The spheromak, as a compact toroidal magnetic fusion device, offers substantial advantages as a fusion reactor concept over larger, more complicated, and more costly devices such as the tokamak. The very definite advantages associated with the simply closed geometry, minimized external coil requirements and the possibility of ohmic ignition in the spheromak, represent a substantial improvement over conventional magnetic fusion reactor designs. Furthermore, recent successes in improving confinement parameters (Te~400 eV, Ti~1 keV, ne~5*1014 cm-3, B~1 T) have renewed interest in advancing this concept to a proof of principle, reactor prototype stage. Herein, the initial work by Fowler et al. (Comments Plasma Phys. Control. Fusion 16 (1994) 91), indicating the possibility of ohmic ignition in spheromaks, is extended to a two fluid model that includes direct ion heating. Non-ohmic magnetic dissipation, contributing to direct ion heating, and confinement scaling are quantified through comparison with the latest results from the gun driven Compact Torus Experiment (CTX) spheromak (Phys. Fluids B 2 (1990) 1342). Excellent agreement is demonstrated between experimentally measured plasma parameters and our model predictions. Extrapolation to ignition experiments and reactor relevant conditions is discussed, indicating the possibility of reaching these conditions by gun driven ohmic heating alone and illustrating the merits of direct ion heating. Conservative to pessimistic confinement estimates are used throughout so as to ensure that the promise offered by this concept does not presume unrealizable improvements in energy containment
スフェロマックは、コンパクトなトロイダル磁気核融合装置として、トカマクのようなより大型で複雑かつ高コストな装置と比較して、核融合炉概念として大きな利点を提供する。単純な閉じた幾何学的形状、最小限の外部コイル要件、およびスフェロマックにおけるオーミック点火の可能性に関連する非常に明確な利点は、従来の磁気核融合炉設計に対する実質的な改善を表している。さらに、閉じ込めパラメータ（Te~400 eV、Ti~1 keV、ne~5*1014 cm-3、B~1 T）の改善における最近の成功により、この概念を原理実証、炉原型段階へと進展させることへの関心が再び高まっている。本論文では、スフェロマックにおけるオーミック点火の可能性を示したFowlerらによる初期の研究（Comments Plasma Phys. Control. Fusion 16 (1994) 91）を、直接イオン加熱を含む二流体モデルへと拡張する。非オーミック磁気散逸、直接イオン加熱への寄与、および閉じ込めスケーリングは、ガン駆動コンパクトトーラス実験（CTX）スフェロマック（Phys. Fluids B 2 (1990) 1342）の最新結果との比較を通じて定量化される。実験的に測定されたプラズマパラメータと我々のモデル予測との間には優れた一致が示される。点火実験および炉関連条件への外挿が議論され、ガン駆動オーミック加熱のみでこれらの条件に到達できる可能性が示され、直接イオン加熱の利点が実証される。エネルギー閉じ込めにおける非現実的な改善を前提としないことを保証するため、全体を通じて保守的から悲観的な閉じ込め推定が使用される。