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New York General Group, Inc.（本社：米国、以下「当社」）は、トカマク型核融合炉向け技術 「適応型エッジ局在3D磁場制御システム」に関し、特許を取得したことをお知らせいたします。 |
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本特許は、特願2025-057034に基づき登録された特許7773161であり、出願人はNew York General Group, Inc.、発明者は村上 由宇です。 |
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本発明は、核融合炉の実用化における主要課題である エッジ局在モード（ELM）の抑制、コアプラズマの安定性維持、プラズマ回転制御、レジーム遷移管理、核融合出力の精密制御、不純物制御、プラズマ-壁相互作用の最適化を、3D磁場の実時間制御によって統合的に実現することを目指す技術です。 |
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特許取得の背景 |
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トカマク型核融合炉では、高温プラズマを安定的に閉じ込めるために高度な磁場制御が必要です。なかでも、ELMや磁気島の形成、誤差磁場の影響、不純物蓄積、ダイバータへの局所熱負荷などは、長時間運転や経済性、安全性に大きな影響を与える重要課題です。 |
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従来の共鳴磁場摂動（RMP）や誤差磁場補正（EFC）では、エッジ制御とコア安定性の両立、ならびにプラズマ運転レジームの滑らかな遷移を同時に実現することが困難でした。 |
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当社は、独自のCategorical AIを基盤に、物理モデル、機械学習、最適化計算、リアルタイム診断を統合した制御システムの研究開発を進めており、このたび、その成果の一つとして本特許を取得しました。 |
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特許技術の概要 |
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本特許に係るシステムは、以下の主要コンポーネントで構成されます。 |
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- リアルタイムプラズマ状態モニタリングシステム |
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- 3D磁場応答予測モデル |
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- 柔軟な3Dコイルシステム |
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- 適応制御アルゴリズム |
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- プラズマレジーム遷移管理システム |
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- 統合制御インターフェース |
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- 高精度磁気診断システム |
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- 核融合出力制御システム |
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- プラズマ不純物制御システム |
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- プラズマ-壁相互作用最適化システム |
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これらを連携させることで、プラズマ状態に応じて最適な3D磁場配位を動的に生成し、以下を同時に実現することを目指します。 |
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- ELMの効果的な抑制 |
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- コアプラズマの安定性維持 |
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- プラズマ回転プロファイルの最適制御 |
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- エッジ輸送障壁の動的調整 |
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- 異なるプラズマレジーム間のスムーズな遷移 |
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- 誤差磁場の影響の最小化と活用 |
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- 核融合出力の安定化と精密制御 |
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- 不純物制御と排気効率の向上 |
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- プラズマ-壁相互作用の最適化 |
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本技術の特徴は、低次のRMPを用いながらコアへの悪影響を抑えつつ、エッジ局在モードの高効率抑制を図る点、および 核融合出力・不純物・壁熱負荷まで含めた統合制御にあります。 |
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技術的な特長 |
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本特許技術では、プラズマ状態をリアルタイムで把握する多数の診断系と、高速データ収集・予測・最適化機構を組み合わせています。さらに、適応制御アルゴリズムとして、 |
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- モデル予測制御 |
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- 深層強化学習 |
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- ファジィ-ニューラル制御 |
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- ロバスト適応制御 |
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を統合したハイブリッド方式を採用しています。 |
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また、3D磁場応答予測では、物理ベースの拡張MHDモデルと機械学習アルゴリズムを組み合わせ、短時間スケールから長時間スケールまでのプラズマ挙動を考慮した最適化を実施します。 |
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これにより、従来はトレードオフになりやすかった、ELM抑制、高ベータ値維持、閉じ込め改善、出力安定化、壁負荷低減の同時達成を目指します。 |
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シミュレーションで確認された主な結果 |
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当社技術資料では、Categorical AIを用いたモンテカルロシミュレーションにより、本システムの有効性が示されています。従来の2D磁場制御システムとの比較では、以下の結果が報告されています。 |
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主な比較結果 |
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- ELM抑制率 |
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新システム：99.82 ± 0.05% |
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従来システム：85.3 ± 2.5% |
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- 平均規格化ベータ値 (beta N) |
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新システム：4.82 ± 0.15 |
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従来システム：3.51 ± 0.38 |
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- 平均エネルギー閉じ込め時間 (tau E) |
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新システム：4.73 ± 0.22秒 |
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従来システム：3.24 ± 0.47秒 |
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- 核融合出力の変動係数 |
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新システム：0.015 ± 0.002 |
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従来システム：0.089 ± 0.012 |
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- 中性子壁負荷の均一性（トロイダル方向変動係数） |
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新システム：0.05 ± 0.01 |
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従来システム：0.18 ± 0.03 |
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- 不純物蓄積率 |
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タングステン・ベリリウムともに、従来方式比で大幅低減 |
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さらに資料では、完全非誘導電流駆動のELM抑制Hモードにおいて、 |
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beta N = 5.0、tau E = 5秒、ブートストラップ電流比80%、核融合出力1 GW の高性能状態を 10時間以上安定維持できる可能性 が示されています。 |
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今後の展開 |
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当社は今後、本特許技術を基盤として、核融合分野における以下の取り組みを推進してまいります。 |
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- 核融合炉向け制御システムの高度化 |
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- Categorical AIを活用したシミュレーション基盤の拡充 |
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- 関連技術の知財強化 |
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- 研究機関・事業会社との共同研究および将来的な実装検討 |
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- 他の磁場閉じ込め方式への応用展開 |
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当社は、AIと先端科学の融合を通じて、持続可能なエネルギー技術の実現に向けた研究開発を進めてまいります。 |
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コメント |
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New York General Group コメント |
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「今回の特許取得は、トカマク型核融合炉の安定運転と高性能化に向けた重要な前進であると考えています。ELM抑制、出力安定化、不純物制御、壁相互作用最適化を統合的に扱う本技術は、核融合エネルギーの実用化を支える中核技術の一つになり得ます。当社は今後も、Categorical AIを活用しながら、核融合を含む先端科学分野の研究開発を一層加速してまいります。」 |
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特許概要 |
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- 発明の名称：トカマク型核融合炉用適応型エッジ局在3D磁場制御システム |
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- 特許番号：特許7773161 |
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- 出願番号：特願2025-057034 |
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- 出願人：New York General Group, Inc. |
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- 発明者：村上 由宇 |
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■会社概要 |
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New York General Group, Inc. |
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代表者：村上 由宇 |
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事業内容： |
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・人工知能に関する研究開発 |
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・半導体に関する研究開発 |
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・ロボティクスに関する研究開発 |
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・量子コンピューティングに関する研究開発 |
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・エネルギーに関する研究開発 |
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・航空宇宙に関する研究開発 |
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・バイオテクノロジー、化学、医薬/ライフサイエンスに関する研究開発 |
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・投資銀行業務、ファンド業務、資産管理業務 |
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・その他科学技術に関する研究開発 |
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主な研究開発成果： |
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・人工知能：高次元微分演算子を計算するための確率的テンソル縮約ネットワーク（特許7734902） |
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・半導体：温度制御型エネルギー増幅機能を有する二次元/三次元ハイブリッド半導体構造及びその応用（特許7733347） |
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・量子コンピューティング：動的再構成による相関復号量子コンピュータ（特許7749274） |
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・バイオテクノロジー：特定の疾患や細胞環境に合わせた有望な医薬品候補分子を生成するための新しい人工知能システム（特許7765795） |
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・核融合：トカマク型核融合炉用適応型エッジ局在3D磁場制御システム（特許7773161） |
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・宇宙開発：ハイブリッド変換器-マンバアーキテクチャを用いた高効率長文脈処理衛星システム（特願 |
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2025-067325） |
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・金融工学：階層的集約を用いた金融市場予測のためのマルチモーダルシステム及び方法（特許7812531） |
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資本金：15億5,000万円（2026年1月） |
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創立：2021年4月 |
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所在地（本社）：1013 Centre Rd. Suite 403-A Wilmington DE U.S. 19805, New Castle |
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登録・届出： |
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・外国会社 管理番号 4800-03-001744 |
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・適格機関投資家（金融商品取引法第2条3項1号） |
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