リガトロン

リガトロンは、1970年代後半にロバート・W・バサードが考案した磁気閉じ込め核融合炉の設計である。磁気形状はトカマク型であるが、従来とは異なるエンジニアリング上の選択がいくつかなされている。特に、リガトロンはリチウムブランケットの内側に銅製の磁石を配置し、これにより建設コストを大幅に削減できると期待されていた。当初はデマウント可能トカマク核融合炉心（DTFC）と呼ばれていたが、後に、成人向け雑誌ペントハウスの発行者であるボブ・グッチオーネとともに開発に資金を提供したリッグス銀行にちなんで名前が変更された。

従来のトカマク設計では、閉じ込め磁石は液体リチウムの「ブランケット」の外側に配置されます。リチウムには 2 つの目的があります。1 つは、核融合反応から中性子を吸収してトリチウムを生成し、それを原子炉の燃料として使うことです。もう 1 つの役割は、中性子が磁石に到達するのを防ぐシールドとしての役割です。リチウム ブランケットがないと、中性子によって磁石が急速に劣化します。

この配置には 2 つの欠点があります。1 つは、必要なプラズマだけでなく、必要のないブランケットにも磁場を発生させる必要があるため、建設コストが大幅に増加することです。もう 1 つは、磁気コイルが機械の軸に沿って貫通するコアがシールドを収容できるほど大きくなければならないため、達成可能なアスペクト比が制限されることです。アスペクト比が高いほど、一般にパフォーマンスが向上します。

リガトロンは従来の設計のレイアウトを変更し、リチウムの役割を三重水素の生成のみに縮小しました。磁石は原子炉コアの内側に直接露出し、中性子束をすべて受けます。これにより超伝導磁石の使用が不可能になり、銅磁石でさえも稼働後 30 日で処分する必要がありました。リガトロンは、このコア交換を可能な限り簡単かつ迅速に行えるようにレイアウトされました。取り外しと交換の後、磁石は溶解され、再処理されます。このプロセスにはコストがかかりますが、磁化体積が小さい (主半径のみ) ため、コスト削減につながります。0.9m ^[1]）、より大きなアスペクト比、超伝導磁石を回避することによる複雑さの軽減は、利益をもたらすであろうトレードオフであった。

選択されたパラメータのもう 1 つの利点は、通常必要とされるイオン注入などのより高価なシステムではなく、抵抗加熱だけで点火が可能と思われることです。1970 年代後半に行われた最初の提案では、この装置は、ヒーターと磁石に電力を供給するために使用される電力の約 3 倍または 4 倍の電力を核融合反応で生成できると予測されていました。^{[引用が必要]}これは、核融合エネルギー利得係数(または単に「核融合利得」または Q) が 3 または 4 であることを意味します。このプロジェクトは、グッチオーニがフルサイズの装置を構築するために必要な 1 億 5000 万ドル (その大部分は大型の単極発電機用) を確保できなかったため、完了することはありませんでした。^{[引用が必要]}

当時行われた研究によると、リガトロンは核融合研究機関の他のメンバーからは「確実なもの」とは考えられていなかったようです。^{[2] [3]}既存の実験用トカマクにはリチウムブランケットが含まれておらず、そのためレイアウトはリガトロンとかなり似ていますが、これらの原子炉のどれも、リガトロンで主張されていた 3 は言うまでもなく、核融合利得 1 を生み出すにはほど遠いものでした。振り返ってみると、リガトロンのコンセプトは、設計プロセスと同時に発見されたさまざまなプラズマ不安定性のために、うまくいかなかったようです。リガトロンへの関心は基本的に消え去りました。

当初のプロジェクトが終焉を迎えた後、Bussard 氏は極めて高い性能を主張する新しい慣性静電閉じ込め核融合設計に着手しました。これが、2007 年 10 月に亡くなる前に彼が開発した IEC の最終成果であるPolywell装置に結実しました。