The steady-state operation of magnetically confined fusion plasmas is considered as one of the 'grand challenges' of future decades, if not the ultimate goal of the research and development activities towards a new source of energy. Reaching such a goal requires the high-level integration of both science and technology aspects of magnetic fusion into self-consistent plasma regimes in fusion-grade devices.On the physics side, the first constraint addresses the magnetic confinement itself which must be made persistent. This means to either rely on intrinsically steady-state configurations, like the stellarator one, or turn the inductively driven tokamak configuration into a fully non-inductive one, through a mix of additional current sources. The low efficiency of the external current drive methods and the necessity to minimize the re-circulating power claim for a current mix strongly weighted by the internal 'pressure driven' bootstrap current, itself strongly sensitive to the heat and particle transport properties of the plasma. A virtuous circle may form as the heat and particle transport properties are themselves sensitive to the current profile conditions. Note that several other factors, e.g. plasma rotation profile, magneto-hydro-dynamics activity, also influence the equilibrium state.In the present tokamak devices, several examples of such 'advanced tokamak' physics research demonstrate the feasibility of steady-state regimes, though with a number of open questions still under investigation. The modelling activity also progresses quite fast in this domain and supports understanding and extrapolation.This high level of physics sophistication of the plasma scenario however needs to be combined with steady-state technological constraints. The technology constraints for steady-state operation are basically twofold: the specific technologies required to reach the steady-state plasma conditions and the generic technologies linked to the long pulse operation of a fusion device. The first includes specific additional heating and current drive methods (through externally launched radio-frequency waves or energetic atoms), fuelling and pumping methods, dedicated plasma diagnostics as well as software technologies required for mandatory real time control loops, involving such actuators and sensors. The second class of technologies, generic to any magnetic fusion device, includes the superconducting magnet technologies, in order to provide a stationary confinement magnetic field, the actively cooled plasma facing components (PFCs) handling either radiated or convected power fluxes (often in excess of several tens of MW m−2), dedicated diagnostics monitoring the interfaces (e.g. infrared survey of PFCs), etc. The detailed specifications of all elements must comply with a reactor-relevant environment, in terms of operational parameters as well as lifetime.The paper presents a summary of the present status and understanding of the technology and science of steady-state operation in magnetically confined plasmas, as well as the forthcoming work programme dedicated to the vast R&D programme undertaken in this domain, in particular within the European fusion framework.
磁気閉じ込め核融合プラズマの定常運転は、将来数十年における「グランドチャレンジ」の一つ、いや、新たなエネルギー源に向けた研究開発活動の究極の目標であると考えられている。このような目標の達成には、磁気閉じ込め核融合の物理と技術の両側面を、核融合グレードのプラズマにおける自己無撞着な定常状態へと高度に統合することが必要である。物理側面における第一の制約は、磁気閉じ込めそのものが定常的でなければならないという点である。これは、本質的に定常状態である恒星器（ステラレーター）配位に依存するか、あるいは追加の電流駆動源を組み合わせることで、トカマク配位を完全非誘導定常運転へと転換することによって達成される。外部電流駆動法の効率の低さと、循環電力の最小化の要求から、電流の構成は、プラズマの熱・粒子輸送特性に強く依存する内部の「圧力駆動」ブートストラップ電流が大きな割合を占めることが望ましい。ここに、輸送特性が電流分布に依存し、電流分布が輸送特性に依存するという好循環が生じ得る。さらに、プラズマ回転や磁気流体力学（MHD）活動などの他の要因も平衡状態に影響を及ぼすことに留意すべきである。現在のトカマク装置における「先進トカマク」物理研究は、定常運転の実現可能性を実証しているが、未解明の課題も残されている。この分野のモデリング活動は急速に進展しており、物理的理解の深化と将来装置への外挿を支えている。しかしながら、このような高度な物理シナリオは、定常運転に関わる工学的制約とも両立させなければならない。定常運転のための技術的課題は、大きく二つに分類できる。すなわち、定常プラズマ状態の達成に固有の技術（外部からの高周波波や高エネルギー粒子ビームを用いた追加加热・電流駆動、燃料供給・排気、専用のプラズマ計測、および必須のリアルタイム制御ループに必要なアクチュエータとセンサーを支えるソフトウェア技術）と、あらゆる磁気閉じ込め核融合装置に共通する汎用技術（定常磁場を提供する超伝導磁石技術、数MW m⁻²を超える熱流束に耐える水冷プラズマ対向機器（PFC）、およびPFCの赤外線サーベイなどの専用監視計測）である。これら全ての要素の詳細な仕様は、運転パラメータと寿命の両面において、炉心級の環境に適合しなければならない。本論文は、磁気閉じ込めプラズマの定常運転に関する科学と技術の現状と理解を概説し、特に欧州核融合研究フレームワーク内で実施されている大規模な研究開発プログラムに焦点を当て、今後の作業計画について述べるものである。