Fusion research has focused on the goal of a fusion power source that utilizes deuterium–tritium (D–T) because the reaction rate is relatively large. Fusion reactors based on the deuterium–deuterium (D–D) reaction, however, might be superior to D–T based reactors insofar as they minimize the power produced in neutrons and do not require the breeding of tritium. We explore an alternative D–D based fuel cycle and show that a levitated dipole may be uniquely suited for this application. We find that a dipole based D–D power source can potentially provide a substantially better utilization of magnetic field energy with a mass power density comparable with a D–T based tokamak power source.
核融合研究は、反応率が比較的大きいため、重水素-トリチウム（D–T）を利用する核融合動力源の実現を目標としてきた。しかしながら、重水素-重水素（D–D）反応に基づく核融合炉は、中性子として生成される出力が最小限であり、トリチウムの増殖を必要としないという点で、D–Tベースの核融合炉よりも優れている可能性がある。我々は、代替となるD–Dベースの燃料サイクルを探求し、浮遊ダイポールがこの用途に独自に適している可能性があることを示す。ダイポールベースのD–D動力源は、D–Tベースのトカマク動力源に匹敵する質量出力密度を有しながら、磁場エネルギーの利用において大幅に優れた効率を実現できる可能性があることを見いだした。