Physics assessments on magnetohydrodynamics equilibrium, neoclassical transport and alpha particle confinement have been carried out for the helical fusion DEMO reactor FFHR-d1, using radial profiles extrapolated from the Large Helical Device. Large Shafranov shift is foreseen in FFHR-d1 due to its high-beta property. This leads to deterioration in neoclassical transport and alpha particle confinement. Plasma position control using vertical magnetic field has been examined and shown to be effective for Shafranov shift mitigation. In particular, in the high-aspect-ratio configuration, it is possible to keep the magnetic surfaces similar to those in vacuum with high central beta of ∼8% by applying a proper vertical magnetic field. As long as the Shafranov shift is mitigated, the neoclassical heat loss can be kept at a level compatible with the alpha heating power. The alpha particle loss can also be kept at a low level if the loss boundary of alpha particles is on the blanket surface and the plasma position control is properly applied. The lost positions of alpha particles are localized around the divertor region that is located behind the blanket in FFHR-d1.
磁気流体力学平衡、新古典輸送、およびアルファ粒子閉じ込めに関する物理評価が、大型ヘリカル装置から外挿した動径プロファイルを用いて、ヘリカル核融合炉FFHR-d1に対して実施された。FFHR-d1では、その高ベータ特性により大きなシャフラノフシフトが予測される。これは新古典輸送とアルファ粒子閉じ込めの劣化をもたらす。垂直磁場を用いたプラズマ位置制御が検討され、シャフラノフシフトの緩和に有効であることが示された。特に、高アスペクト比配位では、適切な垂直磁場を印加することにより、中心ベータ値が約8%の場合でも、磁気面を真空時のものと類似した状態に維持することが可能である。シャフラノフシフトが緩和される限り、新古典熱損失はアルファ加熱出力と両立可能なレベルに維持できる。また、アルファ粒子の損失境界がブランケット表面にあり、プラズマ位置制御が適切に適用されるならば、アルファ粒子損失も低いレベルに維持できる。FFHR-d1において、アルファ粒子の損失位置はブランケット背後に位置するダイバータ領域周辺に局在する。