島津×京都フュージョニアリングが核融合向けターボ分子ポンプ共同開発|核融合サプライチェーンの“穴”を埋める

島津製作所と京都フュージョニアリングが、核融合発電施設向けターボ分子ポンプの試作機を共同開発しました。カナダで建設中の統合試験プラント「UNITY-2」での性能検証を起点に、核融合“周辺産業”としての真空・計測ビジネスが具体化しつつあります。

目次

3行サマリー

  • 島津と京都フュージョニアリングが、トリチウム環境対応ターボ分子ポンプ試作機の共同開発完了を2025年12月3日に公表した(島津製作所プレスリリース)。
  • 試作機はフュージョン燃料サイクルを担う統合試験プラント「UNITY-2」で性能試験を行い、その後世界の核融合プロジェクト向けに企業・研究機関へ供給される計画である。
  • 核融合ビジネスは炉本体より先に真空・計測など周辺機器市場が立ち上がりやすく、日本企業が「部品で稼ぐ」戦略を取りやすい領域として浮上している。

1.共同開発の概要:トリチウム環境対応ポンプ

島津製作所と京都フュージョニアリングは、フュージョンエネルギープラント向けターボ分子ポンプ(TMP)の試作機を共同開発したと発表しました。対象となる設備は、核融合炉そのものではなく、燃料サイクル設備およびそれを検証する統合試験プラント「UNITY-2」です。

島津製作所と京都フュージョニアリングが共同開発した核融合向けターボ分子ポンプ試作機の写真。トリチウム環境対応の真空ポンプ本体が写っている
写真:島津製作所と京都フュージョニアリングが共同開発した核融合発電施設向けターボ分子ポンプ試作機
(出典:島津製作所ニュースリリース)

今回の試作機は、トリチウム環境下での長期連続運転を前提に設計された点が特徴です。潤滑油がトリチウムで劣化するリスクを避けるため、ポンプ内部の回転体を磁力で浮上させて支持する磁気軸受型を採用し、摩耗部品を減らしています。また、真空接ガス部にはトリチウム暴露による劣化を抑える材料を用い、全体としてオイルフリーかつトリチウム耐性を備えた専用仕様になっています。

島津製作所の説明によると、試作機は水素・重水素ガスによる性能試験を既に完了しており、今後はUNITY-2でトリチウムを実際に用いた性能検証を行う計画です。その後、京都フュージョニアリングが核融合発電関連の企業や研究機関へ順次供給していく構想が示されています。

対象設備という観点では、今回のポンプは「商用核融合炉の本体」ではなく、「燃料サイクルシステム」や「統合試験装置(UNITY-2)」に組み込まれることが明確化しており、核融合プラントの周辺設備領域で先行的に需要が立ち上がる形になります。

2.適用領域:フュージョン燃料サイクルと真空・排気

京都フュージョニアリングは、フュージョンエネルギープラントの「フュージョン燃料サイクルシステム(Fusion Fuel Cycle System)」を中核技術の1つとして位置づけています。このシステムでは、炉心から排気したトリチウムや重水素、生成したヘリウムなどを分離・回収し、再び燃料として供給するループを形成します。

フュージョン燃料サイクルシステムの概要。炉心から排気したトリチウムや重水素を回収・循環させるプロセスでターボ分子ポンプが中核を担う
(出典:京都フュージョニアリング)

燃料サイクルシステムでは、炉心や配管を高真空に保ちつつ、ガスを連続的に移送・排気する必要があります。このとき、ターボ分子ポンプをはじめとする真空ポンプ群が「真空維持」と「ガス排気・移送」の両方を担います。一般的な産業用途の真空ポンプと異なり、フュージョン向けポンプはトリチウムを含むガスを扱うため、高い真空性能だけでなく放射性同位体への耐性が求められます。

今回の試作機は、水素のような軽い分子に対して高い排気性能を発揮するドラッグ型ステージ(drag-type stage)を備えています。これにより、軽い水素同位体ガスを短時間で大量に排気できるほか、圧力変化や流量変化への応答性も高めています。

適用領域として整理すると、今回のポンプは「炉本体の真空容器」だけでなく、「燃料回収ライン」「真空断熱部」「トリチウム処理設備」など、フュージョン燃料サイクルシステム全体の真空・排気プロセスに広く関わる機器となる位置づけです。

3.開発スケジュール:試作完了からUNITY-2実証へ

開発スケジュールを見ると、2025年時点でターボ分子ポンプの試作機開発と、水素・重水素による基本性能試験が完了した段階です。この段階で「トリチウム環境対応」というコンセプトは実現しており、次のステップとして実トリチウム環境での検証に移行します。

トリチウムを用いた性能試験は、カナダで建設が進む統合試験プラント「UNITY-2」で実施される予定です。京都フュージョニアリングとカナダ原子力研究所のジョイントベンチャーが進めるUNITY-2は、2026年までに試運転開始を目標としたトリチウム燃料サイクル試験施設であり、そこでポンプを含む各種機器の統合実証が行われます。

UNITY-2での実証後、京都フュージョニアリングはフュージョン開発に取り組む企業や研究機関へターボ分子ポンプの供給を進める計画です。2020年代後半は開発・実証用途中心の小ロット供給、2030年代にかけてはデモ炉やパイロットプラント向けに燃料サイクルシステム一式の更新・増設需要が増えるシナリオが想定されます。

開発スケジュールを年次で整理すると、2025年:試作機完成とH₂/D₂試験完了→2026年前後:UNITY-2でのトリチウム性能試験→2030年代:実証炉・デモ炉への横展開という流れが見込みやすい構図です。

4.日本の真空・計測サプライチェーンへの意味

島津製作所は、産業用ターボ分子ポンプ分野で高い世界シェアを持ち、分析・計測機器も含めて真空・計測技術を幅広く展開してきました。一方、京都フュージョニアリングは、ジャイロトロン加熱システムや熱サイクルシステム、燃料サイクルシステムなど、プラズマ周辺の工学領域をパッケージとして提供できるエンジニアリング企業です。

今回の共同開発によって、日本発の真空機器が、UNITY-2を起点に欧米やアジアの核融合実証プロジェクトへ展開される可能性が高まりました。真空ポンプだけでなく、漏えい監視用の分析計測機器、トリチウムモニタリング装置、バルブやシール材などもセットで求められるため、複数の日本企業によるサプライチェーン構築余地があります。

特に、日本の真空・計測・材料分野は、半導体や自動車向けで既にグローバルな顧客基盤を持っており、核融合向けに仕様を拡張することが比較的イメージしやすい領域です。既存製品の一部をトリチウム環境向けに再設計することで、フルスクラッチ開発よりも少ないリスクで新市場を開拓できる可能性があります。

この流れを踏まえると、「核融合=炉本体ビジネス」だけではなく、「核融合=高付加価値な周辺部品・周辺システムの輸出ビジネス」と捉えることが、日本企業にとって現実的な勝ち筋と言えるかもしれません。

5. 筆者の視点

投資家目線では、今回の案件は「炉本体ではなく周辺機器から先に収益を取りに行く」戦略を、かなりはっきり示した事例として位置づけられます。短期(〜2030年)はUNITY-2のような統合試験設備や研究炉向けのニッチ需要が中心でロットも大きくはありません。一方で、中期(2030〜2040年)にはデモ炉・商用炉に向けた燃料サイクルモジュールの増設・更新が繰り返されるフェーズに入り、同じターボ分子ポンプや真空機器でも案件単価と累積台数の両方が効いてくる構図が見えてきます。

国内外の比較で見ると、炉本体の開発や統合プラントエンジニアリングは米欧スタートアップや大手電機・重工がリードしやすい領域です。これに対して、ターボ分子ポンプや高感度の分析・計測など真空まわりのコア機器は、日本企業が既に世界市場で実績を持つ分野です。そのギャップを埋める存在として、周辺工学と燃料サイクルをまとめて提供できる京都フュージョニアリングと、島津製作所のような部品メーカーが組むのは、非常に合理的な布陣だと見ています。

総じて、核融合ビジネスはしばらくの間「発電したkWhを売る」フェーズよりも、「トリチウム対応ポンプ」「燃料サイクルモジュール」「計測・制御パッケージ」などの機器・システム販売でキャッシュフローを積み上げる段階が続くと考えられます。その入口として、今回の島津×京都フュージョニアリングの協業は、日本の真空・計測・材料メーカーがどこまで核融合仕様のラインアップを揃え、どこまでグローバル案件に食い込めるかを占う試金石になりそうです。

6.結び:核融合“部品ビジネス”をどう捉えるか

今回の共同開発は、核融合が「いつベースロード電源として成立するか」という大きな問いとは別に、「周辺部品・周辺システムの市場はすでに動き始めている」ことを具体的に示す事例です。特に、トリチウム環境対応という厳しい条件を満たす真空機器は、参入プレーヤーが限られる高付加価値領域です。

事業開発担当の立場から見ると、自社技術が直接炉本体に関わらない場合でも、「燃料サイクル」「ブランケット・熱サイクル」「計測・制御」「保守・診断」といった核融合周辺の機能ブロックにどう接続できるかを具体的に描くことがポイントになります。既存の顧客基盤(半導体、自動車、エネルギーなど)とのシナジーも合わせて検討する余地があります。

今後は、UNITY-2での実証結果や、京都フュージョニアリングが公表する燃料サイクル関連の追加案件、他の日本企業による「核融合仕様」製品の動きに注目することで、核融合“周辺産業”としての市場規模や競争環境を具体的にイメージしやすくなるはずです。核融合そのものの実用化タイミングだけでなく、こうした周辺機器市場の立ち上がり方も並行してウォッチしておきたいところです。

あわせて読みたい
【2025年版】核融合の技術概説:これさえ読めば技術~政策動向まですべて分かる! 3行サマリー(この記事から分かること) なぜ今、核融合かAI・データセンター電力の爆増、政策、そして大型契約(50MW PPA)の登場で核融合は「研究」から商用へ。 技術...

出典・参考情報

ニュースレターを購読する

NetZero Insights Japanの新着・注目トピックを週1で配信します。更新情報を見逃したくない方は是非ご登録ください。

 

※ 時々メールマガジン限定の情報も配信するかもしれません。

 

 

このフォームで取得したメールアドレスは、NetZero Insights Japanのニュースレター配信にのみ利用します。

ニュースレターの購読を申し込むことで、プライバシーポリシーに同意したものとします。

よかったらシェアしてね!
  • URLをコピーしました!
  • URLをコピーしました!

この記事を書いた人

・ニックネーム:脱炭素メガネ
・所属:国内大手エネルギー企業
・担当領域:新規事業開発(経験10年以上)
・主なテーマ:次世代再エネ、カーボンリムーバル(DAC/DOC/BECCS/CCUS)、グリーン水素(AEM/PEM等)、LDES、次世代原子力(SMR)、核融合 など
・役割:クライメートテック分野の全社的な戦略策定・実行のリード、スタートアップ出資(スカウティング〜評価〜実行)

目次