The possibility of a high-performance/low-cost fusion reactor concept which can simultaneously satisfy (1) high beta, (2) high bootstrap fractio (self-sustaining) and (3) high confinement is discussed. In CDX-U, a tokamak configuration was created and sustained solely by internally generated bootstrap currents, in which a 'seed' current is created through a nonclassical current diffusion process. Recent theoretical studies of MHD stability limits in spherical tori [e.g. the National Spherical Torus Experiment (NSTX)] produced a promising regime with stable beta of 45% and bootstrap current fraction of . Since the bootstrap current is generated by the pressure gradient, to satisfy the needed current profile for MHD stable high beta regimes, it is essential to develop a means to control the pressure profile. It is suggested that the most efficient approach for pressure profile control is through the creation of transport barriers (localized regions of low plasma transport) in the plasma. As a tool for creating the core transport barrier, poloidal-sheared-flow generation by ion Bernstein waves (IBW) near the wave absorption region appears to be promising. In PBX-M, application of IBW power produced a high-quality internal transport barrier where the ion energy and particle transport became neoclassical in the barrier region. The observation is consistent with the IBW-induced-poloidal-sheared-flow model. An experiment is planned on TFTR to demonstrate this concept with D - T reactor-grade plasmas. For edge transport control, a method based on electron ripple injection (ERI), driven by electron cyclotron heating (ECH), is being developed on CDX-U. It is estimated that both the IBW and ERI methods can create a transport barrier in reactor-grade plasmas (e.g. ITER) with a relatively small amount of power .
高効率・低コストの核融合炉概念の可能性について、以下の3つの条件を同時に満たすものとして議論する:(1)高ベータ、(2)高ブートストラップ電流分率(自己維持)、(3)高閉じ込め。CDX-Uでは、トカマク配位が内部生成されたブートストラップ電流のみによって生成・維持され、その際「シード」電流は非古典的電流拡散過程によって生成された。球状トーラス[例えば、国立球状トーラス実験(NSTX)]におけるMHD安定性限界に関する最近の理論研究は、ベータ値45%、ブートストラップ電流分率[ ]という有望な領域を示した。ブートストラップ電流は圧力勾配によって生成されるため、MHD安定な高ベータ領域を満たすために必要な電流分布を実現するには、圧力分布を制御する手段が不可欠である。圧力分布制御の最も効率的な方法は、プラズマ内に輸送障壁(低輸送の局所領域)を形成することであると考えられる。コア輸送障壁を形成する手段として、イオン・バーンシュタイン波(IBW)によるポロイダル・シア流の生成が、波動吸収領域近傍で有望である。PBX-Mでは、IBWパワーを印加することにより高品質の内部輸送障壁が生成され、障壁領域内でイオンエネルギー輸送および粒子輸送が新古典理論値まで低減した。この観測結果は、IBW誘起ポロイダル・シア流モデルと整合的である。D-T炉心プラズマでの実証実験がTFTRで計画されている。周辺輸送障壁の制御に関しては、電子サイクロトロン加熱(ECH)による電子リップル注入(ERI)法がCDX-Uで開発中である。IBWおよびERIの両手法は、比較的小さな投入パワーで炉心プラズマ(例えばITER)に輸送障壁を形成できると推定される。