Ignition criteria and fusion power density are calculated for catalysed-D and D-3He plasmas for hot-ion-mode (Ti > Te) operation facilitated by a large ratio of the ion energy confinement time to the electron energy confinement time. The optimistic case of complete transfer of the energy of the charged-particle fusion products to the ions is considered; this case further enhances hot-ion-mode operation. Even though hot-ion-mode operation increases the fusion power density, the maximum pressure-limited fusion power densities in catalysed-D and D-3He are at least a factor of thirty times lower than those in D-T plasmas; as a result the achievement of very high plasmas beta and/or the maximum use of high-field magnet technology are needed in order to attain high wall loadings and moderate thermal output power levels in D-D and D-3He reactors. The implications of ignition requirements on machine design are determined for tokamak plasmas; the electron energy confinement time is assumed to be given by an empirical energy scaling law, τe ∼ na2. The thermal stability of advanced fuel plasmas is studied. It is found that the runaway time is short compared to the energy confinement time for ion temperatures that maximize the fusion power of a pressure-limited plasma.
着火条件と核融合出力密度は、触媒DおよびD-3Heプラズマについて、イオンエネルギー閉じ込め時間と電子エネルギー閉じ込め時間の大きな比によって促進される高温イオンモード（Ti > Te）運転に対して計算される。荷電粒子核融合生成物のエネルギーが完全にイオンへ移動するという楽観的なケースが考慮される；このケースは高温イオンモード運転をさらに強化する。高温イオンモード運転は核融合出力密度を増大させるものの、触媒DおよびD-3Heにおける最大圧力制限核融合出力密度は、D-Tプラズマにおけるそれよりも少なくとも30倍低い；その結果、D-DおよびD-3He炉において高い壁負荷と中程度の熱出力レベルを達成するためには、非常に高いプラズマベータ値および/または高磁場磁石技術の最大限の活用が必要となる。点火条件が装置設計に及ぼす影響は、トカマクプラズマについて決定される；電子エネルギー閉じ込め時間は、経験的なエネルギー閉じ込め則τe ∼ na2に従うと仮定される。先進燃料プラズマの熱安定性が研究される。圧力制限プラズマの核融合出力を最大化するイオン温度において、ランナウェイ時間はエネルギー閉じ込め時間よりも短いことが見出される。