プラズマとは——“第4の状態”と核融合での役割

プラズマは、気体をさらに加熱して原子核と電子がバラバラに飛び交う状態のこと。固体・液体・気体に次ぐ「物質の第4の状態」と呼ばれ、核融合はこのプラズマの中で起こる。

なぜ核融合にプラズマが要るのか

原子核同士はプラスの電気で反発し合う。これを乗り越えて融合させるには、超高温（1億℃級）で原子核を猛烈な速さでぶつける必要がある。そこまで加熱すると物質は自然にプラズマになる。つまり核融合は“プラズマを作り、保つ”技術でもある。

プラズマは荷電粒子の集まりなので、電気や磁場に反応する。これがミソで、トカマクやステラレータは磁場の“かご”でプラズマを壁に触れさせずに浮かべる。太陽や雷、ネオン管もプラズマの例だ。

プラズマは不安定で、乱れたり急に崩れたりしやすい。その振る舞いを予測・制御することがプラズマ物理の中心課題で、近年はAI制御の応用も進む。

出典: 各種プラズマ物理の標準的記述をもとに編集部作成。