磁場閉じ込めとヘリカル｜トカマク以外の選択肢

磁場でプラズマを閉じ込める方式には、トカマクのほかに**ヘリカル（ステラレータ）**があります。それぞれの得意分野を見ていきましょう。

2つの方式の比較

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ヘリカルの強み「定常運転」

トカマクはプラズマに電流を流し続ける必要があり、長時間の連続運転が課題です。ヘリカルはコイルの形だけで閉じ込められるため、原理的にずっと運転し続けられるのが大きな利点。発電所には安定運転が向いています。

もう少し詳しく（背景）

磁場閉じ込めは、「1億℃のプラズマを、どんな容器にも触れさせずに保持する」という難題への答えです。そんな超高温では、どんな金属の壁も一瞬で溶けてしまう。そこで、プラズマが電気を帯びている性質を利用します——荷電粒子は磁力線に巻き付いて回りながら進むので、強い磁場を"見えない檻"のように使えば、プラズマを壁から離して宙に浮かせられるのです¹。ただし磁力線に沿う方向にはスルスル動けてしまうため、トカマクは磁場をドーナツ状に閉じて端からの漏れを防ぎます。閉じ込め性能を上げる鍵は磁場の強さで、強いほどプラズマをぎゅっと小さく閉じ込められます。だから核融合炉は、10テスラ級という超強力な超伝導磁石を必要とします²。もう一つの主要方式が、レーザーで一瞬だけ超圧縮する慣性閉じ込め（レーザー核融合）で、磁場方式が「低密度で長時間」なのに対し、こちらは「超高密度で一瞬」と対極的。どちらも「太陽の力を地上で再現する」ための、異なるアプローチです。

つぎに読むなら

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• レーザー核融合
• 日本の核融合

Footnotes

1. 荷電粒子は磁力線に巻き付いて螺旋運動する（ラーモア運動）。この性質で、磁場を横切る方向の移動を制限し、プラズマを壁から離して閉じ込める。 ↩

2. 磁場が強いほどプラズマを高い圧力で小さく閉じ込められる（閉じ込め性能が上がる）。そのため超伝導磁石で10テスラ級の強磁場を作る。近年は高温超伝導で更なる高磁場を狙う。 ↩