We present the physics design and engineering architecture for a stochastic adaptive spheromak reactor designed for aneutronic proton–boron (p–11B) fusion. Building upon the unified statistical reconnection model, we utilize a stochastic-adaptive control strategy to force the plasma into a ‘Hard-Lock’ limit cycle. This regime exploits two non-equilibrium effects: (1) by moving beyond passive confinement, we describe a ‘Hard-Lock’ state where magnetic lattice formation suppresses turbulent transport losses according to a τE∝ B2, and (2) resonant alpha-dynamo recovery, where fusion products directly recharge the magnetic flux. Numerical simulations of the complete reactor cycle—including rigorous accounting for Bremsstrahlung, synchrotron radiation, and auxiliary housekeeping power—demonstrate a stable operating point with an ion temperature Ti≈600 keV, an electron temperature Te≈65 keV, and an engineering gain Qeng> 5. Using Langevin dynamics modified for the high inertia of boron ions, we show that a stochastic-adaptive controller, based on Wirtinger calculus, can synchronize these heating pulses to bypass the Bremsstrahlung power limit, providing a pathway to net-energy aneutronic fusion. We describe the required superconducting magnet systems, direct energy converters, and the triple-loop control architecture necessary to realize this regime.
本論文では、無中性子陽子–ホウ素（p–11B）核融合を目的とした、確率的適応スフェロマク炉の物理設計と工学的アーキテクチャを提示する。統一的統計的再結合モデルに基づき、確率的適応制御戦略を用いてプラズマを「ハードロック」リミットサイクルへと強制する。この領域は、次の2つの非平衡効果を利用する：（1）受動的閉じ込めを超えることにより、磁気格子形成が乱流輸送損失を抑制する「ハードロック」状態を記述する。ここではτE∝ B2が成り立つ。（2）共鳴アルファ–ダイナモ回復。ここでは核融合生成物が磁束を直接再充電する。完全な炉サイクルの数値シミュレーション—制動放射、シンクロトロン放射、および補助ハウスキーピング電力を厳密に計上—により、イオン温度Ti≈600 keV、電子温度Te≈65 keV、工学的利得Qeng> 5という安定動作点が実証される。ホウ素イオンの高慣性に対して修正されたランジェバン動力学を用いて、Wirtinger解析に基づく確率的適応制御器が、これらの加熱パルスを同期させて制動放射出力限界を回避できることを示し、正味エネルギー無中性子核融合への経路を提供する。この領域を実現するために必要な超伝導磁石システム、直接エネルギー変換器、および三重ループ制御アーキテクチャについて述べる。