ステラレータ
ステラレータは、外部コイルだけでねじれた磁場を作り、プラズマを閉じ込める装置です。トカマクと異なり、閉じ込めにプラズマ電流を必要としません。
やさしい定義(高校レベル)
Section titled “やさしい定義(高校レベル)”トカマクがプラズマ自身に電流を流して磁場のねじれを作るのに対し、ステラレータは最初から複雑にねじれた形のコイルを作り、コイルだけで閉じ込めに必要な磁場を完成させます。1951 年にプリンストン大学のライマン・スピッツァーが考案し、「恒星(stellar)を作る装置」という意味で名付けられました。
動作原理(学部レベル以上)
Section titled “動作原理(学部レベル以上)”- 立体的にねじれた外部コイル(ヘリカルコイルまたはモジュラーコイル)が、回転変換を持つ磁場を単独で生成します
- プラズマに大電流を流す必要がないため、原理的に定常運転に向いています
- 磁場が三次元形状を持つため、設計の自由度が高い一方、計算と製作の難易度も高くなります
- 定常運転が可能(誘導電流に頼らない)
- プラズマ電流由来のディスラプションが起きない
- 運転制御が比較的単純
- コイル形状が複雑で、製造が難しく高価
- 三次元磁場に起因する新古典輸送の最適化が必要
- 歴史的にトカマクより閉じ込め性能で後れを取ってきた(最適化設計で急速に改善)
代表的な装置
Section titled “代表的な装置”- Wendelstein 7-X(ドイツ、最適化モジュラーコイル方式)
- LHD 大型ヘリカル装置(日本、ヘリオトロン方式)
- HSX(米国、準ヘリカル対称配位)