磁場反転配位

Field-Reversed Configuration (FRC)

トロイダル磁場をほとんど持たないコンパクトトーラス型のプラズマ閉じ込め配位である。プラズマ自身が流す電流が外部磁場を打ち消して反転させ、閉じた磁力線の領域をつくる。磁気圧に対するプラズマ圧の比が高いことと、装置構造が単純であることが特徴とされる。

詳細

概要

磁場反転配位(FRC)は、トロイダル磁場をほとんど持たないコンパクトトーラスに分類されるプラズマ閉じ込め配位である。プラズマ内部を流れる電流が外部磁場を打ち消して反転させることで、閉じた磁力線の領域と、その境界であるセパラトリクスが形成される。

技術的な要点

形状が単純で、閉じ込めのためにプラズマ内部へ導体を置く必要がない。磁気圧に対するプラズマ圧の比であるベータ値が高く、同じ磁場強度でより高い圧力のプラズマを保持できる。装置の比較にはセパラトリクスの伸長度Eと、イオンの旋回半径に対する装置寸法の比を表すパラメータSが用いられる。低S領域の実験ではS/Eが3から4より小さい範囲で巨視的な安定性が得られるとされる一方、核融合条件に必要な大きなSの領域での安定性は研究課題として残る。

産業での位置づけ

配位を軸方向に並進させられる性質を利用し、生成した配位を加速して衝突・圧縮するパルス運転方式が民間の核融合開発で採られている。トカマクやステラレータに比べて装置構成が簡素になりうる点、繰り返し周波数で出力を調整しやすい点が着目される一方、閉じ込め性能を大型装置へ外挿できるかは検証段階にある。