The paper describes the conceptual design of a small-scale experiment within the fusion neutron source project ALIANCE (Axisymmetric LInear Advanced Neutron sourCE). The experimental machine is an axially symmetric magnetic plasma trap with a high mirror ratio, which focuses on the physical and engineering problems of mirror-based gasdynamic neutron sources. The specific research topics covered include the magnetohydrodynamic (MHD) stability of plasmas with high mirror ratios, the operation of the electrodes used for plasma stabilization, and problems related to particle and energy transport. ALIANCE-T features superconducting mirror solenoids that enable it to reach mirror ratios of ∼100 and a helicon plasma source with a power of up to 25 kW installed directly in the confinement zone between the mirrors. The expected plasma parameters are estimated using a simple analytical model, which takes into account gasdynamic axial plasma losses, cross-field transport, and the interaction of the plasma with neutral gas. It is projected that the machine will simultaneously achieve a plasma density >1013 cm−3 and a temperature >10 eV in a continuous discharge lasting for 1–8 h. This paper gives a detailed description of the key machine subsystems and introduces the analytical model used for calculation of the plasma parameters.
本論文は、核融合中性子源プロジェクトALIANCE（Axisymmetric LInear Advanced Neutron sourCE）における小規模実験装置の概念設計について述べる。本実験装置は、高ミラー比を有する軸対称磁気プラズマトラップであり、ミラー型ガス力学中性子源に関する物理的・工学的諸問題に焦点を当てている。対象とする具体的な研究課題には、高ミラー比プラズマの電磁流体力学（MHD）安定性、プラズマ安定化に用いる電極の動作、ならびに粒子・エネルギー輸送に関連する問題が含まれる。ALIANCE-Tは、超伝導ミラーソレノイドを備え、約100のミラー比を達成可能であり、ミラー間の閉じ込め領域に最大25kWのヘリコンプラズマ源を直接設置している。期待されるプラズマパラメータは、ガス動力的な軸方向プラズマ損失、横断磁場輸送、およびプラズマと中性ガスとの相互作用を考慮した単純な解析モデルを用いて評価される。本装置は、1〜8時間の連続放電において、プラズマ密度>10¹³cm⁻³と温度>10eVを同時に達成すると予測されている。本論文では、主要な装置サブシステムの詳細な説明とともに、プラズマパラメータの計算に用いた解析モデルを紹介する。