The Field Reversed Configuration (FRC) is a highly diamagnetic plasma confinement device used in nuclear fusion research. FRC’s exhibit an internal region of weak magnetic field with ideal conditions to reach the high temperature required to burn high Z aneutronic fuels, such as proton-boron 11 (pB11), with low synchrotron radiation losses. Improving the stability and thermal properties of a high-density fusion machine based on the FRC concept requires its plasma size to be maximized and accommodated to a long confinement vessel, but this comes at a cost. The external field required to elongate the plasma results in an axially unstable behavior that demands active feedback control. Here we show how the Norm device—an FRC fusion research facility built and operated by TAE Technologies, Inc.—uses external magnetic coil actuators to modify the plasma shape and actively stabilize the position of a long plasma while sculpting its shape in real-time. This represents a major breakthrough in fusion science and technology. The FRC, once believed to be able to operate only in pulse mode, can now be controlled and operated continuously in steady state, as required for a high-power density fusion plasma core.
フィールドリバースドコンフィギュレーション（FRC）は、核融合研究において使用される高反磁性プラズマ閉じ込め装置である。FRCは、陽子-ホウ素11（pB11）のような高Zアニュートロン燃料を、低いシンクロトロン放射損失で燃焼させるために必要な高温に到達するための理想的な条件を備えた、弱磁場の内部領域を示す。FRC概念に基づく高密度核融合装置の安定性と熱特性を改善するには、そのプラズマサイズを最大化し、長い閉じ込め容器に適合させることが必要であるが、これには代償が伴う。プラズマを引き伸ばすために必要な外部磁場は、能動的フィードバック制御を必要とする軸方向の不安定挙動を引き起こす。ここでは、TAE Technologies, Inc. によって建設・運営されているFRC核融合研究施設であるNorm装置が、外部磁気コイルアクチュエータを用いてプラズマ形状を変更し、長尺プラズマの位置を能動的に安定化させると同時に、その形状をリアルタイムで成形する方法を示す。これは核融合科学と技術における主要な進歩を表す。かつてはパルスモードでのみ動作可能と考えられていたFRCは、高パワー密度核融合プラズマコアに必要なように、現在では定常状態で連続的に制御・運転することができる。