プラズマ物理学：高速イオンによって促進される持続的な高温核融合プラズマ領域

核融合は、炭素に依存するエネルギー源に代わる最も魅力的なエネルギー源の1つである。しかし、長年にわたる研究と、磁場閉じ込め手法の着実な進歩にもかかわらず、大規模な融合炉での核融合から得られるエネルギーを利用するには、いまだに科学的課題が多い。最先端の磁場核融合装置でも持続可能な核融合性能はまだ実現できておらず、これには、1億Kを超える高温と、数十秒程度の定常状態動作を確保する十分な不安定性制御が必要である。今回我々は、韓国超伝導トカマク先進研究装置で行った、上記の要件をほぼ満たすプラズマ核融合領域を生成する実験について報告する。我々は、大量の高速イオンで中心部のプラズマ乱流を安定化することによって、プラズマエッジ不安定性や不純物の蓄積なしに1億Kの温度で最長20秒間続くプラズマを生成した。低いプラズマ密度と、動作のための適度な入力の組み合わせが、高速イオンの割合を高く維持してこの領域を確立するカギである。この領域は、崩壊することがほとんどなく、高度な制御を行わなくても確実に維持できるため、商用核融合炉への有望な道筋を示している。

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