This book outlines the quest for fusion energy. It is presented in a form which is accessible to the interested layman, but which is precise and detailed for the specialist as well. The book contains 12 detailed chapters which cover the whole of the intended subject matter with copious illustrations and a balance between science and the scientific and political context. In addition, the book presents a useful glossary and a brief set of references for further non-specialist reading. Chapters 1 to 3 treat the underlying physics of nuclear energy and of the reactions in the sun and in the stars in considerable detail, including the creation of the matter in the universe. Chapter 4 presents the fusion reactions which can be harnessed on earth, and poses the fundamental problems of realising fusion energy as a source for our use, explaining the background to the Lawson criterion on the required quality of energy confinement, which 50 years later remains our fundamental milestone. Chapter 5 presents the basis for magnetic confinement, introducing some early attempts as well as some straightforward difficulties and treating linear and circular devices. The origins of the stellarator and of the tokamak are described. Chapter 6 is not essential to the mission of usefully harnessing fusion energy, but nonetheless explains to the layman the difference between fusion and fission in weapons, which should help the readers understand the differences as sources of peaceful energy as well, since this popular confusion remains a problem when proposing fusion with the `nuclear' label. Chapter 7 returns to energy sources with laser fusion, or inertial confinement fusion, which constitutes both military and civil research, depending on the country. The chapter provides a broad overview of the progress right up to today's hopes for fast ignition.The difficulty of harnessing fusion energy by magnetic or inertial confinement has created a breeding ground for what the authors call `false trails', since it is so tempting to produce a `backroom' solution to mankind's hunger for energy. Unfortunately, Chapter 8 can only regret that none of them has passed closer peer review.Chapters 9 and 10 concentrate on the `tokamak' concept for magnetic confinement, the basis for the JET and ITER projects, as well as for a wealth of smaller, national projects. The hopes and the disappointments are well and very frankly illustrated. The motivation for building a project of the size of ITER is made very clear. Present fusion research cannot forget that its mission is to develop an industrial reactor, not just a powerful research tool. Chapter 11 presents the major challenges between ITER and a reactor.Finally, Chapter 12 reminds us of why we need energy, why we do not have a credible solution at the mid-term (20 years) and why we have no solution in the longer term. The public awareness of this is growing, at last, even though the arguments were all on the table in the 1970's. This chapter therefore closes the book by bringing the reader back to earth rather suitably with the hard reality of energy needs and the absence of credible policies.This book has already received impressive approval among a wide range of people, since it so evidently succeeds in its goal to explain Fusion to many levels of reader. Gary McCracken and Peter Stott (one time editor of Plasma Physics and Controlled Fusion) both dedicated their careers to magnetic confinement fusion, mostly at Culham working on UKAEA projects and later on the JET project. They were both deeply involved with international collaborations and both were working abroad when they retired. The mixture between ideas, developments and people is most successfully developed. They clearly underline the importance of strong international collaboration on which this field depends. This open background is tangible in their recently published work, in which they have tried to communicate their love and understanding of this exciting field to the non-specialist. Their attempt has resulted in a remarkable success, filling a hole in the available literature. The format of this book, with boxed technical details, allows the casual reader to browse without being trapped by excessive detail, whereas the information is still there for the more assiduous reader. The only technical fault is the marring of the presentation by some unresolved production details in chapter 10.With the long-awaited decision to site ITER in Europe, there will inevitably be a strong demand for more information on fusion research for non-specialists, simply to understand what is behind this large project. This book fits the bill. It is written with technical accuracy but without resort to mathematics—a notably tricky target. The non-specialist wishing to find out about the field of fusion research, whether working as a journalist, administrator, secretary, politician, engineer or technician, will find a wealth of detail expressed in an accessible language. The specialist will be surprised by the precision of the text, and by the depth of the historical basis to this research. He will learn much, even if he is already familiar with the current state of art of fusion research. The younger researchers will find a clear history of their chosen field.The reviewer knows of no other book which has met this difficult goal with such ease, and strongly recommends it for the educated layman as well as for the ITER generation of younger physicists who did not live through the evolutionary period of fusion research, with its doubts, disappointments and successes.
本書は、核融合エネルギーへの探求の道筋を概説するものである。その内容は、関心を持つ一般読者にも理解しやすい形で提示されているが、専門家にとっても精密かつ詳細なものとなっている。本書は全12章から成り、意図された主題全体を網羅し、豊富な図版を交えながら、科学と、科学的・政治的文脈のバランスを巧みに取っている。さらに、役立つ用語集と、専門外の読者のためのさらなる参考文献リストも付されている。 第1章から第3章では、核エネルギーの基礎物理学と、太陽および恒星における核反応について詳細に論じ、宇宙における物質の生成にも触れている。第4章では、地球上で利用可能な核融合反応を提示し、エネルギー源としての核融合実現に伴う根本的な問題を提起する。その中で、現在もなお基本的な指標であり続けるローソン基準の背景が説明される。第5章では、磁場閉じ込めの基礎を提示し、初期の試みやいくつかの素直な困難を紹介しつつ、直線型および環状の装置について論じる。ステラレーターとトカマクの起源も記述されている。第6章は、核融合の実用化という使命にとって必須ではないが、専門外の読者に対して核融合と核分裂の違いを兵器の観点から解説しており、平和利用エネルギー源としての両者の違いを読者が理解する助けとなる。なぜなら、「核」という言葉を冠した核融合を提案する際、この一般的な混同がしばしば問題となるからである。第7章は、エネルギー源の話題に戻り、レーザー核融合、すなわち慣性閉じ込め核融合を取り上げる。これは、国によっては軍事研究と民生研究の両方の性格を持ち、高速点火に向けた現在の進展までの幅広い概要が示される。 磁場閉じ込めであれ慣性閉じ込めであれ、核融合エネルギーの実現が困難であることは、著者らが「偽りの道」と呼ぶものを生み出す温床となってきた。なぜなら、人類のエネルギーへの渇望に対する「裏技的」解決策を提示することは、あまりにも魅力的だからである。残念ながら、第8章では、それらの提案のいずれもが厳格な査読を通過するに至らなかったことを指摘せざるを得ない。 第9章と第10章は、磁場閉じ込めの「トカマク」概念に焦点を当て、JET計画やITER計画の基盤となったこと、また数多くの小規模な各国プロジェクトの基盤となったことを論じる。そこでは、期待と失望が、非常に率直に、かつ適切に描かれている。ITERほどの規模の装置を建設する動機は、明確に示されている。現在の核融合研究は、単なる強力な研究装置ではなく、産業用原子炉の開発がその使命であることを忘れてはならない。第11章では、ITERから実用炉に至るまでの主要な課題が提示される。 最後に、第12章は、なぜ我々にエネルギーが必要なのか、なぜ中期（20年）において信頼できる解決策が存在しないのか、そしてなぜ長期的な解決策もまだないのかを、読者に改めて認識させる。この問題に対する一般の認識は、ようやく高まりつつある。しかし、これらの論点はすべて、1970年代には既に議論の俎上に載っていたのである。この章は、読者を現実へと引き戻し、エネルギー需要の厳しい現実と、信頼できる政策の欠如を適切に示して、本書を締めくくる。 本書は、すでに幅広い読者から印象的な評価を得ている。なぜなら、核融合を多様なレベルの読者に解説するという目標を、見事に達成しているからである。著者のゲイリー・マクラッケンとピーター・ストット（ともに『プラズマ物理学と核融合研究』の元編集者）は、そのキャリアの多くを磁場閉じ込め核融合研究、特にカラム研究所におけるUKAEAプロジェクトと、その後のJETプロジェクトに捧げてきた。両名とも国際協力に深く関与し、退職後は海外で活動した。本書では、アイデア、発展、人物の織り交ぜ方が最も成功している。彼らは、この分野が依存する強力な国際協力の重要性を明確に強調している。この開かれた背景は、彼らの最近の著作にも明確に表れており、専門外の読者にこの刺激的な分野への愛情と理解を伝えようと努めている。その試みは、顕著な成功を収め、既存の文献における空白を埋めるものとなった。本書の構成は、技術的な詳細を囲み記事としてまとめることで、気軽な読者が過度な詳細に囚われることなく通読できる一方、より精読する読者のためには情報がきちんと提供されている。唯一の技術的な難点は、第10章におけるいくつかの未解決の制作上の詳細が、全体の提示を損なっている点である。 ITERの欧州設置が待望の決定を見た今、この大型計画の背後にあるものを理解したいと願う専門外の読者からの、核融合研究に関するより多くの情報への需要が必然的に高まるだろう。本書は、まさにその需要に応えるものである。数学的な記述に頼ることなく、技術的に正確に書かれており、これは特筆すべき難しさである。ジャーナリスト、管理者、秘書、政治家、技術者など、専門外でありながら核融合研究の分野について知りたいと願う読者は、本書に、わかりやすい言葉で表現された豊富な詳細を見出すであろう。一方、専門家は、その記述の正確さと、この研究の歴史的基盤への深い洞察に驚かされるだろう。たとえ現在の核融合研究の最先端を熟知している専門家であっても、本書から多くを学ぶことができる。そして、若い研究者たちは、自らの選んだ分野の明確な歴史を本書に見出すであろう。 本書評者は、この困難な目標をこれほど容易に達成した他の書籍を知らない。本書は、教育を受けた一般読者だけでなく、核融合研究の進化の時期を、その疑念、失望、そして成功とともに経験しなかったITER世代の若い物理学者たちにも、強く推奨される。