Self-consistent plasma modelling, on the assumption that all particle species have the same confinement time, is applied to a field reversed configuration (FRC) to show that plausible designs of an ignited advanced fuel reactor are possible within the framework of present day technology. FRCs in the ⟨β⟩ ∼ 1 state are predicted to be microscopically and macroscopically stable; here, any ignited state must be of this kind since the plasma is heated up by a vast amount of nuclear power which even exceeds the electric output. In the ⟨β⟩ ∼ 1 state, the steep pressure gradient appears to concentrate dissipation into a thin sheath formed on the plasma surface; hence, the problem can be solved independently of the detailed local dissipative properties, in analogy to the case of a supersonic flow decelerated through an Hugoniot adiabatic shock. It was found out that, in the ignited state, self-pinching of the electrons takes place in the scrape-off layer towards the X-point so that the size of the loss hole from the scrape-off layer is reduced, which raises the edge plasma pressure to a high level; thereby, serious impurity concentration is eliminated. In the paper, possible D-based steady state fuel cycles are studied systematically by using a formulation which predicts each important parameter of a simple toroidal FRC reactor if only the electric power output and the plasma radius are specified. In optimizing the burning temperature, care was taken to satisfy the criteria for thermal stability. A study has also been pursued on a complex closed reactor system which is fed by D alone and exhausts the final fusion products only. It is found that flexible design is possible for such a complex system to minimize construction cost or environmental effects. Advanced fuel reactors are demonstrated to be very compact in size so that a field strength and a plasma volume approximately equal to those of JT-60 may be sufficient for a fusion reactor constituting the basis of a 1000 MW(e) power plant
自己無矛盾的なプラズマモデリングを、全ての粒子種が同じ閉じ込め時間を持つという仮定の下で、電場反転配位（FRC）に適用し、現在の技術の枠組み内で点火した先進燃料炉の実現可能な設計が可能であることを示す。⟨β⟩ ∼ 1の状態にあるFRCは、微視的にも巨視的にも安定であると予測される。ここで、任意の点火状態はこの種のものでなければならない。なぜなら、プラズマは電気出力を超える膨大な核出力によって加熱されるからである。⟨β⟩ ∼ 1の状態では、急峻な圧力勾配がプラズマ表面に形成される薄いシースに散逸を集中させるように見える。したがって、この問題は、超音速流がHugoniot断熱衝撃波を通じて減速される場合と類似して、詳細な局所散逸特性とは独立に解くことができる。点火状態において、スクレイプオフ層内の電子の自己ピンチがX点に向かって生じ、その結果、スクレイプオフ層からの損失孔のサイズが縮小され、端部プラズマ圧力が高いレベルまで上昇することが見出された。これにより、深刻な不純物濃縮が排除される。本論文では、可能なDベースの定常燃料サイクルを、単純なトロイダルFRC炉の各重要パラメータを、電気出力とプラズマ半径のみが指定された場合に予測する定式化を用いて系統的に研究する。燃焼温度の最適化に際しては、熱安定性の基準を満たすことに注意を払った。また、Dのみを供給し、最終核融合生成物のみを排出する複雑な閉鎖炉システムに関する研究も行われた。このような複雑なシステムでは、建設コストや環境影響を最小化するための柔軟な設計が可能であることが見出された。先進燃料炉は非常にコンパクトであり、JT-60とほぼ同等の磁場強度とプラズマ体積で、1000 MW(e)の発電所の基礎となる核融合炉に十分であることが実証された。