The feasibility of re-fuelling a fusion reactor by injecting pellets of frozen hydrogen isotopes is reviewed. First a general look is taken of the dominant energy fluxes received by the pellet, the re-fuelling rate required and the relation between pellet size, injection speed and frequency. Current available theories of pellet ablation are then discussed. For a given penetration depth inside the reactor, the necessary pellet injection speed is examined in terms of the ablation theory adopted and the temperature and density profiles of the reactor plasma. The interaction between the injected pellet and the background plasma is described with reference to some of the avaialbe tokamak transport codes; its relation to the ignition requirement is mentioned. Various types of pellet sources and different approaches to injection are described and assessed. Past experimental efforts on pellet ablation are summarized and compared with theories. Subjects requiring further investigation are pointed out.
核融合炉へ冷凍水素同位体ペレットを注入して燃料補給する方式の実現可能性について概説する。まず、ペレットが受ける主要なエネルギー流束、必要とされる燃料補給率、ならびにペレット寸法・入射速度・入射周波数の関係について概観する。次に、現在利用可能なペレットのアブレーション理論について議論する。炉内の所定の侵入深さに対して、必要なペレット入射速度を、採用するアブレーション理論と炉心プラズマの温度・密度分布の観点から検討する。入射ペレットと背景プラズマの相互作用については、利用可能なトカマク輸送コードの一部を参照して説明し、その点火条件との関連性に言及する。各種のペレット源と異なる入射アプローチを説明・評価する。ペレットのアブレーションに関する過去の実験的取り組みを要約し、理論と比較する。さらなる調査が必要な課題を指摘する。