Stardust Log

星屑の記録、静かに積もる。
年表

核融合 — 基礎理論から実用化までの距離

1920年の一つの推測から、2026年の民間炉まで

太陽が水素の核融合で輝いているという推測が生まれてから、民間企業が電力の売買契約を結ぶまでに約100年かかりました。その100年に何が積み重なったのかを、理論・発見・工学的マイルストーン・実用化の4種類に分けて並べています。

最終更新 2026-10-23/34 項目

理論発見マイルストーン実用化

※ 破線・白抜きの点は未達成の計画値。「要確認」は一次情報での裏取りが済んでいない項目。

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1920–1949推測と実験室
1920
理論

恒星は水素の核融合で輝いている、という推測

エディントンが、太陽の膨大なエネルギー源は重力収縮では説明できず、水素がヘリウムに変わる過程にあると論じました。核融合という発想そのものが、まだ実験的裏づけを一切持たない段階での提案です。

関係者・機関: Arthur Eddington

注記年と主張内容は定説。書誌情報の最終確認を推奨

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連載「量子力学の勃興」第2回越えられない壁から、粒が出てくる——1928年、ガモフとトンネル効果

星の中心の温度でも、原子核どうしは電気の反発の壁を正面からは越えられません。1928年のガモフのトンネル効果を使って、1929年にアトキンソンとハウターマンスが「すり抜けて反応する」ことを示し、この推測に具体的な形を与えた経緯を書いています。

1934
発見

実験室で初めて核融合反応が起こる

重水素を重水素の標的に打ち込む実験で、トリチウムとヘリウム3が生成されました。核融合が「星の中の話」から「装置の中で再現できる現象」に変わった瞬間です。ただしエネルギー収支は大幅な赤字でした。

関係者・機関: Mark Oliphant / Paul Harteck / Ernest Rutherford

注記定説。書誌情報の最終確認を推奨

1939
理論

恒星内部の反応経路が特定される

ベーテがCNOサイクルを含む恒星のエネルギー生成過程を定式化しました。エディントンの推測から19年、核融合は「何がどう起きているか」を式で書ける対象になりました。1967年のノーベル物理学賞対象です。

関係者・機関: Hans Bethe

注記定説。書誌情報の最終確認を推奨

1950–1979条件が定まる
1951頃
理論

磁場閉じ込めの二つの原型が、東西で別々に提案される

米国でスピッツァーがステラレータを、ソ連でタムとサハロフがトカマクを構想しました。以後70年以上、磁場閉じ込め方式はこの二系統の変奏として続いています。提案年は資料により幅があり、確定には一次資料の確認が要ります。

関係者・機関: Lyman Spitzer / Igor Tamm / Andrei Sakharov

要確認ステラレータ(Spitzer)とトカマク(Tamm・Sakharov)の提案年は資料により1950〜1952年で揺れる。一次資料での確定が必要

195512月
理論

ローソン条件 — 「どこまでやれば足りるか」が数式になる

ローソンが、核融合炉が正味のエネルギーを出すために必要な密度・閉じ込め時間・温度の関係を導きました。当初は機密報告(AERE GP/R 1807)で、1957年に公開されています。以後70年、あらゆる装置はこの一つの不等式に対する現在位置で評価されることになりました。

  • nτT 点火条件を規定

関係者・機関: John D. Lawson

注記機密報告は1955年12月(AERE GP/R 1807)、公開論文は Proc. Phys. Soc. B 70, 6 (1957)。Wikipedia上で1955/1957の記述に揺れがあるため、公開年は原論文で確認済みの1957年を採る

1958
マイルストーン

核融合研究の機密が解かれ、国際協力が始まる(要確認)

第2回原子力平和利用国際会議で各国が核融合研究を公開したとされます。前年には英国のZETAが核融合の達成を発表しながら後に撤回する事故もあり、検証可能性が問われた時期でもありました。日付・経緯とも一次資料での確認が必要です。

関係者・機関: IAEA / UK/US/USSR

要確認第2回原子力平和利用国際会議(ジュネーブ、1958年9月)での核融合研究の機密解除。IAEA/一次資料での裏取りが未了

1968
発見

T-3の成績が英国チームに検証され、世界がトカマクへ転向する

1968年のノボシビルスク会議でソ連がT-3トカマクの高い電子温度を発表。信じられなかった各国のため、翌1969年に英カラム研究所のチームがモスクワへ渡り、レーザー散乱法で約88ショットを実測して1000万K級を確認しました。この検証を受けてプリンストンはステラレータをトカマクに改造し、米欧日が一斉に方式転換します。

  • 電子温度 約1000万K

関係者・機関: Kurchatov Institute / Culham Laboratory

1978
マイルストーン

中性粒子入射で、加熱の壁が破られる(要確認)

PLTが中性粒子ビーム加熱により、それまでのトカマクを大きく超えるイオン温度に到達したとされます。「閉じ込められるか」に続いて「十分に熱くできるか」という二つ目の条件に見通しがついた時期です。数値と年は一次資料での確認が必要です。

関係者・機関: Princeton Plasma Physics Laboratory

要確認PLT(Princeton Large Torus)の中性粒子入射加熱によるイオン温度記録。年・数値ともPPPL一次資料での裏取りが未了

1980–2009大型装置の時代
19821982.02.04
発見

H-mode の発見 — 予測されなかった二倍

1982年2月4日、ASDEXでの中性粒子加熱実験中に、プラズマ端の乱流がほぼ消え、閉じ込め性能が突然2倍に跳ね上がりました。発見者のヴァーグナー自身が「予測されておらず、ただ起きた」と語っています。ITERを含む現在のトカマク設計は、この偶然の発見を前提に成り立っています。

  • 閉じ込め改善 約2倍

関係者・機関: Fritz Wagner / Max Planck Institute for Plasma Physics / ASDEX

1985
マイルストーン

ジュネーブ首脳会談で ITER が生まれる

ゴルバチョフがレーガンに、平和目的の核融合開発での協力を提案しました。翌1986年に欧州・日本・ソ連・米国の共同設計が合意され、ITERの原型になります。この装置の起点が科学ではなく外交である点は、以後のスケジュール問題の性格を決めています。

関係者・機関: Mikhail Gorbachev / Ronald Reagan

1991
マイルストーン

JETが世界で初めて、制御された核融合出力を取り出す

重水素90%・トリチウム10%の混合で2ショットだけ実施し、ピーク1.7 MW、2秒間平均1 MWを記録しました。投入エネルギーに対する比は約0.12。ローソン条件までの距離が、初めて実測値として言えるようになった実験です。

  • 最大核融合出力 1.7 MW
  • Q 約0.12

関係者・機関: JET / EUROfusion

1994
マイルストーン

TFTRが50:50のD-Tプラズマで10.7 MWに到達

1993年12月から重水素とトリチウムを半々にした本格的なD-T実験を開始し、1994年に10.7 MWを記録しました。約3000世帯分の電力に相当する出力ですが、これはあくまで瞬間の核融合出力であり、装置への投入電力を差し引いた正味はまだ大幅な赤字です。

  • 最大核融合出力 10.7 MW

関係者・機関: TFTR / Princeton Plasma Physics Laboratory

1997
マイルストーン

JET DTE1 — 磁場閉じ込めの記録が25年間破られない

ELMのないHモード放電(パルス42976)で、核融合出力16.1 MW、投入電力に対する比0.62を記録しました。あと少しで損益分岐点ですが、この「あと少し」が25年以上更新されないことになります。

  • 最大核融合出力 16.1 MW
  • Q(入力比) 0.62
  • 総エネルギー 22.7 MJ

関係者・機関: JET / EUROfusion

注記Q値は原論文で Qin = 0.62(Qtot = 0.95±0.17)。一般には「0.67」と引用されることが多く、記事化の際は出典を明記すること

20062006.11.21
マイルストーン

ITER協定、エリゼ宮で署名される

7極(欧州・日本・中国・ロシア・韓国・インド・米国)の代表がパリのエリゼ宮で34ページの協定に署名しました。2005年に南仏カダラッシュへの立地が決まり、2007年10月24日にITER機構が正式発足します。

関係者・機関: ITER Organization / EU / Japan / China / Russia / Korea / India / USA

2010–2029小型化と民間参入
201512月
マイルストーン

Wendelstein 7-X 初プラズマ — ステラレータ路線の再挑戦

トカマクに一度は敗れたステラレータ方式が、超伝導コイルの三次元最適化設計で戻ってきました。定常運転に向くという原理的な利点を、計算機による設計最適化がようやく実現可能にした形です。

関係者・機関: Wendelstein 7-X / Max Planck Institute for Plasma Physics

注記初プラズマ(ヘリウム)は2015年12月10日、水素は2016年2月3日とされる。IPP一次資料での日付確定を推奨

ほかの年表とのつながり

この出来事を可能にした半導体1974スケーリング則 — なぜ小さくすると「全部よくなる」のか

ステラレータの磁場を数値で最適化し、それを実現するねじれたコイルを設計するには、1980年代になってようやく手に入った計算能力が必要でした。素子を小さくするほど速く、安く、省電力になるというこの法則が、その計算能力を生みました。W7-Xは、計算機の進歩を待って初めて設計できた装置です。

20212021.09.05
マイルストーン

20テスラの高温超伝導磁石 — 装置を小さくする鍵

CFSとMITが、高温超伝導線材を使った核融合用磁石で20テスラを達成しました。従来型超伝導なら40倍の大きさの装置が必要な性能を、小さな空間で出せることを意味します。核融合の性能は磁場強度の4乗で効くため、これは装置規模と建設費の前提を書き換える結果でした。民間資本が本格的に流入する起点になります。

  • 磁場強度 20 T

関係者・機関: Commonwealth Fusion Systems / MIT Plasma Science and Fusion Center

20222022.12.05
マイルストーン

点火の達成 — ローソン条件を初めて越える

レーザー2.05 MJの投入に対し3.15 MJを取り出し、標的に入れたエネルギーを核融合出力が上回りました。ローソンの不等式から67年目です。ただしこれは標的基準の収支で、レーザー装置自体の消費電力(約300 MJ級)は含まれていません。「科学的な点火」と「発電」の距離がここで明確になりました。

  • 出力 3.15 MJ
  • レーザー投入 2.05 MJ
  • ターゲット利得 1.5

関係者・機関: National Ignition Facility / Lawrence Livermore National Laboratory

ほかの年表とのつながり

同じ基盤に乗る半導体2019極端紫外線リソグラフィが、ようやく工場に入る

EUV露光の光源とレーザー核融合は、強いレーザーを小さな標的に当て、一瞬で高温のプラズマを作るという同じ物理の上にあります。EUV光源は、プラズマがどう膨らみ、どれだけ光を出すかを追う放射流体シミュレーションで設計されます。日本では、レーザー核融合の研究拠点である大阪大学レーザーエネルギー学研究センターの研究者がこの方法で錫プラズマの発光条件を詰め、核融合の学会誌に発表しました。

202310月
マイルストーン

JT-60SA 初プラズマ — 世界最大の稼働中トカマク

日欧共同で茨城県那珂に建設された超伝導トカマクが初プラズマに到達しました。ITERに設計が最も近い装置として、運転手法の先行検討と製造上の知見の提供を担います。ITER本体が動くまでの十数年を埋める役割です。

関係者・機関: JT-60SA / QST / Fusion for Energy

20242月
マイルストーン

JET最後の実験で69.26 MJ — そして退役

0.21ミリグラムの燃料から6秒間で69.26 MJを取り出し、1997年の22.7 MJ、2022年の59 MJを更新しました。重要なのは記録の数字より、必要な条件を複数のパルスで再現できたことです。JETはこの実験を最後に40年の運転を終えました。

  • 総エネルギー 69.26 MJ
  • 持続時間 6秒
  • 燃料 0.21 mg

関係者・機関: JET / EUROfusion / UKAEA

20247月
マイルストーン

ITERが計画を10年後ろ倒しにする

従来の「2025年 初プラズマ」を取り下げ、2034年に重水素のみのプラズマで運転開始、2036年に全磁場エネルギー、2039年にD-T運転という新基準に改めました。追加費用は約50億ユーロ。バラバスキ機構長は、より多くの機器を揃えた上で始める方が結果的に堅実だと説明しています。

  • 運転開始 2034年
  • D-T運転 2039年
  • 追加費用 約50億ユーロ

関係者・機関: ITER Organization / Pietro Barabaschi

20251月
マイルストーン

トカマクの連続運転が1000秒を超える — EAST、そしてWEST

中国のEASTが2025年1月20日、閉じ込めのよいH-modeのプラズマを1066秒保ち、2023年の自分の記録403秒を約2.6倍に伸ばしました。3週間あまり後の2月12日には、フランスのWESTが水素のプラズマを1337秒(約22分)保って上回っています。どちらも燃料にトリチウムを入れていないので、核融合の出力はほとんどありません。競っているのは出力ではなく、壁や加熱装置が長い運転に耐えられるかという、発電炉に欠かせないもう一つの条件です。

  • EASTのH-mode 1066秒(投入 3.05 GJ)
  • WEST 1337秒(投入 2.6 GJ)

関係者・機関: EAST / Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences / WEST / CEA-IRFM

20252025.04.07
マイルストーン

NIFが8.6 MJ — 点火から2年半で利得が4倍に

2.08 MJの投入に対し8.6 MJを記録し、これまでの最高収量となりました。2022年12月の利得1.5から約2.7倍です。反復による改善が効いている一方、NIFは核兵器管理のための施設であり、発電を目的とした装置ではない点は変わりません。

  • 出力 8.6 MJ (±0.45)
  • レーザー投入 2.08 MJ
  • ターゲット利得 約4.1

関係者・機関: National Ignition Facility / Lawrence Livermore National Laboratory

20252025.05.22
マイルストーン

W7-Xが長時間の三重積で記録 — 定常運転という別の軸

OP2.3キャンペーンで、核融合の指標である三重積の高い値を43秒間維持しました。360秒間で1.8 GJのエネルギー総量も記録しています。瞬間最大出力ではなく「どれだけ続けられるか」を競う軸で、ステラレータの原理的な強みが数字になった結果です。

  • 三重積の持続 43秒
  • エネルギー総量 1.8 GJ / 360秒

関係者・機関: Wendelstein 7-X / Max Planck Institute for Plasma Physics

20256月
実用化

まだ存在しない発電所の電力が売買される

CFSが2025年6月にGoogleと、9月にEniと電力購入契約を結びました。対象はバージニア州チェスターフィールド郡に計画中の出力400 MWのARCで、系統への供給開始は2030年代前半の予定です。装置がまだ動いていない段階で長期契約が成立する — 技術ではなく、金融が先に動き始めた地点です。

  • ARC出力 400 MW
  • Eni契約 10億ドル超

関係者・機関: Commonwealth Fusion Systems / Google / Eni

ほかの年表とのつながり

同じ時期に同じ圧力を受けた半導体2026市場が1兆ドルに届こうとしている — 牽引しているのはAI向け

どちらの背後にも、AIの計算需要があります。半導体市場の伸びを引っ張っているのは演算用のチップで、CFSとGoogleは契約の発表で、核融合の電力が応える先の一つに、AIなどの高度な計算が増えることによる電力需要を挙げました。計算機をつくる産業と、それを動かす電力を探す動きが、同じ時期に同じ圧力を受けています。

20257月
実用化

Helionが商用核融合発電所を着工する

ワシントン州マラガで、商用機Orionの建設が始まりました。Microsoftへの電力供給契約があり、2028年の稼働を目標としています。同社はプラズマから直接電気を回収する方式を採り、蒸気タービンを経由しません。目標年の妥当性については専門家の間でも評価が割れています。

  • 供給開始目標 2028年

関係者・機関: Helion Energy / Microsoft

20261月
マイルストーン

民間装置が初めて計測可能なD-T核融合を実証

Helionの試作機Polarisが、民間開発の装置として初めて計測可能な重水素-トリチウム核融合を確認しました(2026年1月、同年2月13日発表)。プラズマ温度は1億5000万℃で、前世代機Trentaの1億℃を更新しています。サンディア国立研究所とミシガン大学の専門家が独立に確認したとされています。

  • プラズマ温度 1億5000万℃

関係者・機関: Helion Energy / Polaris

20262026.02.26
マイルストーン

米国が、核融合装置を「原子炉」とは別の枠組みで規制する案を出す

米原子力規制委員会(NRC)が、核融合装置を核分裂の原子炉の許認可ではなく、医療や工業で放射性物質を扱うときと同じ枠組み(連邦規則10 CFR Part 30)で規制する規則案を公表しました。連鎖反応が起きず、止めれば反応も止まるという性質の違いを、制度の側で認めた形です。一方で、燃料のトリチウムを大量に扱うときの報告の基準や、中性子で放射能を帯びた部品をどう処分するかは、意見を募る論点として残っています。最終規則は2027年末までに定めることが法律で求められています。

関係者・機関: U.S. Nuclear Regulatory Commission

20262026.03.16
マイルストーン

日本の原型炉Q-DEMO — ITERと同じ大きさで、2030年代の発電実証を狙う

量子科学技術研究開発機構(QST)が内閣府のタスクフォースに、ITERと同じ大きさのプラズマを持つ原型炉「Q-DEMO」の概念設計を報告しました。ITERより大きくすると工程と費用がかさむため、あえてITERと同じ大きさにし、ITER向けの機器を作った実績から第1期までの建設費を約2兆円と見積もっています。第1期(2038年の運転開始案)は数分の運転で、発電した電力と施設の消費がほぼ釣り合うことを確かめる段階です。使った分以上の燃料を作れるかは第2期、正味約100 MWの送電は第3期になります。

  • 建設費(第1期まで) 約2兆円
  • 核融合出力(第1期) 約500 MW
  • 燃料の増殖率の目標(第2期) 1.05

関係者・機関: QST (量子科学技術研究開発機構) / Cabinet Office, Government of Japan (内閣府)

20262026.08.11
マイルストーン

燃料を自分で作れるか — 増殖ブランケットを実測する施設へ

重水素とトリチウムを燃やす発電炉はどれも、炉を囲む「ブランケット」で中性子をリチウムに当て、燃料のトリチウムを自前で作ることを前提に設計されています。ところが、実際の核融合と同じ中性子の中でそれを確かめた例はまだありません。米エネルギー省が資金を出し、京都フュージョニアリングとオークリッジ国立研究所が、加速器で作った14 MeVの中性子をブランケットの試験体に当ててトリチウムの生まれる量を測る施設UNITY-3を建てることになりました。2023年のレビュー論文は、この増殖率の計算になお5〜15%の誤差が残ると指摘しており、燃料が足りるかどうかは、まだ計算の上の答えです。

  • 完成の目標 2028年末
  • 増殖率の計算の誤差 5〜15%

関係者・機関: Kyoto Fusioneering / Oak Ridge National Laboratory / U.S. Department of Energy

20262026.10.02
マイルストーン

ITER、本体を組むための大型部品がすべて現地にそろう

欧州が作った最後の真空容器の区画が10月2日に届き、超伝導の磁場コイル、真空容器、クライオスタットといった装置の本体を組むのに要る大型部品が、すべて現地にそろいました。真空容器は9つの区画を溶接でつなぐ方式で、この時点で6つが組み立て場所に据えられています。ただし、炉の内側に付けるダイバータやブランケットはまだこれからで、2034年に運転を始め、2039年にD-T運転に入るという2024年の計画は変わっていません。部品を作る段階が終わり、課題が「組んで動かす」側に移った節目です。

  • 真空容器の区画 9つのうち6つを据え付け済み(2026年10月)

関係者・機関: ITER Organization / Fusion for Energy

2027
マイルストーン

SPARC — 磁場閉じ込めで初めてQ>1を狙う装置(建設中)

2026年1月に18基ある超伝導の磁場コイルの1基目を据え、5月には真空容器の2つの半分がそろって内部の装備が始まりました。ただし運転開始の目標は、2024年時点の「2026年」から2027年に後ろにずれています。設計上は10秒のパルスで約140 MW、Q約11。JETの0.62から一気に一桁上を狙う計画で、達成できれば1997年以来止まっていた記録が動きます。

  • 設計核融合出力 約140 MW
  • 目標Q 約11

関係者・機関: Commonwealth Fusion Systems / SPARC

注記2027年の運転開始と、そのあとのQ>1はCFSの目標値で、達成は未確定。運転開始の目標は、2024年時点の「2026年」から2027年へ後ろにずれている

2027
マイルストーン

中国BEST — 燃えるプラズマで発電の実証を狙う(建設中)

安徽省合肥で2023年に着工し、2025年10月に本体の土台を据え、2026年10月には真空容器のまわりに熱シールドと磁場コイルを重ねていく組み立ての山場に入りました。2027年末の完成、2030年ごろに重水素とトリチウムを燃やして発電を実証することを目標とし、科学的損益分岐(Q≥1)を超えることを掲げています。SPARCとは別系統の、国家主導によるコンパクト高磁場アプローチです。

  • 目標Q ≥1(将来 Q≤5 でのアルファ加熱研究)

関係者・機関: Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences / BEST

注記2027年末の完成と、2030年ごろの発電の実証は計画値。2026年10月の組み立ての進み具合は新華社の報道による

2030–2040系統への接続(計画)
2030s2030年代
実用化

ARCが系統に電力を供給する(目標)

バージニア州チェスターフィールド郡の400 MW機ARCが、2030年代前半の系統接続を目標としています。15万〜30万世帯分に相当する規模です。エディントンの推測から約110年、ローソン条件から約75年後の予定であり、この数字自体が「基礎研究から実用化までの距離」の一つの答えになります。

  • 出力 400 MW

関係者・機関: Commonwealth Fusion Systems / ARC

注記「2030年代前半」という企業側の目標。年の値2032は年表描画のための便宜的な代表値であり、確定した日付ではない

2039
マイルストーン

ITERのD-T運転開始(計画)

2024年の新基準では、D-T運転の開始は2039年です。1985年のジュネーブ首脳会談から54年後、2006年の協定署名から33年後にあたります。その頃には民間の商用機が先に稼働している可能性があり、ITERの役割そのものが問い直される局面が来ます。

  • 設計Q 10

関係者・機関: ITER Organization

注記2024年新基準による計画値