Achieving steady-state plasma operation at high plasma temperatures is one of the important goals of worldwide magnetic fusion research. High temperatures of approximately 1–2 keV, and steady-state plasma sustainment operations have been reported. Recently the steady-state operation regime was greatly extended in the Large Helical Device (LHD). A high-temperature plasma was created and maintained for 54 min with 1.6 GJ in the 2005FY experimental programme. The three-dimensional heat-deposition profile of the LHD helical divertor was modified, and during long-pulse discharges it effectively dispersed the heat load using a magnetic axis swing technique developed at the LHD. A sweep of only 3 cm in the major radius of the magnetic axis position (less than 1% of the major radius of the LHD) was enough to disperse the divertor heat load. The steady-state plasma was heated and sustained mainly by hydrogen minority ion heating using ion cyclotron range of frequencies and partially by electron cyclotron of fundamental resonance frequency. By accumulating the small flux of charge-exchanged neutral particles during the long-pulse operation, a high energy ion tail which extended up to 1.6 MeV was observed. This is the first experimental evidence of high energetic ion confinement of MeV range in helical devices. The long-pulse operations lasted until a sudden increase in radiation loss occurred, presumably because of metal wall flakes dropping into the plasma. The sustained line-averaged electron density and temperature were approximately 0.8 × 1019 m−3 and 2 keV, respectively, at a 1.3 GJ discharge (#53776) and 0.4 × 1019 m−3 and 1 keV at a 1.6 GJ discharge (#66053). The average input power was 680 kW and 490 kW, and the plasma duration was 32 min and 54 min, respectively. These successful long operations show that the heliotron configuration has a high potential as a steady-state fusion reactor.
高温プラズマでの定常運転の実現は、世界の磁場閉じ込め核融合研究における重要な目標の一つである。約1～2 keVの高温と定常プラズマの維持運転が報告されている。最近、大型ヘリカル装置（LHD）において定常運転の領域が大幅に拡大された。2005年度の実験では、高温プラズマが1.6 GJのエネルギーで54分間生成・維持された。LHDのヘリカルダイバータにおける三次元熱堆積分布が改良され、LHDで開発された磁気軸掃引技術を用いることで、長時間パルス放電中に熱負荷を効果的に分散させることができた。LHDの主半径の1%未満に相当するわずか3 cmの磁気軸位置の掃引で、ダイバータへの熱負荷を分散させるのに十分であった。定常プラズマは主にイオンサイクロトロン周波数帯を用いた水素マイノリティイオン加熱によって加熱・維持され、一部は基本周波数の電子サイクロトロン加熱によって補完された。長時間運転中に電荷交換した高速中性粒子の小さなフラックスを蓄積することにより、1.6 MeVまで及ぶ高エネルギーイオンテールが観測された。これはヘリカル装置におけるMeV領域の高エネルギーイオン閉じ込めの初めての実験的証拠である。長時間パルス運転は、金属壁のフレークがプラズマに落下したことに起因すると考えられる放射損失の急増まで継続された。維持された線平均電子密度と温度は、1.3 GJ放電（#53776）ではそれぞれ約0.8 × 10¹⁹ m⁻³と2 keV、1.6 GJ放電（#66053）ではそれぞれ約0.4 × 10¹⁹ m⁻³と1 keVであった。平均入力電力はそれぞれ680 kWと490 kW、プラズマ持続時間はそれぞれ32分と54分であった。これらの成功した長時間運転は、ヘリオトロン配位が定常核融合炉として高い可能性を有することを示している。