AbstractPreliminary key issues for a synchrotron radiation-enhanced compact fusion advanced Brayton (CFAB) cycle fusion reactor similar to the CFAR (compact fusion advanced Rankine) cycle reactor are presented. These include plasma operation windows as a function of the first wall reflectivity and related issues, to estimate an allowance for deterioration of the first wall reflectivity due to dpa effects. It was found theoretically that first wall reflectivities down to 0.8 are still adequate for operation at an energy confinement scaling of 3 times Kaye-Goldston. Measurements of the graphite first wall reflectivities at Nagoya University indicate excellent reflectivities in excess of 90% for CC-312, PCC-2S, and PD-330S in the submillimeter regime, even at high temperatures in excess of 1000 K. Some engineering issues inherent to the CFAB cycle are also discussed briefly in comparison with the CFAR cycle which uses hazardous limited-resource materials but is capable of using mercury as coolant for high heat removal. The CFAB cycle using helium coolant is found to achieve higher net plant conversion efficiencies in excess 60% using a non-equilibrium magnetohydrodynamic disk generator in the moderate pressure range, even at the cost of a relatively large pumping power, and at the penalty of high temperature materials, although excellent heat removal characteristics in the moderate pressure range need to be guaranteed in the future.
CFAB（コンパクト核融合先進ブレイトン）サイクル核融合炉に類似した、CFAR（コンパクト核融合先進ランキン）サイクル核融合炉のための放射光増強に関する予備的重要課題を提示する。これには、第一壁反射率の関数としてのプラズマ運転窓、およびdpa効果による第一壁反射率の劣化許容度の評価に関連する課題が含まれる。理論的には、第一壁反射率が0.8まで低下しても、閉じ込めスケーリングがKaye-Goldston式の3倍の運転条件において依然として十分であることが見出された。名古屋大学における黒鉛第一壁反射率の測定では、CC-312、PCC-2S、PD-330Sについてサブミリ波領域で90%を超える優れた反射率が示され、1000 Kを超える高温でもその性能が維持された。CFABサイクルに固有のいくつかの工学的課題についても、危険な有限資源材料を使用するが水銀を冷却材として高熱除去が可能なCFARサイクルと比較して簡潔に考察する。ヘリウムを冷却材として使用するCFABサイクルは、中程度の圧力範囲で非平衡磁気流体ディスク発電機を用いることにより、比較的大きなポンプ動力と高温材料に関するペナルティを犠牲にしつつも、60%を超える高い正味発電効率を達成できることが見出された。ただし、中程度の圧力範囲における優れた熱除去特性は、将来において保証される必要がある。