核融合発電およびその他のプラズマ工学の材料およびハードウェアの機会：2025-2045年の市場

「核融合の体操選手」としてのホウ素：

ホウ素は、医療から航空宇宙まで、核融合以外にも幅広く応用されており、開発コストのリスクは軽減されるでしょう。例えば、高温超電導体、高出力レーザー、タングステン、銅、ケイ素 (シリコン)、リチウム、鉄、炭素同位体などが挙げられ、これらは合金、化合物、ナノテクノロジーを用いた形態など、多様な形で使われています。なぜホウ素ベースの材料は「核融合の体操選手」と呼ばれるのでしょうか？それは、核融合装置において非常に多くの重要な用途の基盤となっているからです。また、レアアース (希土類元素) や有機ポリマー、その他多くの材料も同様に注目されています。

投資の洪水、未来を見据えて：

現在、核融合開発企業は、急速に増加する巨額の資金を高付加価値の材料や構造物に投じようとしています。核融合発電や関連する新興用途の成功がさらに進めば、プラズマ技術、レーザー、極低温 (クライオジェニック) などの技術が巨大なハードウェア市場を切り開くことになります。本レポートでは、有望な応用分野、潜在的なパートナー、競合企業が明らかにされており、2025年から2045年にかけてのロードマップと市場予測も含まれています。

目次

第1章 エグゼクティブサマリー・総論

• 本レポートの目的
• 分析手法
• 一般的な結論 (7項目)
• 材料およびハードウェアに関する結論 (11項目)
• 2025年の研究・開発者の優先事項に基づく、主要23種の材料およびハードウェアの機会
• プラズマ関連材料およびハードウェアの機会
• 核融合バリューチェーンにおける膜材料と関連機器の高度化レベル別の整理
• 民間の核融合企業への投資動向に関する3つの結論
• グリッド電力としての核融合の可能性に対するSWOT分析
• 磁場閉じ込め核融合をグリッド電源として見た場合のSWOT分析
• 慣性閉じ込め核融合をグリッド電源として見た場合のSWOT分析
• 核融合および関連システムにおける材料・ハードウェアの技術と市場のロードマップ
• 22項目にわたる市場予測とグラフ (2025～2045年)

第2章 再生可能エネルギー、再構築された水素経済、他産業における核融合発電とその他のプラズマ工学

• 概要
• 水素経済：誤ったスタート、再構築、水素融合への期待
• 民間の核融合企業と政府：水素融合発電へ競って参入
• 核融合発電への大規模な政府投資
• 水素同位体の主な用途
• 通常の水素 (プロチウム) と他の燃料、重水素・三重水素との性質比較
• 水素：電化のパートナーであり、代替手段でもある
• 実際の核分裂発電システムと、計画中の核融合発電システムの比較
• 核融合によるグリッド電力供給の最速実現予測時期
• 重水素を用いたその他の融合およびプラズマ工学の用途

第3章 核融合の基礎と高付加価値材料の機会の具体例

• 概要
• 候補となる燃料、反応方式、炉の運転原理と設計
• 核融合発電における主要なマイルストーン、装置の小型化が進む理由、代表的な企業例
• 材料の機会の全体像：液体・固体・気体・プラズマ
• 核融合炉施設向けの鋼鉄およびその他の鉄系合金の配合と構造設計
• 水素タンク用の材料および化学的水素貯蔵材料
• 核融合バリューチェーンにおける膜材料と、関連機器の高度化レベル別の整理

第4章 磁場閉じ込め核融合発電：材料とハードウェアの機会

• 概要
• グリッド電源としての磁場閉じ込め核融合：SWOT分析
• 核融合発電のための磁場閉じ込め方式の形状設計
• プラズマ隣接する材料の機会
• 磁石技術の進展
• ヒートシンク／熱伝達・冷却材の技術革新
• 2025年時点のダイバータ材料研究と新しいITER設置機器
• プラズマ加熱システムおよびロボティクスの進展
• 核融合用電源システムと発電システム
• tokamakやZ-Pinchハードウェアの機会の例：JET、ITERなど
• 2025年のトロイダル型および関連する核融合発電ハードウェアの研究
• インサイドアウト型磁場閉じ込め

第5章 慣性閉じ込めと磁気慣性核融合発電：材料とハードウェアの可能性

• 概要
• グリッド電源としての慣性閉じ込め核融合：SWOT分析
• レーザー型慣性閉じ込め核融合のレーザー設計
• 融合ターゲットの機会 (燃料ペレットなど)
• Lawrence Livermore National Laboratories (LLNL) のNational Ignition Facility (NIF)
• 中国が先行している？ (国際的な競争の状況)
• その他の慣性閉じ込め核融合 (ICF) および 磁気慣性閉じ込め核融合 (MIF) の開発者たち

第6章 変化する投資の焦点、注目すべき企業・ハードウェア・材料

• 関心と投資の急増：どの技術がなぜ？
• 民間企業へへの投資
• 投資家の意向と取引：技術別
• 世界の取り組み
• 水素核融合発電装置の製造を競う民間核融合企業の分析
• 国別の有力核融合企業：各種のパフォーマンス基準と資金調達状況による評価
• 政府投資と民間投資における核融合発電の立地と技術の優位性
• 投資を誘致する重要な鍵となる材料とハードウェア
• 高付加価値材料が頻繁に言及されている例：人気と核融合での具体的な用途の紹介

第7章 核融合発電を超えた核融合技術における材料の可能性

• 概要
• 融合推進宇宙船のために提案された基本原理
• 静電慣性閉じ込め核融合の進展と2025年のターゲット用途
• 核融合およびその先を見据えた中性子源の研究
• ジャイロトロン技術のスピンオフ応用 (核融合以外の活用) ：地熱掘削など
• 高温超伝導体 (HTS) の核融合以外での利用可能性