米核融合実験が8.6MJ達成で世界記録を大きく更新：人類はまた一歩前進したのか？

米国のローレンス・リバモア国立研究所 (LLNL)の国立点火施設 (NIF)が、レーザー核融合実験で8.6メガジュール（MJ）という驚異的なエネルギー出力を達成し、自己記録を大幅に更新したというニュースが報じられた。2022年に世界で初めて「投入エネルギーを上回るエネルギーを生み出す」ことに成功し、世界を驚かせたNIFが、再びそのポテンシャルを見せつけた形である。これは「夢のエネルギー」実現に向けた重要な一歩と言えるだろうか？

驚異の8.6MJ！NIFが刻んだ核融合エネルギーの新記録

米国エネルギー省(DOE)に属するローレンス・リバモア国立研究所 (LLNL)の国立点火施設 (NIF)は、レーザーを用いた慣性閉じ込め核融合（IFE）研究の最前線である。そして今、このNIFから、核融合エネルギー開発の歴史における新たなマイルストーンが報告された。

2022年の歴史的成果を遥かに凌駕

LLNLによると、2.08MJのレーザーエネルギーを照射した結果、8.6MJ（誤差±0.45MJ）という記録的な核融合収量を確認できたとのことだ。これにより、ターゲットゲイン（核融合出力エネルギーをレーザー入力エネルギーで割った値）は4倍を超え、記録的な数値を得ることが出来たという。

この成果がいかに大きいかは、2022年12月に達成された歴史的な実験と比較すると明らかである。当時、NIFは2.05MJのレーザーエネルギーを投入し、3.15MJのエネルギー出力を得ることに成功した。これは、制御された核融合反応において、初めて投入量を上回るエネルギー（ネットエネルギーゲイン）を達成した瞬間であり、世界中の科学者やメディアから大きな注目を集めた。今回の8.6MJという数値は、その記録を2.7倍以上も上回るものであり、NIFの研究が着実に進展していることを強く印象づける。

LLNLが公開したグラフは、点火実験におけるターゲットゲインの推移を視覚的に示しており、今回の成果がこれまでのトレンドラインを大きく上回るブレークスルーであることが分かる。

IFE-STAR会議で発表、専門家も称賛

この記録的な8.6MJの成果は、2025年4月7日から11日にかけてコロラド州ブリッケンリッジで開催された「IFE Science and Technology Accelerated Research (IFE-STAR)」会議の期間中に達成され、LLNLのJohn Edwards上級顧問が会議の全体セッションで発表すると、会場は大きな拍手に包まれたと報告されている。この会議には、LLNLをはじめとする国立研究所、学術界、民間企業から200名以上の核融合エネルギー専門家が集まり、慣性核融合エネルギーの現状について評価を行った。 NIFが点火に成功したのはこれが8回目であり、その能力が着実に向上していることを示している。

「小さな太陽」を地上に再現するNIFの挑戦：慣性閉じ込め核融合とは？

そもそも、NIFはどのような仕組みで核融合反応を引き起こしているのであろうか。その鍵となるのが「慣性閉じ込め方式」と呼ばれるアプローチである。

192本の超強力レーザーがBB弾サイズの標的を撃ち抜く

NIFの心臓部には、192本もの超強力なレーザーがある。実験では、まず重水素と三重水素（水素の同位体）といった核融合燃料を、ダイヤモンドでコーティングし、それをさらに「ホーラム(hohlraum)」と呼ばれる小さな金色の円筒形容器に封入する。この燃料ペレットは、BB弾ほどの大きさと表現されるほど微小なものである。

このホーラムを、直径10メートルの球形の真空チェンバーの中心に設置し、192本のレーザービームを同時に、精密にホーラムに集中照射する。強力なレーザー光を受けたホーラムは瞬時に蒸発し、その過程で強烈なX線を放出する。このX線が内部の燃料ペレットを均一に加熱・圧縮する。ペレットのダイヤモンド外殻はプラズマ化して爆縮し、内部の燃料を太陽の中心部にも匹敵する超高温・超高圧状態へと押し込める。この極限状態において、重水素と三重水素の原子核同士が融合し、ヘリウムと中性子に変換される際に、莫大なエネルギーが放出されるのである。これが核融合反応である。

NIFの本来の使命：国家安全保障と科学的探求

NIFは、単に未来のエネルギー源を探求するためだけに建設されたわけではない。その主要な任務は、米国の核兵器備蓄の安全性、信頼性、そして有効性を、実際の核実験を行うことなく維持・評価することにある（ストックパイル・スチュワードシップ・プログラム）。 NIFが達成する核融合点火は、この国家安全保障上のミッションに不可欠なデータを提供するのである。

そして、この国家安全保障のための実験から得られる貴重なデータや知見は、同時に核融合エネルギーという、クリーンでほぼ無尽蔵とされる究極のエネルギー源の研究開発を大きく前進させることにも貢献している。米国が国際的な競争環境の中でリーダーシップを維持するためにも、NIFの成果は極めて重要と言える。

記録更新の先に何が見える？今回の成果の真の意義と残された課題

今回の8.6MJという記録は、科学界に大きな興奮をもたらしたが、我々はその意義と、実用化に向けた道のりを冷静に見つめる必要がある。

「ネットポジティブ」の先へ：制御された核融合の確かな証

2022年の3.15MJの成果は、「制御された核融合反応から、投入したレーザーエネルギー以上のエネルギーを取り出す」という、長年の夢を実現した点で画期的であった。今回の8.6MJという出力は、その成果が一度きりの偶然ではなく、再現性があり、さらに向上させられる可能性を秘めていることを示している。これは、核融合科学における紛れもないブレークスルーであり、「制御された核融合点火の時代はもはや遠い夢ではない」というメッセージを力強く発信している。

しかし、実用化への道のりは依然として遠い

一方で、この成果を手放しで「すぐにでも核融合発電所ができる」と解釈するのは早計である。NIFの実験は、あくまで科学的な原理実証の段階であり、商業的な発電を目的とした設計にはなっていない。

例えば、2022年のネットポジティブ実験では、レーザーシステム自体を駆動するために約300メガジュールという莫大なエネルギーが必要であった。生成された3.15MJ（今回は8.6MJ）というエネルギーは、これと比較するとごくわずかであり、施設全体のエネルギー収支で見れば、依然として大きなマイナスである。

実用的な核融合炉を実現するためには、

エネルギー効率の大幅な向上: レーザーの効率改善や、より少ない入力でより大きな出力を得る技術。
連続運転技術の確立: 現在のNIFは単発的な実験であるが、発電には毎秒数回といった連続的な反応が必要である。
エネルギー変換技術: 核融合で発生する中性子の熱エネルギーを効率よく電気に変換するシステム。
耐久性の高い材料開発: 強烈な中性子照射や高温に耐えうる炉壁材料。
といった、数多くの技術的ハードルを乗り越える必要がある。NIFの成果は、これらの課題解決に向けた重要な一歩ではあるが、ゴールはまだ先にあると言える。

核融合エネルギー開発競争：世界の動向とNIFの位置づけ

NIFが採用する慣性閉じ込め方式は、核融合を実現するためのアプローチの一つである。世界では、他にも様々な方式での研究開発が進められている。

磁場閉じ込め方式との比較

もう一つの主要なアプローチが「磁場閉じ込め方式」である。これは、超伝導磁石などを用いて強力な磁場を作り出し、高温のプラズマをドーナツ状の容器内に閉じ込めて核融合反応を誘起するものである。フランスで建設中のITER (International Thermonuclear Experimental Reactor)は、この方式を採用した大規模国際プロジェクトである。磁場閉じ込め方式の実験では、まだNIFのようなネットポジティブ（炉心プラズマにおいて）は達成されていないが、プラズマの長時間維持など、着実な進展が見られる。

慣性閉じ込めと磁場閉じ込めは、それぞれに利点と課題があり、どちらが先に実用化に至るかはまだ分からない。両方のアプローチからの知見が、核融合エネルギーの実現を加速させる可能性がある。

スタートアップも参入、加速する開発競争

近年、核融合エネルギー開発には、国家プロジェクトだけでなく、多くの民間スタートアップ企業も参入し、開発競争が加速している。NIFと同じ慣性閉じ込め方式を追求するスタートアップとして、Xcimer EnergyやFocused Energyといった企業があり、これらの企業は、独自の技術やアイデアで、より効率的でコンパクトな核融合炉の実現を目指しており、NIFのような基礎研究機関の成果も参考にしながら、実用化への道を切り拓こうとしている。

NIFの次なる一手と核融合エネルギーの夜明け

今回のNIFの成果は、長年にわたる地道な研究と、数多くの科学者・技術者の努力の賜物だ。

LLNLの専門家たちは、NIFの実験データを活用し、米国内の核融合エネルギーエコシステムを育成することに尽力している。 IFE-STARのような会議を通じて、国立研究所、大学、産業界が連携し、知識を共有することで、研究開発はさらに加速していくであろう。

今後のNIFは、さらに高いエネルギー収量とゲインを目指すとともに、より効率的なターゲット設計やレーザー技術の開発を進めていくものと考えられる。また、繰り返し運転に向けた基礎研究なども視野に入ってくる可能性がある。

NIFが達成した8.6MJという核融合エネルギー出力は、間違いなく科学史における重要な成果である。それは、人類が長年追い求めてきた「地上に太陽を創る」という壮大な夢に、また一歩近づいたことを示している。

核融合エネルギーがもし実用化されれば、二酸化炭素を排出しないクリーンな電力源として、地球温暖化問題の解決に大きく貢献する可能性がある。また、燃料となる重水素は海水中に豊富に存在し、三重水素もリチウムから生産できるため、資源の枯渇の心配も少ないとされている。さらに、暴走の危険性が低く、高レベル放射性廃棄物の処理問題も比較的少ないなど、安全性にも優れていると考えられている。

もちろん、その実現にはまだ多くの時間と、さらなる技術革新が必要だ。しかし、今回のNIFの成果は、その困難な道のりを照らす確かな灯火と言えるだろう。私たちの子や孫の世代が、クリーンで安全な核融合エネルギーの恩恵を享受できる未来を信じて、科学者たちの挑戦はこれからも続いていくのだ。

Source

Lawrence Livermore National Laboratory: LLNL Experts Foster National Fusion Energy Ecosystem at IFE-STAR Conference