The fraction of fusion reaction energy that is released in energetic charged ions, such as the alpha particles of the D-T reaction, can be thermalized within the reacting plasma and used to maintain its temperature. This mechanism facilitates the achievement of very high energy multiplication factors Q, but also raises a number of new issues of confinement physics. To ensure satisfactory reactor operation, three areas of energetic ion interaction need to be addressed: (1) single ion transport in imperfectly symmetric magnetic fields or turbulent background plasmas; (2) energetic ion driven (or stabilized) collective phenomena; (3) fusion heat driven collective phenomena. The first of these topics is already being explored in a number of tokamak experiments, and the second will begin to be addressed in the D-T burning phase of TFTR and JET. Exploration of the third topic calls for high-Q operation, which is a goal of proposed next generation plasma burning projects. Planning for future experiments must take into consideration the full range of plasma physics and engineering R&D areas that need to be addressed on the way to fusion power demonstration.
核融合反応エネルギーのうち、D-T反応のアルファ粒子などの高エネルギー荷電イオンとして放出される割合は、反応中のプラズマ内で熱化され、その温度を維持するために利用され得る。この機構により、非常に高いエネルギー増倍率Qの達成が可能となるが、同時に閉じ込め物理における新たな課題も数多く生じる。満足のいく炉運転を保証するためには、高エネルギーイオンの相互作用に関する以下の3つの領域に対処する必要がある:(1) 非完全対称磁場または乱流背景プラズマ中での単一イオン輸送、(2) 高エネルギーイオン駆動(または安定化)集団現象、(3) 核融合熱駆動集団現象。これらのうち最初のテーマは既に多くのトカマク実験で研究されており、2番目はTFTRおよびJETのD-T燃焼段階で取り組みが開始される予定である。3番目のテーマの探求には高Q運転が必要であり、これは提案されている次世代プラズマ燃焼実験装置の目標となっている。将来の実験計画では、核融合出力実証に至るまでに対処すべきプラズマ物理および工学的R&Dの全範囲を考慮に入れなければならない。