トカマク - 設定変数

TCVは、非常に細長い長方形の真空容器と、新しいプラズマ構成の開発を容易にする16個の独立電源コイルを備えています。注目すべき例として、1990年代後半に負の三角形形状で大幅に改善された閉じ込めが発見されました。^{[ 4 ]}スノーフレークダイバータなどの斬新なダイバータ構成もTCVで実現され、研究されました。

補助加熱は、電子サイクロトロン共鳴加熱（ECRH）システムによって行われます。X2 （第2高調波）およびX3（第3高調波）ジャイロトロンによって供給されるXモードのEC電力は、側面または上部から投入できます。このシステムは、電子サイクロトロン電流駆動（ECCD）を介して非誘導プラズマ電流をサポートすることもできます。TCVは、2000年にECCDでフル電流のプラズマを報告した世界初の装置です。^{[ 5 ]}

中性粒子ビーム入射（NBI）システムは、高プラズマ圧力、より広い温度比、およびかなりの高速イオン集団を有するプラズマ領域へのアクセスを容易にする直接イオン補助加熱のために、2015年からTCVで稼働している。^{[ 6 ]} TCVは現在、2つの加熱中性粒子ビームと診断中性粒子ビームを備えている。最初の加熱中性粒子ビーム入射器は、最大1.3 MWの加熱電力を供給できる。

TCVは従来、ダイバータ領域と主プラズマ間の分離が限定された「オープン」ダイバータを特徴としています。2019年、TCVは壁から閉じ込められたプラズマへのリサイクル中性粒子の移動を制限することでダイバータ中性粒子の圧縮を最大化するために、取り外し可能な中性バッフルを使用して運転を開始しました。^{[ 7 ]}さまざまな長さのバッフルが用意されており、可変ダイバータ閉鎖の実験的研究が可能です。

TCVにおいて初めて実証されたのは、プラズマ断面が中心に向かって後方D字型になる負の三角形形状によって、閉じ込め性能が大幅に向上するということであった。これは、エッジ局在モード（ELM）を回避できる固有のELMフリー領域でありながら、高閉じ込めコアを維持できるため、特に魅力的である。このことから、サンディエゴのDIII-Dトカマクは、2023年初頭に専用の実験キャンペーンを実施するために、追加の黒鉛タイル装甲を設置することを決定した。

1990年代後半、広範な実験的プラズマ形状調査により、Lモードにおけるエネルギー閉じ込め時間は「三角形度がゼロ（またはわずかに負の値）から正の値に増加するにつれて著しく劣化する」ことが判明した。^{[ 8 ]}これにより、Lモードおよび正の三角形度（PT）領域における三角形度との傾向が初めて確立され、他の場所で観察されたHモードの傾向とは対照的となった。

TCVでは、負の三角形度（NT）Lモードにおいて決定的なブレークスルーが達成された。これは、密度、安全係数、ECRH出力、堆積位置、そして最終的にはプラズマの伸長と三角形度への依存性を調査することにより、NT領域全体にわたって改善されたエネルギー閉じ込めの線形継続が観測されたためである。^{[ 9 ]}この発見は、より広範なキャンペーンで確認された。^{[ 4 ]}

パワーバランス解析により、三角形度をPTからNT（δ = ±0.4）に反転させると、半径方向のエネルギー輸送が半分になり、エネルギー閉じ込めが2倍になることが明らかになり、トラップされた電子モード輸送領域における衝突と三角形度の役割が分離されました。^{[ 10 ]}

Hモードでは、PTからNTへの三角形度の漸減により、ELMの周波数が高くなり、ELMが小さくなり、消滅します^{[ 11 ]。}これは、将来の大型発電所ではELMのパワーバーストが許容できないため、第一壁の完全性にとって重要な発見です。80年代には、MHDエッジ圧力制限不安定性の存在により、NTプラズマ形状は人気がありませんでした。やや皮肉なことに、エッジ不安定性（高nバルーニングモード^{[ 12 ]}）は、最近のDIII-D NTキャンペーンで実証されたように、コアプラズマの性能に悪影響を与えることなく、Hモードペデスタルの形成、ひいてはELMを防ぐため、現在では歓迎されています^{[ 13 ] [ 14 ]} 。NTの集中的な開発は、歴史的レビューにまとめられています^{[ 15 ]。}