In 1996, when the danger of sideways forces was first recognised, the operational window of the JET tokamak was significantly restricted. Limits were placed on the maximum magnetic field and plasma current to prevent excessive stresses on the vacuum vessel. Despite three decades of research, predictions for the sideways force on the ITER wall remain highly uncertain, ranging from 2 to 60 MN with the upper estimate exceeding the design value of 48 MN, which would result in operational restrictions (operation with potentially affecting ITER’s ultimate fusion performance). To address this issue, the ITPA community launched the dedicated joint experiment MDC-25 in 2018. While substantial progress has been made, recent findings highlight the need for complementary studies on a specialised linear device to investigate plasma–wall currents, key contributors to sideways forces. Here, we propose the first linear device specifically designed to investigate plasma–wall interactions in the presence of kink modes, with the aim of resolving uncertainties related to plasma–wall currents and associated sideways forces. It is expected that the findings obtained with the new device will guide the design of vacuum vessels and plasma facing components for future tokamaks.
1996年、横方向力の危険性が初めて認識されたとき、JETトカマクの運転ウィンドウは大幅に制限された。真空容器に過大な応力がかかるのを防ぐため、最大磁場とプラズマ電流に制限が課された。30年にわたる研究にもかかわらず、ITERの壁に作用する横方向力の予測は依然として非常に不確実であり、2 MNから60 MNの範囲に及び、上限推定値は設計値である48 MNを超えている。これは運転制限(ITERの最終的な核融合性能に影響を与える可能性のある運転)をもたらすことになる。この問題に対処するため、ITPAコミュニティは2018年に専用の共同実験MDC-25を開始した。 substantialな進展があったものの、最近の知見は、横方向力の主要な要因であるプラズマ・壁電流を調査するための専門的な線形装置による補完的研究の必要性を強調している。ここでは、キンクモードの存在下でのプラズマ・壁相互作用を調査するために特別に設計された最初の線形装置を提案し、プラズマ・壁電流および関連する横方向力に関する不確実性の解消を目指す。この新しい装置で得られた知見は、将来のトカマクの真空容器およびプラズマ対向機器の設計を導くことが期待される。