A zero-dimensional analysis based on available scaling laws for the global energy confinement time of tokamak plasmas is presented, in order to consistently compute the fusion power as a function of the plasma density and of the plasma size. It is shown that the fusion power is a very sensitive function of the dependence of the confinement time on the plasma density. Considering recent expressions for the density limit in tokamaks, for which reactor operation could reach significantly higher densities than those predicted by the regularly applied Greenwald density limit, the implications on the possibility of reducing the size of a reactor plasma by increasing the plasma density are explored, also when heat exhaust requirements are taken into account. Completely different projections are obtained depending on which scaling law for the energy confinement time is adopted among those which have been derived from the ITPA global confinement database. Finally a set of considerations is presented on the possible origin of the different density exponents in the global confinement scaling laws.
トカマクプラズマの全球エネルギー閉じ込め時間に関する利用可能なスケーリング則に基づくゼロ次元解析を提示し、プラズマ密度およびプラズマサイズの関数として核融合出力を整合的に計算する。核融合出力は、閉じ込め時間のプラズマ密度への依存性の非常に敏感な関数であることが示される。トカマクにおける密度限界に関する最近の表現を考慮すると、そこでは炉心運転が通常適用されるグリーンワルド密度限界によって予測されるものよりも有意に高い密度に到達し得るが、熱排気要件を考慮した場合も含めて、プラズマ密度を増加させることによって炉心プラズマのサイズを縮小する可能性への影響を探る。ITPA全球閉じ込めデータベースから導出されたエネルギー閉じ込め時間のスケーリング則のうちどれを採用するかに応じて、完全に異なる予測が得られる。最後に、全球閉じ込めスケーリング則における異なる密度指数の可能な起源に関する一連の考察を提示する。