学術研究基盤事業
大型ヘリカル装置（LHD）

　大型ヘリカル装置（LHD）は、環状プラズマの総合的理解を目的として、1998年3月のファーストプラズマ以降、四半世紀にわたって世界最大の超伝導プラズマ閉じ込め装置として実験研究を実施し、多くの成果を挙げてきました。2013年度からは文部科学省の大規模学術フロンティア促進事業の支援を受けて10年間のプロジェクトを推進し、重水素実験を中心とする研究に取り組んできました。2022年度をもって上記のプロジェクトは終了しましたが、高精細計測装置や多彩な加熱装置など、これまでのLHDプロジェクトの資産を学術研究基盤として活用するため、2023年度から3年間、文部科学省の学術研究基盤事業として支援を受けて運用しています。

　学術研究基盤LHDでは、超高温プラズマを安定に生成できるLHDにおいて、多様な高精細計測装置を用いてプラズマの内部構造を計ることによって、核融合に限らず宇宙・天体プラズマにも共通する様々な複雑現象の原理に迫る国際共同研究を実施します。また、学術研究基盤LHDはオープンデータを旨とし、多くの他分野の研究者を巻き込んで核融合科学の異分野融合を推進するための研究基盤を整備します。

ヘリオトロン配位

磁場の容器（磁力線の籠）でプラズマを安定に閉じ込めるには、粒子の逃げ口となる終端のない無限に周回する磁力線が必要です。加えて、この磁力線でドーナツ型の籠を作るには、磁力線に『ひねり』を加える必要があります。磁力線のひねりを、磁場コイル自身を捻ることにより実現する方式を総してヘリカル型（もしくは、ステラレータ型）と呼びます。LHDはヘリオトロン配位と呼ばれる磁場配位を採用したヘリカル型の装置です。ヘリオトロン配位は、プラズマを閉じ込めるために必要な磁場配位を一対のらせん型の外部コイルのみで形成することが可能なため、定常運転能力が優れています。

大型ヘリカル装置の概要

LHD計画では、プラズマ中を流れる電流を必要としないヘリカルプラズマを用いて、ヘリカル型の核融合炉設計につながるプラズマの性能向上と、トカマクも含めたトーラス（環状）プラズマに共通する物理の理解を目指した学術研究を推進しています。LHDは、超電導コイルを用いた装置本体、各種プラズマ加熱装置、プラズマの温度や密度等、種々の物理量を測定するための各種計測器などで構成されています。

大型ヘリカル装置の主なパラメータ