Particle control in steady state magnetic fusion reactors by solid and liquid plasma-facing-components

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1980 年代後半の米国TFTR でのスーパーショット以来、周辺プラズマ密度の制御、つまり、壁からのリサイクリングを制御することでコア・プラズマの性能が向上することが、磁気閉じ込めコミュニテイーの常識となった。ところが、壁コンデイションニング法によるリサイクリング制御には、壁材料表面の粒子飽和による有限の寿命があるため定常運転磁気核融合炉に適用できない。そこで、本課題では、この定常炉に於ける粒子制御に適用できる新しい壁概念「移動表面式プラズマ対向機器」を提唱し、その表面材料として固体及び液体リチウムを用いて粒子リサイクリングが実験室系装置内の定常水素・ヘリウム混合プラズマ照射下で水素・ヘリウムそれぞれ100%より小の状態で維持できることを原理検証し、その結果に基づいて小型・球状トカマクに於ける能動的周辺制御実験を行いコア・プラズマ性能の向上を実証した。