プラズマ

原子から電子がはがれ、電子と原子核がばらばらに飛び回っている状態の気体。固体・液体・気体に続く「物質の第4の状態」とも呼ばれる。

気体を強く熱すると、原子どうしが激しくぶつかり合って電子がはがれ、マイナスの電子とプラスの原子核(イオン)が別々に飛び回るようになります。これがプラズマです。雷や蛍光灯の中、そして太陽そのものもプラズマです。

核融合の燃料は1億℃を超える温度まで熱する必要があり、その温度では燃料は必ずプラズマになります。プラズマは電気を帯びた粒子の集まりなので、磁場で進路を曲げられます。これが、壁に触れさせずにプラズマを浮かせておく「磁場閉じ込め」の出発点です。

「プラズマ」という呼び名は、1928年にラングミュアが放電管の中の電離した気体の振る舞いを論じた論文で使ったのが始まりです^[1]。

ただしプラズマは、自分自身の電流や圧力によって形を崩そうとする性質(不安定性)を持っています。核融合研究の歴史の大半は、この暴れ方をどう抑えるかの工夫の積み重ねでした。