熱核融合炉（Nuclear Fusion Reactor）は、軽元素、主に重水素やヘリウム3の原子核同士を高温・高圧下で融合させ、その際に放出される莫大なエネルギーを直接利用する動力機関である。従来の化学反応や核分裂反応とは異なり、核融合は放射性廃棄物の発生が少なく、理論上は安全性と持続性に優れる。この特性から、宇宙空間での長期稼働や高出力機器への応用に最適とされる。
宇宙世紀を描く『ガンダム』シリーズでは、この熱核融合炉がエネルギー源として標準的に用いられており、特に兵器や艦艇に搭載されたものは「ジェネレーター」という名称で言及されることが多い。
ミノフスキー・イヨネスコ型熱核融合炉の誕生
宇宙世紀における熱核融合炉技術は、宇宙世紀0047年にトレノフ・Y・ミノフスキー博士とイヨネスコ博士によって開発が開始された「ミノフスキー・イヨネスコ型融合炉（M&Y型）」を起点とする。この型式は宇宙世紀0070年代に実用化され、モビルスーツ（MS）、宇宙艦艇、大型航空機、潜水艦など多岐にわたる兵器・輸送機関に搭載されていった。
M&Y型の特徴は、ミノフスキー物理学を応用したIフィールドによる高温プラズマの安定封じ込めと、炉心内での高効率なエネルギー変換にある。核融合反応により発生したエネルギーは、炉心に形成された超結晶格子構造を通じて直接電力へと変換され、従来必要とされたタービンやボイラーといった大型機構を不要とする。結果として、核融合炉の小型化が飛躍的に進み、モビルスーツ内部への搭載が現実のものとなった。
技術構造：Iフィールドによる封じ込めとエネルギー変換
M&Y型融合炉の技術的中核は、Iフィールドと呼ばれる特殊な力場によるプラズマ封じ込めである。これはミノフスキー粒子の性質を応用した空間歪曲フィールドであり、プラズマの熱エネルギーと運動エネルギーを完全に閉じ込める。これにより、超高温状態での核融合反応を安定的に維持可能となる。
また、炉心内部に展開された超結晶格子構造は、核融合によって生じる荷電粒子の運動エネルギーを直接電力に変換する機能を持つ。これにより機械的変換ロスが大幅に低減され、全体として非常に高効率なエネルギー変換が可能となる。副次的に生成されるミノフスキー粒子は、通信妨害や索敵制限といった戦術的効果をもたらす一方で、機体間の近接戦闘の必要性を高めた。
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MS小型化と改良型融合炉の登場
宇宙世紀0100年代に入ると、MSの小型化と性能向上に応じて融合炉の設計にも改良が加えられる。とくに重要なのが、ヘリウム3と重水素をIフィールド・シリンダー内に高圧縮し、縮退直前の状態で貯蔵・制御し、必要に応じて炉心で直接縮退させる方式である。
この改良により、燃料タンクのコンパクト化が進む一方で、出力は従来型を凌駕し、ピーク出力の持続時間も延長された。加えて、炉の出力調整がきわめて柔軟になり、戦術的対応力が格段に向上した。こうした性能向上は、新世代MSの基本設計にも大きな影響を与えている。
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安全性と爆発リスク
熱核融合炉は原則として安全設計が施されており、通常の物理的衝撃では破壊されにくい。とくに炉心部は、機体の装甲以上の耐圧構造を採用しており、一般的な戦闘では損傷しない。MSの爆発の多くは、推進剤の誘爆や内蔵火器の弾薬によるものである。
ただし、稼働中の改良型融合炉が外的要因で破壊された場合、臨界状態の縮退燃料が暴走し、実質的な核爆発に至るリスクがある。このため、敵機の融合炉を意図的に攻撃する行為は禁忌とされることもある。
排熱と推力：熱核エンジンの応用
核融合炉は動作中に大量の熱エネルギーを発するため、その排熱処理は機体設計の重要課題である。排熱は母艦や整備施設による冷却補助のほか、機体自身に装備された冷却システムや放熱フィンによって行われる。モビルスーツにおいては、この排熱能力が行動時間と密接に関わっており、推進剤と並ぶ作戦行動上の制限要因となる。
また、排熱は推進剤の加熱にも転用され、熱核ロケットや熱核ジェットエンジンとして利用される。これにより、推力と推進効率の大幅な向上が可能となり、重力圏内外を問わず高機動性能を確保できる。
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非M&Y型融合炉とインフラ利用
軍事用途とは異なり、民生インフラや宇宙ステーションなどでは、大型で高出力な非M&Y型融合炉も使用されている。とくにスペースコロニーでは、太陽光発電と並んで熱核融合炉によるエネルギー供給が一般化しており、都市機能、気象制御、農業管理など、広範なシステムに動力を提供している。
機体搭載とは異なり、サイズや重量制限が緩やかなため、出力効率とメンテナンス性を重視した設計が可能となる。
燃料供給網：木星船団公社とヘリウム3
熱核融合炉に用いられる主燃料は、木星大気中から採取されるヘリウム3と、地球圏で比較的入手しやすい重水素である。特にヘリウム3は地球圏では産出量が乏しいため、木星圏において採取・精製・輸送を一貫して行う「木星船団公社」が設立され、宇宙世紀全体のエネルギーインフラを支える役割を担っている。
各サイドや地球圏主要施設にはヘリウム3の備蓄基地が建設され、軍民問わず安定した燃料供給体制が確立されている。これは、宇宙世紀の経済活動および軍事活動の持続性を保証する根幹インフラと位置づけられる。
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