱装置などの工学技術を実証するなどを目指しております。
二〇一九年から二〇二〇年にはファーストプラズマ、二〇二七年には五十万キロワット程度のエネルギー出力、そういった核融合反応が行われると聞いております。 こういった核融合技術に関しての御存念を、実際に今度、発電能力を持つ次世代炉を例えば日本に誘致していくおつもりがあるのかどうかとか、そういうことも含めて御所見をお聞かせください。
世界で初めて本格的な核融合反応を起こす実験炉の建設、運転を目指すＩＴＥＲ計画は、これは我が国を含めた世界七極により計画が進められておりますが、これはまだやはり研究開発としては基礎的な段階にあるというふうに思っております。
地上の太陽、核融合は、資料にもつけさせていただいておりますが、重水素と三重水素の融合反応からエネルギーを取り出して、発電につなげるものです。この原料は海水からとることができますので、海に囲まれた日本は、実質的には無尽蔵の燃料資源を手に入れることができるようになります。
○吉田（統）委員 時間がもう来ましたので最後ですが、核融合反応を起こすため、原子核を毎秒千キロ以上で飛ばしてぶつけなきゃいけない、非常に長時間高温プラズマ状態を維持して、それを外部に出さない、そういった技術が必要になります。 現在、磁場閉じ込め式はトカマク、ヘリカル、そして今、原理実証を目指しているレーザー方式がございます。今回のＩＴＥＲはトカマクですね。
さて、これが本当にいつ実現をするのか、こういう話でありますけれども、二〇二七年に核融合反応ということで実証炉に進んでいく、このタイムスケジュールに向けた見通しがどんなものなんだろうかということをまずお伺いしたいと思います。 核融合反応で発電をするための条件というのは、いわゆる臨界プラズマ条件、こういうものが満たされなければならない。
核融合反応というのは、太陽が光り輝いてエネルギーを放出する原理そのものであって、核融合に対する研究というのは、地上に太陽をつくる研究と言えると思います。原理としては、重水素と三重水素、トリチウム、以下トリチウム、の原子核を融合させてヘリウムと中性子を生成する、その中で、いわゆる質量欠損の部分でエネルギーを生成するというものであります。
核エネルギーの中では、まず、私たちの星をつくったような核融合反応という分野と核分裂という反応の分野、そして、私たちは核分裂という反応で原子力のエネルギーを利用することを手に入れることができたわけであります。 私は福島県出身であります。私も原子力発電所を本当に推進してきた者の一人でございます。でも、これだけの大事故が起きてしまいました。
○田中政府参考人 先生御指摘のＩＴＥＲ計画、国際熱核融合実験炉につきましては、核融合エネルギーの科学的及び技術的な実現可能性を証明するということで、世界で初めて本格的な核融合反応を起こす実験炉でございます。 参加七極とも現在、熱心にその推進に取り組んでいるところでございまして、建設サイトのフランス・カダラッシュにおきましては、本体建屋の掘削ということを既に完了してございます。
○政府参考人（村田貴司君） 核融合エネルギーにつきましては、核融合反応を継続的に制御してそこからエネルギーを取り出すという、地上ではまだ実現されていない新しい技術でございます。そのようなことから、その性質を含めてのメリット、デメリットについて国民の皆様に適切に情報をお伝えして、その理解を深めていくことが重要というふうに考えてございます。
このイーター、国際核融合実験炉というのは、太陽で起きている核融合反応を地上の施設で起こすという画期的なものであるということで、その国際的な共同事業の建設は結局フランスのカダラッシュに決定したとのことですけれども。
エネルギー増倍率、そういう数値でございますが、レーザーの場合では、現段階では、核融合反応が起こることを原理的に実証するということを目指す、そういう段階でございまして、そのエネルギー増倍率ということでいえば〇・一程度でございます。これは比較で申しますと、トカマク方式のＪＴ60は既に達成しておりますのが一・二五、そういう値でございます。
そういう現象は核融合炉という形で実現するわけですけれども、一億度以上という非常に高い温度のプラズマ、プラズマというのはこういう蛍光灯とかそういう中に入っているような、そういう物質の状態をいいますけれども、そういうプラズマにおいてこのような核融合反応が引き起こされて、そのときに非常に大きなエネルギーが発生して、それを熱に転換する、まさに発電とかそういうのに使う、そういうようなものでございます。
今のお尋ねですが、イーター機構設立協定、このもとでは核融合エネルギーの科学的及び技術的な実現可能性を証明するために、カダラッシュに核融合実験炉を建設し、核融合反応を実際に起こさせる実験研究を行うわけでございます。
特に、安全性の問題につきましては、この今取り組んでおります核融合の方式におきましては、核融合は適正な強い磁場で高温のプラズマを閉じ込めるというふうなことをしないと反応が生じない、核融合反応が生じないということでございますし、万が一何か異常が起こった場合でも燃料の供給を止めてしまえば反応が直ちに止まるというふうな高い安全性を持っているところでございます。
「想定される核融合反応で出てくる、エネルギーの高い中性子をどうすればいいか解決されていない。 このエネルギーは、原発の約十四倍に相当する。中性子は反応炉の壁をぼろぼろにする。耐えられる素材は開発されていない。ひんぱんに交換すれば放射性廃棄物が大量に生じる。」ということだったと思いますが、この「中性子の問題が解決しない限り、実用化は不可能だ。」
小柴先生から以前、核融合炉は危険だというふうな御指摘がなされまして、特にその中で一番大きな御議論は、核融合反応を起こすわけでございますので、イーターの中でできた中性子に耐えられる素材が開発されていないんじゃないか、そういう意味で非常に危険ではないかというような論調が主であったかというふうに思っております。
また、特に核分裂との比較において申し上げますと、核融合は、強い磁場で高温のプラズマを閉じ込めるということでもって初めて核融合反応が起こるということでございますので、磁場が維持できなければ自然に反応がとまってしまうということから、安全対策が比較的容易にできるという特徴を持っているということでございます。
それから、安全規制でございますけれども、現在、国内の核融合研究施設、幾つもございますけれども、これらについてはすべて、核融合反応を大規模に継続して行う、そういう施設はございません。
それは二〇〇一年の一月十八日に新聞等でも先生が明らかにしておられますが、ＩＴＥＲの炉壁の放射線損傷の問題は深刻だということの御指摘と、ＩＴＥＲ型ではない別な核融合反応を検討することなども提起しておられます。
それから、ＩＴＥＲ計画では、世界で初めて核融合反応を起こしている、すなわち、燃焼している一億度を超える高温のプラズマを十分程度コントロールすることを一つの目標としておりますが、これまでの研究成果にかんがみれば、その達成は十分可能であると見込まれているところでございます。
○中山国務大臣 きょうのここの議論でも、エネルギー問題の重要性についてはいろいろな方々から御指摘いただいたわけでございますけれども、このＩＴＥＲ計画というのは、御承知のように、核融合実験炉の建設実験を通じまして、核融合反応によるエネルギーを発生することに関して科学的、工学的な実現可能性を実証するものでございまして、核融合発電の実現に向け、不可欠かつ重要なステップであると認識しております。
○中山国務大臣 今お話がありましたように、ＩＴＥＲ計画というのは、世界で初めて本格的な核融合反応を実現するもので、人類にとって究極のエネルギーである核融合に向けて重要なステップになるもの、このように考えておるところでございまして、今お話がありましたように、本当に大丈夫か、そういった懸念もあるわけでございますけれども、私どもとしては、まだ基礎的な段階にあるということで、その実現までにはＩＴＥＲ計画を含