C-Mod

アルコーターC-Mod（Alcator C-Mod）は、アメリカ合衆国マサチューセッツ工科大学が運転したコンパクト高磁場トカマク型核融合実験装置である。強磁場と高密度プラズマを組み合わせて磁気閉じ込めの物理を研究し、特に高原子番号金属壁を持つ装置として、プラズマ境界・ダイバータ物理、高周波加熱、閉じ込め様式の研究に多大な貢献をした。1991年に運転を開始し、2013年に運転を終えたが、そのデータは現在もITERやSPARCなど次世代装置の設計に活用され続けている。

装置概要：コンパクト高磁場トカマク

C-Modの最大の特徴は、その名が示す通り「高磁場・小体積」という設計思想にある。Alcatorの名称はイタリア語の「アルト・カンポ・トロイダーレ（alto campo toroidale、高磁場トロイダル）」に由来し、先行装置のAlcator AおよびCから受け継いだものである。C-Modはトロイダル磁場を最大8テスラまで上げることができ、これは大型トカマクの数倍に達する値である。磁場を強くすると、同じプラズマ電流・同じ装置寸法でもプラズマ密度を高く保てる（グリーンワルド密度限界が磁場に比例して上がる）ため、小型の装置でも核融合炉に近い高密度・高圧力のプラズマを実現できる。実際、C-Modは小型装置でありながら、炉心プラズマの圧力や無次元パラメータの多くをITER級の値に近づけた。

プラズマは単一ヌルまたは接続長の短いダイバータ配置で運転され、真空容器内壁とダイバータ板はモリブデンという高原子番号（high-Z）金属で覆われていた。炭素壁が主流だった時代の装置において、金属第一壁での運転を本格的に行った数少ない装置であり、この点が後述のプラズマ・材料相互作用研究の独自性を担っている。また、中性粒子ビーム入射を持たず、補助加熱をイオンサイクロトロン周波数帯（ICRF）波と低域混成波のみに頼っていたことも特徴である。以下に装置の断面を示す。