One of the main features of a new generation of spherical tokamaks (ST) is a significant increase in the toroidal field. In this paper we mainly address the impact on confinement and fusion performance, but also briefly discuss the other issues in a high field ST. Detailed transport simulations have been performed to predict the performance of the compact high field spherical tokamak ST40. We show that high confinement regimes with collisional (neoclassical) transport can be expected, even with just ohmic heating. In an auxiliary heating regime, as low as 1 MW of absorbed heating power may result in a hot ion mode in the 10 keV range of temperatures. Issues connected with specific features of the high field ST are discussed, i.e. limitations of applicability of confinement scalings for prediction of performance. These limitations are general but are strongly exposed in high field STs. However, we show that if the performance achieved on other STs can be extended to ST40 conditions, up to 0.5 MW of fusion power can be expected in DT operations.
新型球状トカマク（ST）の主な特徴の一つは、トロイダル磁場の大幅な増加である。本論文では、主に閉じ込めと核融合性能への影響について論じるが、高磁場STにおけるその他の問題についても簡潔に考察する。コンパクト高磁場球状トカマクST40の性能を予測するために、詳細な輸送シミュレーションを実施した。オーミック加熱のみでも、衝突（新古典）輸送を伴う高閉じ込め regime が期待できることを示す。追加加熱 regime では、わずか1 MWの吸収加熱電力で、10 keV 台の高温イオンモードが生じる可能性がある。高磁場STに固有の特徴に関連する問題、すなわち性能予測のための閉じ込めスケーリング則の適用限界について考察する。これらの限界は一般的なものであるが、高磁場STにおいて顕著に現れる。しかしながら、他のSTで達成された性能がST40の条件に拡張できるならば、DT運転において最大0.5 MWの核融合出力が期待できることを示す。