国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構核融合エネルギー研究開発部門那珂核融合研究所先進プラズマ研究部Naka Fusion Institute, National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology ◇ 311–0193 茨城県那珂市向山801–1 ◇ 801–1 Mukouyama, Naka-shi, Ibaraki Pref. 311–0193, Japan
核融合炉の炉心プラズマに求められる性能は，高い閉じ込め性能で所要の核融合出力を得，第一壁への熱流を許容範囲に保ちつつ，高い出力密度（高いプラズマ圧力）でコンパクトな炉心とし，かつ小さな循環電力で定常的にプラズマを維持することである。この炉心プラズマの研究開発は，日本が主導してきた科学であり，JT-60装置での臨界プラズマ条件の達成をはじめ，数々の世界最高性能を樹立してきた。原型炉へ向けた今後の研究の要点は，i）ITERでの燃焼プラズマ（エネルギー増倍率Q=10）の長時間維持，ii）JT-60SAでの定常高圧力プラズマ（高規格化プラズマ圧力・高自発電流割合）の長時間維持，そしてiii）モデリング・シミュレーション研究を合わせた原型炉を十分予測できるプラズマの理解である。
The integrated performance required for the fusion plasma is to produce sufficient fusion power by high energy confinement, to keep the heat flux onto the first wall within the allowable level, to make the reactor core compact by high fusion power density (=high plasma pressure), and to sustain the plasma in the steady-state under a small circulating power in the power plant. Japan has been leading the fusion plasma research in the world by achieving various records such as the break-even condition in JT-60 etc. The key research areas towards DEMO reactors include i) achievement and long sustainment of the burning plasmas (the energy gain=10) in ITER, ii) achievement and long sustainment of steady-state high pressure plasmas (high normalized pressure and high fraction of self-driven plasma current), and iii) understanding of the fusion plasma together with modeling and simulation enabling sufficient prediction of the DEMO reactors.
Key words: burning plasma; high energy confinement; high pressure plasma; steady-state operation; ITER; JT-60SA; modeling simulation
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