One of the key issues in the design of LHD-type heliotron reactors is to secure sufficient blanket spaces. In this respect, helical pitch parameter γ is quite important because it significantly affects both the coil and plasma shapes. For a quantitative understanding of the effect of helical pitch parameter on a design window, a system design code for LHD-type heliotron reactors HELIOSCOPE (HELIOtron System design COde for reactor Performance Evaluation) is developed and parametric scans are carried out with three cases of γ = 1.15, 1.20 and 1.25. It became clear that design windows of heliotron reactors depend significantly on the engineering constraints: the stored magnetic energy of the coil system, the inboard minimum blanket space and the averaged neutron wall load. In the case of a fusion power of 3 GW, γ = 1.20 is optimum for relaxing physics requirements. But γ = 1.15 is also a possible selection if a lower fusion power or a higher neutron wall load is accepted. Since design windows are quite sensitive to the engineering constraints and physics conditions, a further detailed study on design feasibility of advanced engineering components and the effect of γ on the physics conditions is expected to optimize the value of γ.
LHD型ヘリオトロン炉の設計における重要な課題の一つは、十分なブランケット空間を確保することである。この点に関して、ヘリカルピッチパラメータγは、コイル形状とプラズマ形状の両方に大きく影響するため、非常に重要である。設計ウィンドウに対するヘリカルピッチパラメータの影響を定量的に理解するために、LHD型ヘリオトロン炉のためのシステム設計コードHELIOSCOPE（HELIOtron System design COde for reactor Performance Evaluation）を開発し、γ = 1.15、1.20、1.25の3つのケースでパラメトリックスキャンを実施した。ヘリオトロン炉の設計ウィンドウは、工学的制約、すなわちコイルシステムの蓄積磁気エネルギー、内側最小ブランケット空間、および平均中性子壁負荷に大きく依存することが明らかになった。核融合出力が3 GWの場合、物理要件を緩和するにはγ = 1.20が最適である。しかし、より低い核融合出力またはより高い中性子壁負荷が許容されるのであれば、γ = 1.15も選択肢となり得る。設計ウィンドウは工学的制約と物理条件に非常に敏感であるため、先進的な工学的構成要素の設計実現性と物理条件に対するγの影響に関するさらなる詳細な研究により、γの値を最適化することが期待される。