The concept for a compact DEMO reactor named 'SlimCS' is presented. Distinctive features of the concept are low aspect ratio (A = 2.6) and use of a reduced-size centre solenoid (CS) which has the function of plasma shaping rather than poloidal flux supply. The reduced-size CS enables us to introduce a thin toroidal field coil system which contributes to reducing the weight and perhaps lessening the construction cost. Low-A has merits of vertical stability for high elongation (κ) and high normalized beta (βN), which leads to a high power density with reasonable physics requirements. This is because high κ facilitates high nGW (because of an increase in Ip), which allows efficient use of the capacity of high βN. From an engineering aspect, low-A may ensure ease in designing blanket modules robust to electromagnetic forces acting on disruptions. Thus, a superconducting low-A tokamak reactor such as SlimCS can be a promising DEMO concept with physics and engineering advantages.
コンパクトなDEMO炉概念「SlimCS」を提示する。この概念の特徴は、低アスペクト比(A = 2.6)と、ポロイダル磁束供給ではなくプラズマ形状制御を機能とする小型化された中心ソレノイド(CS)の採用である。小型化されたCSにより、薄型のトロイダル磁場コイルシステムの導入が可能となり、重量の低減、おそらくは建設コストの削減に寄与する。低Aは、高伸長度(κ)と高規格化ベータ(βN)に対する垂直安定性の利点を有し、合理的な物理要件のもとで高出力密度を実現する。これは、高κが(Ipの増加により)高nGWを促進し、高βNの能力を効率的に活用できるためである。工学的観点からは、低Aは、ディスラプション時に働く電磁力に対して頑健なブランケットモジュールの設計を容易にする可能性がある。したがって、SlimCSのような超伝導低Aトカマク炉は、物理的および工学的な利点を備えた有望なDEMO概念となり得る。