【連載】TECH-MAG 研究室レポート

先生が研究されている内容について教えてください。

私たちが研究している「レーザー核融合」は、簡単にいえば「レーザーで太陽の内部に近い圧力を生み出し、核融合エネルギーを実現しよう」というものです。

太陽は核融合でエネルギーを生み出していますが、これは太陽内部の水素が重力で圧縮されて核融合反応が起こっているからです。これと同じように、燃料となる物質に非常に強いレーザーを当てて太陽と同じような超高密度・ 超高温状態を作り出し、核融合反応を起こそうというのがレーザー核融合です。

圧力は密度と温度が高ければ高いほど増し、圧力が高いほど生み出されるエネルギーも強力になります。そのため、レーザー核融合においては、強力なレーザーを短い時間に小さな空間に集中させ、高い圧力を生み出すことが重要となります。

宇宙研究でも貢献するレーザー核融合

レーザー核融合は他にどんな分野での応用が考えられていますか？

私たちは、レーザー核融合を柱としつつ、研究の中で発見したことや結果を幅広く応用していきたいと考えています。

例えばレーザーを使うことで太陽の圧力を再現できます。実験室の中で「太陽の内部が作り出せる」ということですから、実際に太陽まで行かなくても、太陽の中で何が起こっているのかを調べられます。太陽だけでなく、他の星の状態も調べることが可能です。星を目の前で再現すれば、観測するだけでは分からなかった情報を得ることができる。私たちはこれを「実験室宇宙物理学」と呼んでいますが、実験室で宇宙の研究ができるすてきな応用だと思います。

先生がこの研究に携わったきっかけは何だったのでしょうか？

もともとエネルギー問題に興味があったからです。小学生のときにチェルノブイリ原発事故が起こり、その際に「原子力発電は大きなエネルギーになるが、一方で事故が起こると大変なことになる」と実感しました。当時、私の住んでいる地域で雨が降ったのですが、「放射能を含んだ雨が降る！」と子供の間で大騒ぎになり、雨を避けながら帰るなどすごく怖いと思ったのを覚えています。

本格的に核融合の研究をしたいと思ったのは中学生のころです。当時「常温核融合」という、常温下で核融合を起こすことに成功したという発表がありました。核融合燃料の入った水に2本の電極を差して電気を流すと、電極で核融合反応が起こり、電極が溶けるという内容で、核融合は難しいとされていたので「そんな簡単にできるのか！」と驚きました。

さらに、常温核融合の特集番組の中で大阪大学の高橋亮人先生が「常温核融合は存在する。私が必ず実現させる」とお話しされたのも大きかったです。それに触発されて「俺も大阪大学に入って核融合を研究するぞ！」と決めたのです。結局、大阪大学に入学してすぐに、常温核融合は否定されてしまいましたが。

意気消沈しつつも、それでもせっかく大阪大学に入ったのだからと大学のパンフレットをめくっていると、レーザー核融合研究センター（現在のレーザー科学研究所）の名前がありました。そこで「常温核融合よりもうさん臭くなさそうだし、こちらの道に進んでみよう」ということで、レーザー核融合に関わることになったのです。

思いどおりの結果が出たときの快感は研究の根幹

「研究すること」の魅力は何でしょうか？

研究にはゲーム的な要素があります。私は将棋を指すのですが、研究は特に詰め将棋と似ているなと思います。「こうしたらこうなるだろう」といろんな手を考え、一手一手突き進んでいく。実験もいろんな予測をして実験を行います。とはいえ、そう簡単に思ったような結果は出ません。そこでまた次の一手を考えて試行する。そうして一手一手を積み重ねていき、最後にゲームに勝つ、つまり狙ったとおりの結果が出たときはものすごい達成感があります。試行錯誤の末に期待した（たまに予想外の）結果が出たときの快感は研究の根幹だと思っています。

研究を続けるモチベーションになるわけですね。では「レーザー核融合」の研究の面白い点は何ですか？

レーザー核融合においては「社会を変革できる可能性」を秘めているのが魅力だと思っています。そのため、得られた成果に対して、「これは違う分野でも使えそう」「あの研究に生かせるのでは」と、いろんな角度・視点で議論ができます。時に思いも寄らぬ活用法が出てくることもあります。こうした幅広い応用ができるのもレーザー核融合研究の魅力だと感じています。

研究は自分自身の頭で考えて目的を達成するゲーム

今後の展望を教えてください。

レーザー核融合を使ってただエネルギーを出すだけでは意味がありません。例えば、今は2時間に1回エネルギーを出す実験を行っていますが、2時間に1回しかエネルギーが出ないのであれば発電所として使えないですよね。実際にエネルギーとして活用できるよう、毎秒毎秒エネルギーが出せるようにしたいと思っています。

そのためにも、レーザーを1秒間に100回と、繰り返し発生させる設備の開発に取り組んでいます。そのレーザーを使って核融合反応を起こし、発電に活用できるかの実証実験を行うことは、核融合においても重要であり、パワーレーザーを使った応用研究においても重要です。

最後に若い世代にメッセージをお願いします。

先ほども少しお話ししましたが、研究は自分自身の頭で考えて目的を達成する「ゲーム的な要素」があり、それが面白い点でもあります。大学に進学した際は、ぜひ「学問におけるゲーム」を存分に楽しんでもらいたいですね。

ありがとうございました。