(57)【要約】核融合装置を動作させる方法。核融合装置は、トロイダル・プラズマ・チャンバを含み、合体圧縮および二重零点合体の一方によってプラズマ・チャンバ内にプラズマを形成するように構成されたポロイダル磁場コイルを有する。変動電流がポロイダル磁場コイルに提供される。変動電流は、複数のパルスを含む。各パルスは、電流とは逆符号の電流変化率を有するプラズマ形成期間と、プラズマ形成期間に続く合体期間とを含む。合体期間は、チャンバ内のプラズマが単一のプラズマに合体するのを許容するほど十分に小さい電流を有する。プラズマ形成期間中の電流は、合体直後の単一のプラズマのエネルギー密度が、核融合が生じるのに十分であるように変化させられる。
2021500564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロイダル・プラズマ・チャンバを含み、合体圧縮および二重零点合体の一方によってプラズマ・チャンバ内にプラズマを形成するように構成されたポロイダル磁場コイルを有する、核融合装置を動作させる方法であって、当該方法は：
前記ポロイダル磁場コイルに変動電流を提供することを含み、前記変動電流は複数のパルスを含み、各パルスは：
前記電流とは逆符号の電流変化率を有するプラズマ形成期間；および
前記プラズマ形成期間に続く、チャンバ内のプラズマが単一のプラズマに合体するのを許容にするに十分に小さい電流を有する、合体期間を含み、
前記プラズマ形成期間の間の電流は、合体直後の前記単一のプラズマのエネルギー密度が核融合を起こすのに十分であるように変化させられる、
方法。
【請求項２】
前記パルスは周期的に加えられる、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記パルスの周波数は、1Hzより大きく、より好ましくは10Hzより大きく、より好ましくは100Hzより大きい、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記変化する電流が、半波対称性を有する、請求項2または3に記載の方法。
【請求項５】
前記パルスの周波数は時間とともに変化する、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
各パルスについて：
前記合体期間後のプラズマ・チャンバまたはポロイダル磁場コイル内の条件をモニタリングし；
モニタリングされた条件に依存して、その後のパルスを開始することを含む、
請求項5に記載の方法。
【請求項７】
前記変動電流は、常にゼロ以上である、請求項1〜3、5および6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
請求項1ないし７のうちいずれか一項に記載の方法によって核融合装置を動作させることを含む、中性子を発生させる方法。
【請求項９】
トロイダル・プラズマ・チャンバと；
合体圧縮および二重零点合体の一方によってプラズマ・チャンバ内にプラズマを形成するように構成されたポロイダル磁場コイルと；
変動する電流が複数のパルスを含むように前記ポロイダル磁場コイルへの電流を変化させるように構成されたコントローラとを有する核融合装置であって、各パルスは：
電流とは逆符号の電流変化率を有するプラズマ形成期間；および
プラズマ形成期間に続く、チャンバ内のプラズマが単一のプラズマに合体するのを許容するほど十分に小さい電流を有する合体期間を含み、
前記コントローラは、合体直後の前記単一のプラズマのエネルギー密度が核融合を起こすのに十分であるように、前記プラズマ形成期間の間の前記電流を変化させるようにさらに構成される、
核融合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス式の中性子源または電力源に関する。
【背景技術】
【０００２】
トカマクは、高温で安定なプラズマを提供するために、強いトロイダル磁場、高いプラズマ電流、ならびに通例は大きなプラズマ体積および顕著な補助加熱の組み合わせを特徴とする。これにより、トカマクは、核融合が生起できるような条件を生成することができる。補助加熱（たとえば、高エネルギーのH、DまたはTの数十メガワットの中性ビーム注入による）は、核融合が生じるのに必要な十分に高い値まで温度を上昇させるため、および／またはプラズマ電流を維持するために必要である。
【０００３】
問題は、一般に必要とされる大きなサイズ、大きな磁場、および高いプラズマ電流のために、構築コストおよびランニングコストが高く、磁石システムおよびプラズマの両方において、存在する大きな蓄積エネルギーに対処するためにエンジニアリングがロバストでなければならないことであり、メガアンペアの電流が激しい不安定性において千分の数秒でゼロに減少する「ディスラプション」のリスクがある。
【０００４】
この状況は、従来のトカマクのドーナツ型トーラスを極限まで収縮させ、芯をくりぬいたリンゴの概観を有することによって改善できる。それが「球状」トカマク（ST）である。英国のカルハムにおけるSTARTトカマクにおけるこの概念の最初の実現は、非常に大きな効率の向上を実証した。高温プラズマを閉じ込めるのに必要な磁場を10倍に減らすことができたのである。さらに、プラズマ安定性が改善され、構築コストが低減される。
【０００５】
経済的な発電（すなわち、入力電力よりずっと大きな出力電力）に必要な核融合反応を得るために、従来のトカマクは巨大でなければならない。プラズマが熱核融合を起こすのに十分に高温になれるよう、エネルギー閉じ込め時間（プラズマ体積にほぼ比例する）が十分に大きくなれるようにするためである。
【０００６】
国際公開WO2013/030554は、中性子源またはエネルギー源として使用するためのコンパクトな球状トカマクの使用に関わる代替アプローチを記載している。球状トカマクでの低アスペクト比のプラズマ形状は粒子閉じ込め時間を改善し、はるかに小さな機械での正味の発電を可能にする。しかしながら、小さな直径の中心カラムが必要であり、これはプラズマ閉じ込め容器および関連する磁石の設計に対する困難を呈する。
【０００７】
トカマクを始動させる初期段階の間、プラズマを生成するために、閉じ込め容器を満たす中性ガスがイオン化されなければならない。「ブレークダウン」〔破壊〕、「フォーメーション」〔形成〕、または「イニシエーション」〔開始〕として知られるこのプロセスは、トカマクのトーラス方向に巻かれたポロイダル磁場（PF）コイルに時間的に変化する電流を通すことによって達成される。この時間的に変化する電流は、十分に大きい場合には、ガスを破壊してプラズマを形成する、容器内部の「ループ電圧」を発生させる。生成されるループ電圧は、トロイダル磁場コイルの位置と、電流の時間変化との関数である。容器内部にループ電圧を発生させることに加えて、トーラス方向に巻かれた任意の他の伝導ループ（たとえば、プラズマまたは閉じ込め容器壁）にも電流が誘導される。
【０００８】
最も一般的なプラズマ形成技術は、時間変化する電流を流しループ電圧を発生させるために、トカマクの中心カラムにおいて巻かれたソレノイドを使用する。この方法はよく知られており、信頼性が高く、大半のトカマクで使用されている。しかしながら、球状トカマクのコンパクトな幾何学的形状は、この方法をそうしたトカマクのために実装することが困難であることを意味する。すなわち、トーラスの中心のスペースは限られており、そのスペースはトロイダル磁場コイル、冷却、および中性子遮蔽のために必要とされる。球状トカマクの大きさと効率は中心領域の大きさに関係するので、ソレノイドなしで動作することが有益であろう。MASTやNSTXのような現在の球状トカマクはソレノイドを使用しているが、次世代核融合炉において予想される中性子負荷の増加のため、余計な遮蔽が必要とされるので、それらのトカマクに使用されるそうした設計は非現実的になる。
【０００９】
ソレノイドを使用しない場合は、プラズマを開始するために他の手段を使用しなければならない。関心のある二つの技法は、「（標準的な）合体圧縮（merging  compression）」（MC）と「二重零点合体圧縮（double  null  merging  compression）」（DNM／二重零点合体）である。合体によるプラズマ形成は（MCでもDNMでも）、ソレノイドによる形成よりも、さらに利点がある。合体プラズマ形成から直接、高いプラズマ温度および高いプラズマ電流を達成することが、理論的には可能なのである（いまだ実験的に確認されていないが）。たとえば10keVを超えるプラズマ温度で、それにより、プラズマは、プラズマの自己加熱が顕著である燃焼領域に至る。燃焼領域での運転は、実用的な核融合炉にとって不可欠である。
【００１０】
合体圧縮始動の諸フェーズの概略が、図1のA〜Dに示されている。合体圧縮は、必要なループ電圧を生成するために、真空容器100の上半分および下半分のそれぞれに一つずつで、二つのPFコイル101を使用する。PFコイルにおける電流は、ある初期の正の値から始まる。これがゼロまで低下させられる際に、二つのプラズマ・リング102がコイルの周囲に形成される（図1のA）。各プラズマ・リングは同じ方向に電流を運ぶので、互いに引き合い（図1のB）、合体して単一のプラズマ103を形成する（図1のC）。この合体フェーズの間に、磁気エネルギーがプラズマ中の運動エネルギーに変換され、プラズマ粒子を加速し、その温度を上昇させる（「磁気再結合」）。PFコイル電流がプラズマ・リングを反発させ、プラズマ・リングを互いのほうに強制するよう、PFコイル電流をゼロより下まで低下させ続けることによって、プラズマ・リングが合体する速度を増加させることができる。合体したプラズマは半径方向に内側に圧縮されて、さらなる加熱と、プラズマ電流のさらなる増加をもたらす（図1のD）。
【００１１】
合体圧縮は、MASTおよびSTARTを含む多くの装置で成功裏に実証されている。しかしながら、上述のアプローチは、商業的な核融合炉については実用的ではないと考えられる。PFコイルは、プラズマ容器内にあり、最終的なプラズマの近くに位置される必要がある。これは、PFコイルが強い中性子照射および熱束にさらされることを意味する。そのようなコイルの寿命は非常に限られ、プラズマ容器内のコンポーネントをメンテナンスまたは交換することは困難であり、高価である。
【００１２】
二重零点合体は、2対のコイルを用い、各対がプラズマ容器の上半分または下半分に「零点」を生成することにより、標準的な合体圧縮に付随する問題を回避する。「零点」〔ヌル点／中性点〕（または「X点」）とは、正味のポロイダル磁場が0である位置である。ここでの議論はポロイダル磁場の零点のみに関心があり、（PF）零点でもいくらかのトロイダル磁場は存在する。図2に示されるように、PF零点200は、2つのPFコイル201を通じて同じ方向に電流を通すことによって形成でき、PF零点は、各コイルにおける相対的な電流によって決定される両コイルの間の位置に形成される。この位置にはPFがないため、プラズマ寿命は比較的長く、零点の周囲にプラズマが形成される傾向がある。ひとたびPF零点においてプラズマが生成されると、標準的なMCと同様の仕方で合体させることができる。
【００１３】
零点を生成するためにPFコイルをペアで使用することにより、これらのPFコイルをプラズマ容器の外側に配置することが可能になる。DNMの概略図が図3のA〜Dに示されている。第1フェーズ（図3のA）では、PF零点301が各対のPFコイル302の間に生成される。これらの零点は、プラズマ容器の上半分および下半分に形成される。第2フェーズ（図3のB）では、PFコイルの電流が低下する。これは、零点におけるループ電圧を生成し、中性ガスを破壊し、プラズマ303を形成させる。第3フェーズ（図3のC）では、電流が低下し続け、負になり、プラズマ・リングを零点から反発させ、プラズマ・リングを合体させる（MCと同様に磁気再接続304を受ける）。第4フェーズ（図3のD）では、プラズマは中心カラム305に向かって圧縮されて、プラズマの温度および電流をさらに増加させる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第1の側面によれば、核融合装置を動作させる方法が提供される。核融合装置は、トロイダル・プラズマ・チャンバを有し、合体圧縮および二重零点合体の一方によってプラズマ・チャンバ内にプラズマを形成するように構成されたポロイダル磁場コイルを有する。変化する電流がポロイダル磁場コイルに与えられる。変化する電流は、複数のパルスを含む。各パルスは、電流とは逆符号の電流変化率を有するプラズマ形成期間と；プラズマ形成期間に続く、チャンバ内のプラズマが単一プラズマに合体するのを許容するほど十分に小さい電流を有する合体期間とを含む。プラズマ形成期間中の電流は、合体直後の単一プラズマのエネルギー密度が核融合が生じるために十分であるように、変化させられる。
【００１５】
第2の側面によれば、第1の側面に基づく方法によって核融合装置を動作させることによって中性子を発生させる方法が提供される。
【００１６】
第3の側面によれば、核融合装置が提供される。核融合装置は、トロイダル・プラズマ・チャンバ、ポロイダル場コイル、およびコントローラを有する。ポロイダル場コイルは、合体圧縮および二重零点合体の一方によってプラズマ・チャンバ内にプラズマを形成するように構成される。コントローラは、変化する電流が複数のパルスを含むように、ポロイダル場コイルへの電流を変化させるように構成される。各パルスは、電流とは逆符号の電流変化率を有するプラズマ形成期間と；プラズマ形成期間に続く、チャンバ内のプラズマが単一プラズマに合体するのを許容するほど十分に小さい電流を有する合体期間とを含む。コントローラは、さらに、合体直後の単一プラズマのエネルギー密度が核融合を起こすのに十分であるように、プラズマ形成期間中の電流を変化させるように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】A〜Dは、合体圧縮の諸段階の概略図である。
【図２】「零点」の原理を示す。
【図３】A〜Dは、二重零点合体の諸段階の概略図である。
【図４Ａ】パルス式の合体のための例示的な波形を示す。
【図４Ｂ】パルス式の合体のための例示的な波形を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
MAST実験（小型の球状トカマク炉）では、合体直後のプラズマ熱エネルギーとMCコイルの電流および半径との関係が次のようになることが見出された：
【数１】
2021500564.tif 000003
ここで、Rcは各MCコイルの半径、Icは各コイルのピーク電流、Wth,totはプラズマの総熱エネルギー、Wth,eはプラズマの電子の熱エネルギーである。プラズマ中のイオンの熱エネルギーであるWth,iはWth,tot−Wth,eによって与えられる（不純物は無視する）。他の依存性（たとえばトロイダル磁場強度、および潜在的にはプラズマ体積）があるが、MCコイル特性への依存性のみを考慮することが原理を例解するのに役立つ。実際には、これは、高いプラズマ熱エネルギーが、十分に高い電流で達成できることを意味する。具体的には、十分に高い電流では、合体の間に、追加的な入力なしに核融合を引き起こすのに十分に高いイオン熱エネルギーを達成することが可能である。結果として生じるプラズマは、それを維持するための措置が取られない限り、過渡的であり、急速に消散するが、それでも、核融合パワーおよび中性子は、短時間の間、生成されるであろう。
【００１９】
現在のトカマク研究では、MCおよび持続的な核融合を達成できる他の手段から安定なプラズマを生成することに焦点が当てられている。代替として、短寿命の「燃焼」プラズマ（すなわち、核融合するプラズマ）を生成するためにMCを単独で使用することが可能であろう。ひとたび燃焼プラズマが得られれば、消散させてもよく、それを任意の長さの時間維持する必要はない。その代わりに、MCサイクルを何度も繰り返すことができる。サイクルが毎秒数回繰り返されれば、有用な電力出力または有用な中性子束が得られる。
【００２０】
重水素‐トリチウム（D-T）プラズマの単位体積当たりの核融合パワーは、Pf＝nDnT〈σv〉Efによって与えられる。ここで、Efは融合当たりのエネルギーである（これは一定である）。温度T＝10-20keVでは、速度平均反応断面積〈σv〉はほぼT2に比例する。nD＝nT＝ni/2（すなわち、重水素とトリチウムが等量）とすると、単位体積当たりの核融合パワーは、
Pf  ∝  ni2T2Ef  ∝  pi2Ef
によって与えられる。ここで、pi=niTはプラズマ中のイオンの熱圧力である。この圧力は、pi＝(2/3)(Wth,i/V)によってイオンの熱エネルギーに関係付けられる（ここで、Vはプラズマの体積）。
【００２１】
これは次式を与える。
【数２】
2021500564.tif 000004
MW/m3単位のPf、m単位のR、m3単位のV、kA単位のIについては、この式は次のようになる。
【数３】
2021500564.tif 000005
トカマクの全核融合パワーはPfVによって与えられる。
【００２２】
合体直後のプラズマ体積Vは近似的に
【数４】
2021500564.tif 000006
であり、ここでaはプラズマ・トーラスの小半径である。
【００２３】
最終的な式における体積依存性は、イオン熱エネルギー密度のまだ未知の体積依存性の結果である可能性がある。すなわち、熱エネルギー密度の体積依存性があってもよく、これは、核融合パワー密度の体積依存性がないことを意味する。いずれにせよ、この式は、ひとたび合体後のプラズマ・エネルギー密度が核融合に十分になれば、結果として得られる核融合パワーは、MCコイル内の電流の4乗で増加すること、すなわち、より高いエネルギー出力または中性子出力を達成することは、MCコイル電流のスケールアップの問題であることを示している。たとえば、MCコイル半径0.75m、プラズマ体積0.2m3の球状トカマクについては、1MWの総パワー出力を与えるために1.7MAの電流が必要となる。
【００２４】
二重零点合体についても、同様の考察が当てはまる。ただし、関連する半径は、形成される零点〔ヌル〕の半径（MCおよびDNMの両方をカバーする一般的な用語として、これは「プラズマ形成半径」と称することができる）であり、核融合パワーの各コイルの電流への依存性は、より複雑になる。しかしながら、ひとたび合体に際してプラズマ・エネルギー密度が核融合を起こすのに十分になれば、やはりより高い電流はより高い核融合パワーにつながる。D-Tプラズマ以外の核融合に適したプラズマが使用されてもよいが、より高いコイル電流を必要とする可能性が高い。
【００２５】
図4Aおよび4Bは、（任意の単位の時間および電流で）パルス式パワー合体源のための例示的な波形を示す。各電流波形411、421は、この例では正弦波であるが、任意の好適な波形が使用されうることが理解されるであろう。
【００２６】
図4Aは、ゼロのまわりで振動する波形411を示し、電流の微分が電流と逆符号であるときは（すなわち、I＞0の場合は下り勾配、I＜0の場合は上り勾配では；以下「プラズマ形成期間」）いつでもプラズマ形成が起こる。この波形について、プラズマ電流412、413、414の3つの別個の期間が生成される。正のコイル電流の下り勾配によって生成されるプラズマ電流412および414は正であり、負の電流の上り勾配によって生成されるプラズマ電流413は負である。各サイクルは、正の電流をもつ一つのプラズマ形成期間、負の電流をもつ一つのプラズマ形成期間を有する。この理想化された状況では、最終的なプラズマ電流はピーク・コイル電流に等しい。各プラズマ電流プロットの終わりの星形415、416、417は、各コイルからのプラズマの合体が起こるところを示す。
【００２７】
図4Bは、I≧0であり各最小でI=0となるようにバイアスされた代替的な波形421を示す。これは、可変（たとえば、AC）電源と、全電流がゼロより大きいことを保証するようにバイアスを与えるDC電源との組み合わせによって提供されてもよい。したがって、波形421のピーク電流は、図4Aの波形411のピーク電流の2倍である。正のプラズマ電流422、423は、各サイクルにおいて1回、下り勾配上の（すなわち、コイル電流の微分が負である）プラズマ形成期間に生成され、コイル電流がゼロに達するときに合体事象424、425が生起する。電流の上り勾配の間に形成されるプラズマはコイルによって反発されるので、負のプラズマ電流は生成され得ない。点線426は、そのようなプラズマが可能であったとした場合に誘導されたであろう電流を示す。
【００２８】
図4Aの波形411は、図4Bの波形421よりもサイクル当たりのプラズマ形成および合体事象が2倍多いが、図4Aのピーク・コイル（よってプラズマ）電流は、図4Bの場合の約半分である。上述のように、核融合パワーはI4でスケールするので、図4Bの波形での合体事象当たりの核融合パワーは、図4Aの波形の場合の16倍もの大きさであり、結果として、図4Aの波形と比較して、図4Bの波形についての全平均核融合パワーは約8倍大きい。
【００２９】
波形の周期は、主に、高AC電流を生成する能力およびこれらの電流に耐えるMCコイルの能力によって制限される。典型的なMC波形は約10msの期間を有し、これがパルス式のシステムに複製されうる、すなわち100Hzの周波数を与えることが期待される（よって、図4Aの波形については毎秒200のプラズマ形成事象、または図4Bの波形については毎秒100のプラズマ形成事象）。波形の他の周波数、たとえば、10Hzを超える周波数、20Hzを超える周波数、または50Hzを超える周波数が使用されてもよい。正弦波以外の波形、たとえば鋸波またはより複雑な形が使用されてもよい。使用される波形は、圧縮フェーズを含んでいてもいなくてもよい。そのような圧縮フェーズは、プラズマ・エネルギーを増加させることがありうるが、有意な核融合パワーは、純粋に合体から生成される。
【００３０】
図4Aの波形のように、反対の電流を有するサイクルあたり2つのプラズマ形成フェーズを含む波形については、波形は半波対称であってもよい（すなわち、波形が半周期だけシフトされると、信号は、もとの信号の符号を変えたものになる）。そのため、1サイクルあたり2つのプラズマ形成フェーズのそれぞれは等しく、かつ反対である。
【００３１】
正弦波形に基づく上述の議論は、概念の説明を単純化することを意図したものであり、実際には、波形の代替的な形状が使用されてもよいことが理解されよう。特に、コイルの回復を許容するために、大電流の間の期間を提供することが望ましいことがありうる。また、加えられる電流は厳密に周期的である必要はなく、巡回的な波形を使用する代わりに、プラズマ形成および合体期間は、一連の個々のパルスとして提供されてもよいことが理解されるであろう。パルスとパルスの間の時間は、たとえば変化する平均中性子束を標的に提供するために、可変であってもよい。パルスは、一組のセンサーによって測定される融合炉またはコイル内の条件によってトリガーされてもよい。たとえば、前のプラズマが消散したとき、またはコイル変形または温度が受け入れ可能なレベルに回復したときにパルスをトリガーする。
【００３２】
融合炉は、MC/DNMコイルの温度を維持するように構成されたコイル冷却システムを有していてもよい。
【００３３】
上述のパルス合体法を利用する装置は、中性子源として使用されてもよく、または発電のために使用されてもよい。そのような装置は、トロイダル・プラズマ・チャンバと、プラズマ・チャンバ内の合体圧縮コイルまたはプラズマ・チャンバ内もしくはプラズマ・チャンバ外のいずれかに配置された（または、各ペアの一方のコイルが内側に配置され、他方が外側に配置された）二重零点合体コイルのいずれかとを有する。磁場中のヘリシティの何らかの源（たとえば、トロイダル磁場コイルまたはMCコイルのまわりに巻かれたソレノイド）が必要とされるが、プラズマをかなりの長さにわたって維持する必要がないので、通常の磁気閉じ込め核融合炉に必要とされるよりもかなり少ない。これは、トロイダル磁場コイルおよび他のポロイダル磁場コイルに対する要求を、従来の融合炉と比較して低減することができるが、それらの存在はさらなる最適化を許容しうる。たとえば、合体後のプラズマのより大きな圧縮を提供するために、他のポロイダル磁場コイルをパルス化するなどである。一般には、合体時のプラズマ・エネルギー密度を改善するための最適化が有益である。各パルスにおいてより長い融合持続時間が望まれる場合には、プラズマの安定性を改善する最適化が使用されうる。
【図１Ａ−１Ｄ】
2021500564.tif 000007
【図２】
2021500564.tif 000008
【図３】
2021500564.tif 000009
【図４Ａ】
2021500564.tif 000010
【図４Ｂ】
2021500564.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月22日(2019.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロイダル・プラズマ・チャンバを含み、合体圧縮および二重零点合体の一方によってプラズマ・チャンバ内にプラズマを形成するように構成されたポロイダル磁場コイルを有する、核融合装置を動作させる方法であって、当該方法は：
前記ポロイダル磁場コイルに変動電流を提供することを含み、前記変動電流は複数のパルスを含み、各パルスは：
前記変動電流とは逆符号の変動電流変化率を有するプラズマ形成期間；および
前記プラズマ形成期間に続く、前記変動電流がチャンバ内のプラズマが単一のプラズマに合体するのを許容にするに十分に小さい、合体期間を含む、
方法。
【請求項２】
前記パルスは周期的に加えられる、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記パルスの周波数は、1Hzより大きく、より好ましくは10Hzより大きく、より好ましくは100Hzより大きい、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記変化する電流が、半波対称性を有する、請求項2または3に記載の方法。
【請求項５】
前記パルスの周波数は時間とともに変化する、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
各パルスについて：
前記合体期間後のプラズマ・チャンバまたはポロイダル磁場コイル内の条件をモニタリングし；
モニタリングされた条件に依存して、その後のパルスを開始することを含む、
請求項5に記載の方法。
【請求項７】
前記変動電流は、常にゼロ以上である、請求項1〜3、5および6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
請求項1ないし７のうちいずれか一項に記載の方法によって核融合装置を動作させることを含む、中性子を発生させる方法。
【請求項９】
トロイダル・プラズマ・チャンバと；
合体圧縮および二重零点合体の一方によってプラズマ・チャンバ内にプラズマを形成するように構成されたポロイダル磁場コイルと；
変動電流が複数のパルスを含むように前記ポロイダル磁場コイルへの電流を変化させるように構成されたコントローラとを有する核融合装置であって、各パルスは：
前記変動電流とは逆符号の変動電流変化率を有するプラズマ形成期間；および
プラズマ形成期間に続く、前記変動電流がチャンバ内のプラズマが単一のプラズマに合体するのを許容するほど十分に小さい合体期間を含む、
核融合装置。
【国際調査報告】
2021500564.tif 000012
2021500564.tif 000013