青紫色半導体レーザーによる慣性核融合モジュールの構築
| 体系的番号 |
JPMJMS25AA |
研究代表者 |
森 芳孝 株式会社EX-Fusion, 取締役ファウンダー
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| 研究期間 (年度) |
2025 – 2029
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| 概要 | 本プロジェクトでは、日本が強みを持つ青紫色半導体レーザー技術をフュージョン分野に応用し、慣性核融合の実現に向けて高効率レーザードライバーの確立を目指します。
これにより、核融合燃料を圧縮する高強度レーザーを発生させるために必要な電力を大幅に低減し、将来のフュージョンエネルギープラントの実現に向けて、従来は100倍程度が必要とされてきた核融合エネルギーゲインを20倍程度まで引き下げることに挑戦します。
具体的には、まずは青紫色半導体レーザーのナノ秒単位での短パルス化と高出力化に取り組みます。青紫色半導体レーザーは、素子レベルで連続発振時に50%以上の高効率が期待できますが、高出力のナノ秒パルスを1秒間に10回程度という高い頻度で安定して発振させることは、未だ達成されていない挑戦です。
その実現のため、VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：垂直共振器面発光レーザー）構造を採用し、安定して動作する10J級・1ナノ秒・10Hzの青紫色半導体レーザーを開発します。
そして、開発した10J級レーザーによってレーザーとプラズマの相互作用を抑えながら、燃料を圧縮して核融合反応を1秒間に10回発生させることを実証します。
さらに、本プロジェクトでは、慣性核融合炉のコンパクト化を実現しつつ、X線やプラズマデブリによる熱や粒子の負荷が発生する核融合反応環境下でも、自己保全や自立運用が可能となる革新的な金属鏡などの要素技術を開発し、その有効性を実証します。これらの技術によって、慣性核融合を発電システムとしてだけでなく、スペースデブリ除去や宇宙推進など、宇宙分野への応用も期待されます。
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| 研究領域 | （ムーンショット目標１０）2050年までに、フュージョンエネルギーの多面的な活用により、地球環境と調和し、資源制約から解き放たれた活力ある社会を実現 |
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