The MIT Plasma Science and Fusion Center and collaborators are proposing a high-performance Advanced Divertor and RF tokamak eXperiment (ADX)—a tokamak specifically designed to address critical gaps in the world fusion research programme on the pathway to next-step devices: fusion nuclear science facility (FNSF), fusion pilot plant (FPP) and/or demonstration power plant (DEMO). This high-field (⩾6.5 T, 1.5 MA), high power density facility (P/S ∼ 1.5 MW m−2) will test innovative divertor ideas, including an 'X-point target divertor' concept, at the required performance parameters—reactor-level boundary plasma pressures, magnetic field strengths and parallel heat flux densities entering into the divertor region—while simultaneously producing high-performance core plasma conditions that are prototypical of a reactor: equilibrated and strongly coupled electrons and ions, regimes with low or no torque, and no fuelling from external heating and current drive systems. Equally important, the experimental platform will test innovative concepts for lower hybrid current drive and ion cyclotron range of frequency actuators with the unprecedented ability to deploy launch structures both on the low-magnetic-field side and the high-magnetic-field side—the latter being a location where energetic plasma–material interactions can be controlled and favourable RF wave physics leads to efficient current drive, current profile control, heating and flow drive. This triple combination—advanced divertors, advanced RF actuators, reactor-prototypical core plasma conditions—will enable ADX to explore enhanced core confinement physics, such as made possible by reversed central shear, using only the types of external drive systems that are considered viable for a fusion power plant. Such an integrated demonstration of high-performance core-divertor operation with steady-state sustainment would pave the way towards an attractive pilot plant, as envisioned in the ARC concept (affordable, robust, compact) (Sorbom et al 2015 Fusion Eng. Des. submitted (arXiv:1409.3540)) that makes use of high-temperature superconductor technology—a high-field (9.25 T) tokamak the size of the Joint European Torus that produces 270 MW of net electricity.
MITプラズマ科学・核融合センターと共同研究者らは、高性能先進ダイバータおよびRFトカマク(ADX)を提案している。これは、次世代装置への道筋における世界の核融合研究プログラムの重大なギャップに対処するために特別に設計されたトカマクである。その次世代装置とは、核融合核科学施設(FNSF)、核融合パイロットプラント(FPP)、および/または実証発電所(DEMO)である。この高磁場(≥6.5 T)、高電力密度(≥1.5 MW/m²)の施設は、要求される性能パラメータ、すなわちダイバータ領域に入る炉心レベルの境界プラズマ圧力、磁場強度、および平行熱流束密度において、革新的なダイバータ概念(「Xポイントターゲットダイバータ」概念を含む)を試験する。同時に、炉心の原型となる高性能コアプラズマ条件、すなわち平衡化され強く結合した電子とイオン、低トルクまたは無トルクの領域、および外部電流駆動・加熱システムからの燃料供給がない状態を生成する。同様に重要であるが、この施設は、低磁場側と高磁場側の両方に発射構造を展開する前例のない能力を備えた低ハイブリッド電流駆動およびイオンサイクロトロン周波数帯のアクチュエータの革新的概念を試験する。後者は、高エネルギープラズマ・材料相互作用を制御でき、好都合なRF波物理が効率的な電流駆動、電流駆動、加熱、および流動駆動をもたらす場所である。この三重の組み合わせ—先進ダイバータ、先進RFアクチュエータ、炉心原型のコアプラズマ条件—により、ADXは、核融合発電所に実現可能と考えられる外部駆動システムのみを用いて、反転中心シアによって可能になるような強化されたコア閉じ込め物理を探求することができる。このような高性能コア・ダイバータ運転と定常維持の統合実証は、ARC概念(手頃で堅牢、コンパクト)(Sorbom et al 2015 Fusion Eng. Des. submitted (arXiv:1409.3540))で想定されている魅力的なパイロットプラントへの道を開くことになる。ARC概念は、高温超伝導技術を利用し、欧州トーラス共同研究(JET)のサイズの高磁場(9.25 T)トカマクで、270 MWの正味電力を生産する。