In a recent paper [Nucl. Fusion 1976 16 31], Cohn, Parker, and Jassby discuss the interesting possibility of achieving ignition at low plasma temperatures (e ≃ i ≃ 6 keV, where e and i are the average electron and ion temperatures, respectively) in tokamaks operating inside the collisional regime (C = νeiA/ωbe > 0.1, where νei is the electron-ion collision frequency, ωbe is the electron bounce frequency, and A is the plasma column aspect ratio). Assuming that the linear scaling of the energy confinement time, τ, with density, n, which is observed in present-day devices, will remain valid in larger ones operating within the collisional regime, Cohn, Parker,and Jassby conclude that ignition at the above temperature is possible if the cross-section of the plasma column is elongated. The elongation is necessary to increase the poloidal flux which, in turn, allows higher values of the plasma density. However, their results are optimistic because the effects of the elongation on the MHD equilibrium and stability constraints are neglected. In this note, these effects are taken into account. The new values of the elongation which are needed for ignition in the proposed regime are so high that they are difficult to obtain in practice.
最近の論文[Nucl. Fusion 1976 16 31]において、Cohn、Parker、およびJassbyは、低いプラズマ温度(e ≃ i ≃ 6 keV、ここでeおよびiはそれぞれ平均電子温度および平均イオン温度)での点火を達成するという興味深い可能性について議論している。これは、衝突領域(C = νeiA/ωbe > 0.1、ここでνeiは電子-イオン衝突周波数、ωbeは電子バウンス周波数、Aはプラズマ柱のアスペクト比)内で動作するトカマクに関するものである。現在の装置で観測されているエネルギー閉じ込め時間τの密度nに対する線形スケーリングが、衝突領域内で動作するより大型の装置でも有効であると仮定し、Cohn、Parker、およびJassbyは、プラズマ柱の断面が細長い(伸長された)形状であれば、上記の温度での点火が可能であると結論している。伸長はポロイダル磁束を増加させるために必要であり、それによってプラズマ密度のより高い値が可能となる。しかしながら、彼らの結果は楽観的である。なぜなら、MHD平衡および安定性の制約に対する伸長の影響が考慮されていないからである。本ノートでは、これらの影響を考慮に入れる。提案された領域で点火に必要な伸長の新しい値は非常に高いため、実際に達成することは困難である。