A concept of a steady state tokamak fusion reactor based on the bootstrap current is presented. Operation at high poloidal beta (βp ≥ 2.0) and high q (4–5) with a relatively small limit on ∈βp (< 0.5) makes it possible to drive a bootstrap current constituting up to 70% of the total plasma current without exceeding the Troyon beta limit. The rest of the plasma current can be driven by the high energy neutral beam with an energy multiplication factor Q of 30. Energy confinement scaling laws predict that the reactor condition is attainable by increasing the major radius up to 9 m in such a high βp and high q plasma at a relatively low plasma current (12 MA) with a confinement enhancement factor of 2 compared with the L-mode scaling. This reactor has a reasonable size (Vp = 1500 m3) and fusion output power (2.5 GW) and is consistent with present knowledge regarding tokamak plasma physics, namely the Troyon limit, the energy confinement scalings, the bootstrap current and the current drive efficiency (neutral beam current drive with a total power of 70 MW and a beam energy of 1 MeV) with good prospects for the formation of a cold and dense divertor plasma.
ブートストラップ電流に基づく定常トカマク核融合炉の概念を提示する。高ポロイダルベータ（βp ≥ 2.0）および高q（4–5）での運転は、∈βp（< 0.5）に対する比較的小さな制限の下で、トロイオン・ベータ限界を超えることなく、全プラズマ電流の最大70%を占めるブートストラップ電流を駆動することを可能にする。残りのプラズマ電流は、エネルギー増倍率Q=30の高エネルギー中性粒子ビームによって駆動することができる。エネルギー閉じ込めスケーリング則は、このような高βp・高qプラズマにおいて、主半径を9mまで大きくし、比較的低いプラズマ電流（12 MA）で、Lモード・スケーリングと比較して閉じ込め改善係数2を達成することにより、炉心条件が達成可能であることを予測している。本炉は、合理的な大きさ（Vp = 1500 m3）と核融合出力（2.5 GW）を有し、トカマク・プラズマ物理学に関する現在の知見、すなわちトロイオン限界、エネルギー閉じ込めスケーリング、ブートストラップ電流、および電流駆動効率（全出力70 MW、ビーム・エネルギー1 MeVの中性粒子ビーム電流駆動）と整合的であり、低温・高密度のダイバータ・プラズマ形成の見通しも良好である。