レーザー核融合(ICF)とは？仕組み・利点と課題、2025年最新動向を専門解説

2025年8月18日

レーザー核融合とは？

レーザー核融合（慣性閉じ込め核融合, ICF）とは、強力なレーザー光を燃料ペレットに集中して当て、超高圧・高温状態を一瞬作り出すことで核融合反応を起こす方式です。2022年12月に米国ローレンスリバモア国立研究所のNIF（National Ignition Facility）で実施された実験では、投入したレーザーエネルギー2.05MJに対し核融合反応で3.15MJのエネルギーを発生させ、実験室規模で初めてターゲットゲイン（核融合出力/入力エネルギー）>1、いわゆる「科学的ブレークイーブン」を達成しました。その後も核融合エネルギー出力の記録更新が続き、2025年4月の実験では2.08 MJのレーザー入力・456 TWのピーク出力に対し8.6 MJという過去最大の核融合エネルギーが得られています。本記事ではレーザー核融合のしくみや方式の違い、最新の成果動向、メリットと課題、将来展望について一次情報に基づき専門的に解説します。

レーザー核融合のしくみ（ICFの基本）

レーザー核融合は、核融合燃料である重水素・三重水素を密閉した小さな燃料ペレットに高エネルギーのレーザー光を四方八方から照射し、一瞬で燃料を爆縮（急激な圧縮）させて核融合反応を引き起こします。燃料ペレットの外層がレーザーで数千万度に加熱されてプラズマ化・爆発的に吹き飛ぶと、その反作用で内側の燃料がロケットの噴射のように急激に押し込められ、太陽中心部に匹敵する超高圧・高温状態（数億度、数百ギガパスカル）になります。この状態はごく短時間（数十億分の一秒～）しか維持できませんが、燃料自身の慣性によって拡散や膨張より先に核融合反応が進行するため、装置で長時間閉じ込めなくとも瞬間的にエネルギーを取り出せます。核融合反応には重水素（D）と三重水素（T）の混合燃料が用いられ、両者が高温で激突してヘリウム原子核（α粒子）と高速中性子に融合します。このD-T核融合反応では一組あたり合計17.6MeV（2.82×10^-12ジュール）のエネルギーが放出され、生成したα粒子と中性子がそのエネルギーを運び去ります。こうして発生した高速中性子の運動エネルギーは最終的に熱（運動の熱化）に変換され、将来的にはブランケット（機器内張）で回収されて発電に利用されます。

間接照射（ホールラウム）

レーザー核融合の方式には大きく間接照射（Indirect Drive）と直接照射（Direct Drive）の2種類があります。間接照射方式では、燃料ペレットを直接レーザーで照らすのではなく、まずホールラウム（hohlraum、ドイツ語で「空洞」）と呼ばれる小さな筒状の金属容器（一般に金などの高原子番号材）内部にレーザー光を照射します。NIFの場合、長さ約1cmの円筒ホールラウムの両端から合計192本のUVレーザー光（波長351nm）を内部に打ち込み、内壁に当ててX線を発生させます。ホールラウム内はX線で満たされ、中央に吊り下げられた燃料ペレットの表面全体がその軟X線による「X線浴」を受けて一様に加熱・ ablation（蒸発）され、均等な爆縮が得られます。X線による間接的な照射は球対称で平滑性が高く、爆縮の非対称性や液体の指状擾乱（レイリー・テイラー不安定性）の成長を大きく抑制できる利点があります。その反面、レーザーエネルギーの大部分がホールラウム内壁の加熱に費やされるためエネルギー結合効率（燃料への実効投入割合）は全体の10～20%程度と低く、光からX線への変換ロスが大きい点が課題です。例えば発電炉で同じ核融合出力を得るには、直接照射に比べ間接照射では数倍以上のレーザーエネルギーが必要になる計算です。NIFを含む現在の大型実験では安定した爆縮制御を優先して間接照射が主流となっていますが、その効率向上も研究課題となっています。

レーザー光 ⇒ | ホールラウム筒内部 | ⇒ レーザー光 
                   ● (燃料ペレット)

(図: 両側からのレーザー光がホールラウム内壁を加熱してX線を発生させ、中央の燃料ペレット●を均一に包み込んで圧縮する間接照射方式の模式図)

直接照射（ターゲット直照射）

直接照射方式では、燃料ペレット（直径数mmの球状ターゲット）の表面にレーザー光を直接照射し、その反動で燃料を爆縮させます。ホールラウムを介さないため中間変換によるロスが無く、レーザーエネルギーの約70～80%がそのまま燃料ペレットに吸収されると見積もられており、エネルギー結合効率が非常に高いのが特長です。またターゲット構造もペレット単体（プラスチックや氷の薄膜球殻など）で済み、重金属製ホールラウムを要しないぶん製造が比較的容易かつ安価に量産できる利点があります。一方で、レーザー光の照射ムラが直接ペレットの爆縮の不均一につながるため対称性の制御が極めて難しく、わずかな誤差が増幅されて不安定性や乱流混合を招きやすいという課題があります。そのため直接照射では、複数のレーザービームを時間的・空間的に平滑化（スムージング）する技術（特殊な位相板の挿入や周波数スペクトルの高速変調など）を駆使し、各方向から均一なエネルギー密度で照射できるよう高度に制御する必要があります。米国ロチェスター大学LLEのOMEGAレーザー（60本ビーム、総エネルギー約30kJ）など一部の装置では直接照射方式の研究が進められており、将来的な点火達成の可能性を探っています。またNIFでも極域直接照射（PDD）による直照射・ショック物理の実験が既に実施されており、今後の効率向上や点火方式の検証に向けた研究が継続しています。。

点火の定義と「燃焼プラズマ」

核融合研究における点火（ignition）とは、外部からのエネルギー投入に頼らずに燃料そのものが出すエネルギー（α粒子による加熱）で核融合反応が持続的に進行する自己燃焼状態を指します。言い換えると、レーザーなどのドライバがなくても燃料が勝手に燃え広がる状態が点火です。技術的な定義では、燃料中で発生した高速ヘリウム核（α粒子）が周囲の燃料を加熱する効果が、放射光によるエネルギー損失や電子伝導・燃料膨張による冷却効果を上回り、核融合反応が減速せず逆に増幅していく臨界点を点火閾値と呼びます。点火した燃料領域ではα粒子のエネルギー沈着が燃料加熱の50%以上を賄うようになり、この自己加熱フィードバックにより反応が爆発的に拡大します。これを「燃焼プラズマ」（burning plasma）と呼び、核融合炉理想の運転状態とされます。

実験的には、投入したレーザーエネルギーと同等以上の核融合エネルギーが得られれば点火達成の目安と考えられます（俗に「科学的ブレークイーブン」達成と報じられる条件）。NIFでは2022年の実験で核融合エネルギー3.15MJがレーザー入力2.05MJを上回り、初の点火（ターゲットゲイン≒1.54）を成し遂げました。それ以降の実験でも燃焼プラズマ状態の再現が報告されており、自己加熱による反応の連鎖（燃焼波）が安定して生じることが示されています。

利点・課題・誤解（壁コンセント効率・反復発射・ターゲット製造・トリチウム）

レーザー核融合の最近のニュースは「核融合エネルギーがついに投入を上回った」という話題性から、しばしば誤解や過大な期待を生んでいます。ここでは技術的な利点と課題、および一般的な誤解について整理します。

まずエネルギー収支に関して、ターゲットゲイン（核融合反応で得られたエネルギー ÷ 照射したレーザーエネルギー）と壁コンセント効率（レーザー発振に要した電力 ÷ 照射したレーザーエネルギー）は別の指標である点に注意が必要です。NIFの2022年実験ではターゲットゲイン約1.54（3.15MJ/2.05MJ）を記録し、核融合反応そのものの効率は飛躍的に高まりました。しかしNIFのレーザー装置は実験研究用でエネルギー効率が極めて低く、“壁コンセント効率”は≲1%（一般に≈0.5%とされる）ため、投入電力の大半がレーザー光になりません。つまり2MJのレーザー光を得るのに数百MJもの電力を消費しており、核融合で発生した3MJ強のエネルギーは投入電力全体に比べればごく一部に過ぎません。このため「科学的ブレークイーブン」達成といっても、それは燃料ターゲットに限った収支であって、発電所全体としてはまだ大幅な赤字なのです。核融合エネルギーを実用の発電に結びつけるには、レーザーの高効率化と核融合利得（ターゲットゲイン）のさらなる向上の両面が不可欠になります。現在の大型レーザー（フラッシュランプ励起型）は総合効率数％以下ですが、将来のドライバには半導体レーザー励起型の高効率固体レーザーなどが想定され、10～20%程度の壁コンセント効率を実現できる見込みがあります。仮にレーザー効率15%が達成できれば、理論上はターゲットゲインが現在の数十倍（例えば50～100）に達することでプラント全体としてのエネルギー出力が投入電力を上回る真のブレークイーブンが見えてきます。実際には熱回収・発電効率（約30～40%）も含めたエンジニアリング利得が問題となるため、上記を加味するとターゲットゲインで少なくとも数十～百程度が要求目標になるとされています。例えばドライバ効率15%、熱変換40%と仮定した場合、(利得×0.15×0.4) > 1を満たすには利得>16.7が必要で、さらに発電所内部消費などを考慮した実用目標として利得50～100がしばしば引用されます。

次に高繰り返し照射（高発射レート）の問題があります。NIFは1ショットごとに数時間を要する単発運転レーザーであり、1日にせいぜい数発の実験しか行えません。しかし発電所としてのレーザー核融合炉は毎秒数発（理想的には10Hz以上）の連続照射を安定して行う必要があります。これは現在と比べて照射回数を約10万倍（1日数発→1日数十万発）に引き上げることを意味します。これほどの高繰り返し動作では、レーザー増幅媒体の発熱対策、増幅器・光学素子の損傷閾値、残留物質や破片の除去、ターゲット自動装填・照準合わせ、ショットごとの精密なタイミング制御など、様々な課題を同時に解決しなければなりません。NIFの成功を受け、今後は高効率かつ高繰り返し動作可能なレーザー技術（例: ダイオード励起の連続パルスレーザー）や耐久性に優れた光学材料の開発が加速すると期待されています。実際、Livermore研究所や欧州機関では10Hz近辺で数キロジュール級を出力できる次世代レーザーの試験系が報告され始めています。

燃料ターゲットの大量供給も、レーザー核融合ならではの工学的ハードルです。NIFで使用する球状ターゲット（直径約2 mm、プラスチック製の外殻にD‑T氷をライナーとして保持）は、現行の実験級で「1個あたり数千ドル（USD）以上」との報告があり、手作業工程も多く量産性に乏しい現状です。また現在の実験では1ショットごとに1個のターゲットを装填しますが、発電炉では1秒間に10個（1日あたり約864,000個！）という膨大な数のターゲットを連続投入し続けなければなりません。これを実現するには、極めて低コストでターゲットを大量生産する技術と、それらを正確に炉内の焦点位置へ送り込むターゲット注入システムの確立が必要です。現在、ターゲットを1日あたり数十万個製造する自動生産プロセスや、ヘリウムガスの気流や電磁気を用いてペレットを連続給送・位置決めする手法などが研究されています。コスト目標は1個あたり1ドル以下とも言われ、NIF現状（数万ドル以上）からの飛躍的改善が求められます。

さらに燃料のトリチウム供給も長期的課題です。レーザー核融合では重水素（D）と三重水素（T）の核融合反応を用いますが、T（トリチウム）は半減期12.32年の放射性元素で自然界にはごく微量（天然水素中の存在比は10^-18程度）しか存在しません。現在人類が利用可能なトリチウムは、原子炉（重水炉など）の副産物として蓄えられた数十kg程度に限られています。そのため将来的に核融合炉を多数運転するためには、燃料となるトリチウムを自前で生産（増殖）することが不可欠です。核融合反応では高速中性子が発生するため、炉内壁にリチウム6（^6Li）を含む増殖ブランケットを装備し、中性子とリチウムの核反応 (^6Li + n → T + ^4He) を利用してトリチウムを生成する設計が考えられています。トリチウムの自己供給が成り立つには、このトリチウム増殖率(TBR)が1以上（1個消費する間に>1個生成）である必要があります。中性子の吸収効率を高める中性子増倍材（ベリリウムや鉛）との組合せや、Li濃縮度の最適化など様々な工夫で設計TBR>1を目指します。仮にTBRが1を下回れば外部からのトリチウム補給が追いつかず核融合炉の永続運転は不可能となるため、この点も磁気閉じ込め炉と共通の重要課題です。

最後に安全性に関する誤解にも触れておきます。核融合反応そのものは核分裂のような連鎖反応ではないため、反応が暴走して大事故につながる可能性は極めて低いとされています。また燃料も1回のターゲットで数ミリグラム程度と微量であり、仮に制御不能な事態に陥ったとしても核爆発的なエネルギー放出は起こりえません。これらは核融合全般の大きな利点です。一方で核融合反応は高速中性子を放出するため、装置の構造材料が中性子を浴びて放射化（放射能を帯びること）する問題があります。また燃料のトリチウム自体が放射性物質であり、環境への流出や人体への影響を防ぐため厳格な管理と多重の安全設備が必要です。しかし、核融合で発生する放射性物質は主に半減期数十年以下のものが中心で、長寿命の高レベル放射性廃棄物を大量に生じる核分裂炉に比べれば放射能廃棄物処理の負担は格段に小さいと考えられています。例えば設計の工夫によって、中性子を浴びる第一壁や構造体に中性子を吸収しにくい低放射化材料（バナジウム合金や低放射化フェライト鋼など）を用いる研究も進められています。総じて、核融合炉は潜在的リスクは低いが放射線防護は必要という正しい理解が重要です。

将来像と研究開発ロードマップ（ドライバ効率・10Hz運転・増殖ブランケット）

NIFの「点火」達成により、長年夢とされた慣性核融合エネルギー（IFE: Inertial Fusion Energy）実現への展望が開けてきました。しかしそれはまだ第一歩に過ぎず、発電プラント実用化までには多くの技術革新が必要です。今後のロードマップ上の主な開発課題として、高効率ドライバ（レーザーなど）の実現、高繰り返し運転の達成、ターゲット大量生産・自動供給技術、そしてブランケットを含む炉工学の統合設計が挙げられます。

ドライバ技術については、現状のNIFのようなフラッシュランプ励起ガラスレーザーに代わり、電気から光への変換効率がはるかに高いダイオード励起固体レーザー(DPSSL)や、エネルギー密度の高いエキシマレーザー（例: KrFレーザー）、重イオンビーム加速器、あるいは強力なパルス放電によるプラズマピンチなど、様々な選択肢が検討されています。特にDPSSLは半導体レーザーを励起光源に用いることで壁コン効率10%以上・高繰り返し動作・ビームのモジュール化が可能とされ、欧州のHiPER計画（現在は中断）や日本の京レーザー計画（KONGOH計画/K-FIL）などで検討が進められました。重イオンドライバはレーザーより効率が高く（理論25%以上）粒子ビームによる均一照射が期待できますが、大規模な加速器施設が必要です。いずれにせよ、発電炉級ではメガジュール級エネルギーを数ナノ秒で出力する高ピーク出力ビームを電気効率~10–20%で実現することが要請されます。

燃料ターゲットからエネルギーを取り出す効率もさらに向上させる必要があります。NIFの出力は最高でも10MJ未満ですが、将来の発電プラントでは1ショットで数百MJ規模の核融合エネルギーを得る必要があります。例えば1GWの発電所を毎秒10ショット（10Hz）で運転する場合、1回の核融合反応あたり約200–300MJの発生が必要との試算があります。これは現在のNIF記録（8.6MJ）の数十倍に相当します。ただし一度「点火」状態に入った燃料ではα粒子の寄与で急激な燃焼波が広がるため、より大きな燃料ペレットや高エネルギーの照射で指数的なエネルギー増幅が期待できます。シミュレーションでは、現在ターゲットゲインが数倍の水準にある燃焼プラズマをさらに高度化し、エネルギー利得10～20倍（レーザー入力の10～20倍の出力）に引き上げることが次の目標になるとされています。これはNIFの現状（~2–4倍）の5～10倍に相当し、研究者らはこの達成がパイロット融合炉への重要なステップになると見積もっています。

それら単体技術のブレークスルーに加え、システム全体の統合設計と実証炉の建設が将来像として描かれています。米国では2023年にDOEが慣性核融合エネルギーに関する研究ハブを立ち上げ、2030年代にレーザー核融合のパイロットプラントを建設することを目標に掲げています。このパイロット炉は、高繰り返しレーザー（10Hz級）、連続ターゲット投入システム、トリチウム増殖ブランケットなどを一体化した実験的発電炉となる構想で、現時点では研究段階ですが関係機関や大学、民間企業のコンソーシアムによって技術ロードマップが議論されています。欧州や日本でも同様に、2050年前後の商用炉実現を見据えたロードマップや統合試験の必要性が提言されています。民間では米国のFocused Energy社やHB11 Energy社（豪州）、イギリスのFirst Light Fusion社など新興企業が独自の慣性融合概念に挑戦し始めており、レーザー核融合の研究開発は官民巻き込んだ新たな段階に入りつつあります。

レーザー核融合は、未だ実験段階とはいえ2020年代半ばにしてついに「燃焼プラズマ」に手が届きました。ここから発電所レベルの工学実現性を証明するまでには、多くの困難を伴う長い道のりが予想されます。しかし、その先にある安全性・低炭素性に優れ、資源制約が比較的緩いエネルギー源としての価値は大きく、人類のエネルギー問題を変革し得る可能性があります。今後の研究開発の進展に世界が注目しています。

比較表｜間接照射 vs 直接照射（物理・工学・スケール性）

項目	間接照射 (ホールラウム方式)	直接照射 (ターゲット直照射方式)
エネルギー結合効率	約10～20%程度（レーザーエネルギーの大半はホールラウム壁の加熱に費やされロスが大きい）	約70～80%程度（レーザー光が直接燃料に吸収されるため効率が高い）
爆縮の均一性・安定性	X線が球状に広がり燃料を均一に包み込むため対称性が保ちやすく、大規模な流体不安定性を抑えられる。	各レーザー光の照射むらがそのまま爆縮の歪みに直結するため、高度なビーム平滑化と精密調整が必須。不均一によるレイリー・テイラー不安定性等が課題。
ターゲット構造	重金属製ホールラウム + 燃料カプセル。構造が複雑で高価（大量生産が難しい）。	燃料カプセル単体（プラスチック球殻など低Z材料）。構造が単純で安価（大量生産に適する）。
レーザー要件	X線変換によるロスを補うため同出力を得るには大エネルギーレーザーが必要（例: NIFの総エネルギー2MJ）。	エネルギー効率が高く必要エネルギーは少ないが、均一照射のため非常に多数のレーザービーム（数十～百本規模）が必要（例: LLEのOmegaは60本）。
主な実験装置	NIF（米国LLNL）、LMJ（フランスCEA）など。現行の主流方式。	Omega（米国LLE）など。点火実証には未到達だが将来有望。NIFも直接照射ポートを有し一部実験可能。

FAQ（よくある質問と回答）

Q1. レーザー核融合とは何ですか？
A. 強力なレーザー光で燃料ペレットを一瞬で爆縮し、原子核同士を衝突させて核融合反応を起こす技術です。慣性閉じ込め核融合（ICF）の一種で、磁場でプラズマを閉じ込める磁気閉じ込め方式に対し、燃料自身の慣性で高温高密度状態をほんの短時間維持する点が特徴です。NIFやLMJといった大型レーザー装置で研究が行われています。

Q2. 磁気閉じ込め核融合（トカマク炉）との違いは何ですか？
A. 核融合反応を起こす手法が異なります。磁気閉じ込め方式（MCF）は真空容器内の高温プラズマを強力な磁場で長時間閉じ込めますが、慣性閉じ込め方式（ICF、レーザー核融合）は小さな燃料ペレットを瞬間的に爆縮させ、その慣性で極限状態を保つ間に核融合を起こします。MCFは連続運転向き、ICFはパルス的（繰り返し）運転になります。また装置規模も、MCFは大型コイルや真空容器が必要なのに対し、ICFは強力なレーザー光源と小さなターゲット室で構成されます。

Q3. 慣性核融合でいう「点火」とは何ですか？
A. 点火とは、燃料自身が出すエネルギーによって核融合反応が自己持続する状態を指します。具体的には、核融合反応で生じたヘリウム核（α粒子）が燃料をさらに加熱し、外部のレーザーエネルギーに頼らずに核融合が次々と起こる臨界状態です。この状態になると核融合反応が加速的に広がり、燃料が燃焼プラズマとなります。2022年にNIFで達成された「投入エネルギーを上回る核融合出力」は点火の重要な指標で、世界で初めて実験室でこの条件に到達した例と言えます。

Q4. NIFの実験では投入したエネルギー以上のエネルギーが得られたのですか？
A. ターゲットに限れば「はい」です。2022年12月のNIF実験では、約2MJのレーザーを照射して約3.15MJの核融合エネルギーを得ることに成功し、核融合反応そのものの出力が入力を上回りました。ただしレーザーを発振するのに投入した電力（約300〜400 MJ）まで含めると依然大幅な赤字です。NIFのレーザー装置は全体効率が0.5%程度と低いため、科学的に注入より多くの核融合エネルギーを得ても、それを電力として取り出すにはさらなる技術改良が必要です。

Q5. レーザー核融合はいつ実用化されますか？
A. 現時点ではあと数十年の開発が必要と考えられています。2022年に点火が実証されたとはいえ、毎秒10発の連続運転や燃料の大量供給、材料の耐久性など、発電所として成立させるための工学課題は山積しています。米国では2030年代に試験的な核融合発電プラントを建設する構想も出始めましたが、実用化の目標時期は楽観的に見ても2040～2050年代になるだろうと予想されています。

Q6. レーザー核融合の燃料は何ですか？トリチウムは十分あるのでしょうか？
A. 燃料には重水素（デューテリウム、^2H）と三重水素（トリチウム、^3H）の混合物（D-T燃料）を使います。重水素は海水から無尽蔵に得られますが、トリチウムは自然界にほとんど存在せず原子炉でリチウムから生産する必要があります。核融合炉では炉心の周囲にリチウムを含むブランケットを配置し、核融合反応で出る中性子を吸収させてトリチウムを製造（増殖）します。トリチウムは半減期12.3年の放射性物質ですが、核融合炉内で逐次生産して循環利用することで燃料を自給する計画です。

Q7. レーザー核融合は安全性が高いと言われますが、放射能の心配はありませんか？
A. 核融合反応は核分裂のような連鎖的暴走がないため、大事故になる可能性は極めて低いです。また燃料も微量で、核爆発のような事態は起こりえません。ただし核融合反応では高速中性子が発生し、これを受けた装置の壁材が放射化して一時的に放射能を帯びます。また燃料のトリチウムも放射性なので厳重な管理が必要です。これらは適切に遮蔽・冷却・管理する設計が可能で、長寿命の高レベル放射性廃棄物も出さないため、総合的には核分裂炉より格段に安全とされています。

Q8. 直接照射方式と間接照射方式では、どちらが有望でしょうか？
A. 一長一短があります。間接照射は爆縮の対称性制御が容易で現在の点火実験では主流ですが、エネルギーロスが大きい欠点があります。直接照射はエネルギー効率が高く将来の高出力化に有利ですが、実現には高度なビーム制御技術が必要です。NIFではまず間接照射で点火に成功しましたが、将来的には直接照射やショック点火などの手法も取り入れ、効率向上を図る可能性があります。

Q9. ニュースで聞く「壁コンセント効率」とは何ですか？
A. レーザー装置全体の電力効率（Wall-plug efficiency）のことです。レーザーに投入した電気がどれだけ有効なレーザー光エネルギーになったかを指し、値が高いほど省エネなレーザーと言えます。NIFのレーザーは大型フラッシュランプ方式で効率が1%にも満たず、実験で得られた核融合エネルギー以上に電力を消費しています。将来は半導体レーザー励起によって壁コンセント効率を約10〜20%まで高め、核融合全体のエネルギー収支改善を図る計画です。。

Q10. 核融合と現在の原子力発電（核分裂）は何が違うのですか？
A. 核融合は軽い原子核同士を結合させてエネルギーを取り出す反応で、核分裂は重い原子核を分裂させる反応です。核融合（D-T反応）ではヘリウムと中性子が生成し放射性廃棄物はほぼ出ません。一方、核分裂では放射性廃棄物として死の灰（核分裂生成物）が大量に生じます。また核融合反応は自然には極めて起こりにくく暴走もしませんが、核分裂反応は一定量の燃料が集まると臨界に達して連鎖反応が進む性質があります。この違いから、核融合は安全性と環境負荷で優れていますが、技術的に実現が難しく、核分裂（既存の原発）は比較的容易にエネルギーを取り出せるものの高レベル廃棄物処理など課題があります。

用語集

レーザー核融合（laser fusion）: レーザー光を用いた慣性閉じ込め核融合のこと。燃料ペレットに高エネルギーレーザーを照射して核融合を起こす方式の総称。
慣性閉じ込め核融合（Inertial Confinement Fusion, ICF）: 燃料の慣性によって超高温高密度状態を短時間維持し核融合反応を発生させる方式。レーザー核融合はその代表的手段。
磁気閉じ込め核融合（Magnetic Confinement Fusion, MCF）: 超高温プラズマを磁場で閉じ込める核融合方式。トカマク型やヘリカル型（ステラレータ）などがあり、ITER計画などで研究中。
点火（ignition）: 燃料自身の発するエネルギー（α粒子の自己加熱）によって核融合反応が自立的に進行する状態。投入エネルギーなしで燃料が「燃え続ける」臨界点を指す。
燃焼プラズマ（burning plasma）: 点火により形成される自己加熱型の核融合プラズマ。核融合反応で発生したエネルギーの大半を燃料の維持に再投入できる段階のプラズマを指す。
ターゲットゲイン（target gain）: 核融合反応で得られたエネルギーを、燃料ターゲットに照射したレーザーエネルギーで割った比率。核融合反応のエネルギー増倍率を表す指標で、1を超えると「科学的ブレークイーブン」と呼ばれる。
壁コンセント効率（wall-plug efficiency）: レーザー装置全体の電力効率。コンセント（商用電源）から供給した電力のうち、何割がレーザー光エネルギーとして出力されたかを示す。現状の大型レーザーでは数％未満と低いが、将来のドライバでは10%以上が期待される。
ホールラウム（hohlraum）: 間接照射方式で使われる中空の照射容器。レーザー光を内部に入れてX線に変換し、内部に設置した燃料カプセルを均一に加熱するための金属筒。ドイツ語で「空洞」を意味する。
直接照射（direct drive）: 燃料ペレットにレーザー光を直接当てて爆縮させるICFの方式。エネルギー結合効率が高い反面、レーザー照射の均一性確保が難しく高度な制御を要する。
間接照射（indirect drive）: 燃料ペレットをホールラウム内のX線で間接的に照射するICFの方式。爆縮の対称性を得やすいが、エネルギー変換ロスが大きいという課題がある。
レイリー・テイラー不安定性: 密度の異なる流体界面で、重い流体を軽い流体が押しのけると発生する不安定現象。ICFでは爆縮時の燃料とプラズマの界面でこの指状の乱流が発生し、燃料が混ざって性能が落ちる要因となる。
重水素（deuterium）: 水素の同位体の一つで、原子核に1個の陽子と1個の中性子を持つ（記号: Dまたは^2H）。天然に存在し、海水中から重水（D₂O）として容易に抽出できる。核融合燃料（D-T）の一要素。
三重水素（tritium）: 水素の放射性同位体で、原子核に1個の陽子と2個の中性子を持つ（記号: Tまたは^3H）。半減期12.32年でβ崩壊する。自然界にはごく微量しか存在せず、核融合燃料としては原子炉などでリチウムから生産する必要がある。
増殖ブランケット（breeding blanket）: 核融合炉の内壁を構成する構造で、核融合反応で生じた中性子を吸収して反応熱を取り出すと共に、リチウムとの反応で燃料のトリチウムを増殖する役割を持つ。トリチウム自給のためTBR>1となる設計が要求される。
ショック点火（shock ignition）: レーザー核融合の提案手法の一つ。まず通常より低速で燃料を圧縮し、最後の段階で強力なレーザーパルスを入れて衝撃波を燃料中心に送り込み、一気に点火条件を満たす方式。圧縮と点火のプロセスを分離することで不安定性を抑えつつ高利得を目指す。

テクノロジー

2025/8/18

レーザー核融合(ICF)とは？仕組み・利点と課題、2025年最新動向を専門解説

レーザー核融合とは？レーザー核融合（慣性閉じ込め核融合, ICF）とは、強力なレーザー光を燃料ペレットに集中して当て、超高圧・高温状態を一瞬作り出すことで核融合反応を起こす方式です。2022年12月に米国ローレンスリバモア国立研究所のNIF（National Ignition Facility）で実施された実験では、投入したレーザーエネルギー2.05MJに対し核融合反応で3.15MJのエネルギーを発生させ、実験室規模で初めてターゲットゲイン（核融合出力/入力エネルギー）>1、いわゆる「科学的ブレークイー ...

テクノロジー政治政策

2025/7/22

選挙におけるネット投票の制度・技術・課題を徹底解説

選挙のネット投票（インターネット投票）は、自宅や海外からオンラインで投票できる仕組みとして注目されています。利便性向上や投票率アップへの期待がある一方で、セキュリティ確保や法律上の課題も議論されています。近年、エストニアなど一部の国ではネット投票が本格運用され、スイスでも一度中断した電子投票の試行が2023年に再開されました。日本でもコロナ禍を契機にネット投票実現を望む声が高まり、政府や有識者による検討が進められています。本記事では、世界の導入事例、技術アーキテクチャ、セキュリティと法規制、ユーザビリテ ...

AI テクノロジー

2025/6/10

AI 2027: 生成AI技術の進展と社会的影響

はじめに「AI 2027」は、2027年における人工知能（AI）技術の姿とその社会への影響を展望するテーマである。近年、生成AI（Generative AI）は劇的な進歩を遂げ、研究開発の加速と社会実装の拡大によって、わずか数年でAIは新たな段階へと移行した。特に2022年末の対話型AI「ChatGPT」の公開以降、生成AIは一般社会から産業界まで幅広く注目を集め、その革新は「スマートフォンの登場時になぞらえられる革命的瞬間」に例えられている。本稿では、生成AI研究者の視点から、AI 2027に至る技術 ...

テクノロジー

2025/5/29

TikTokライブにおけるNPC配信（NPCストリーミング）の最新研究動向

導入近年TikTok LIVEで流行している「NPC配信（NPCストリーミング）」は、視聴者が配信者に対してゲーム内のNPC（ノン・プレイヤー・キャラクター）のような振る舞いをさせるエンターテインメント手法です。視聴者はアニメやゲームの脇役キャラに扮した配信者に課金（投げ銭）し、その行動をコマンドで操作できます。この新しい文化は、従来のライブストリーミングにゲーム的要素とネットミーム（模倣）の手法が融合したものであり、視聴者との双方向性と収益化を同時に生み出す点が注目されています。SNS上でバイラル化し ...

テクノロジー

2025/5/29

ナノロボットが拓く「不老不死」ロードマップ：科学・産業・倫理の最前線

概要ナノロボット医療は、分子レベルで老化へ介入し“死なない身体”に近づく技術として脚光を浴びています。本稿では、ナノロボットの仕組みと老化の分子基盤、五つの介入アプローチ、複数ソースに基づく市場規模レンジ、2030→2050ロードマップ、さらに倫理・軍事リスクまでを整理。研究者・ビジネス・政策担当者が次に取るべきアクションを示します。要点：可能性は大きいものの、安全性・社会受容を伴う慎重な実装が不可欠です。 H2: ナノロボット概論 ― 定義・原理・設計要素要旨：ナノロボットは直径数十〜数百 nmの分 ...