フューザー
自家製フューザー

フューザーは、電界を用いてイオンを核融合反応を起こす温度まで加熱する装置です。この装置は、真空中で2つの金属ケースの間に電位差を生じさせます。正イオンはこの電圧降下によって落下し、速度を増していきます。中心で衝突すると核融合反応が起こります。これは慣性静電閉じ込め装置の一種であり、核融合研究の一分野です。

ファーンズワース・ハーシュ融合炉は最も一般的なタイプの融合炉である。[ 1 ]この設計は、1964年のフィロ・T・ファーンズワースと1967年のロバート・L・ハーシュの研究から生まれた。 [ 2 ] [ 3 ]融合炉の変種は、ロスアラモス国立研究所のウィリアム・エルモア、ジェームズ・L・タック、ケン・ワトソンによって以前に提案されていたが[ 4 ]、彼らはその機械を製作することはなかった。

核融合炉は様々な機関によって建造されてきた。これらには、ウィスコンシン大学マディソン校[ 5 ]、マサチューセッツ工科大学[ 6 ]などの学術機関や、イラン原子力機構やトルコ原子力庁[ 7 ]などの政府機関が含まれる。[ 8 ] 核融合炉は商業的にも開発されており、ダイムラークライスラー・エアロスペース[ 9 ]では中性子源として、また医療用同位元素を生成する方法として開発されてきた。[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]核融合炉は趣味人やアマチュアの間でも非常に人気となっている。単純な核融合炉を使用して核融合を実行するアマチュアも増えている。[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]しかし、科学者は核融合炉を大規模エネルギー生産のための実行可能な概念とは考えていない。

機構

基礎となる物理学

核融合は、原子核が核力によって一つの大きな原子核に引き寄せられる距離まで接近したときに起こります。この接近に対抗するのは原子核内の正電荷で、静電気力によって原子核同士を引き離します。核融合を起こすには、原子核がこのクーロン障壁を乗り越えられるほどの初期エネルギーを持っている必要があります。核力は核子、陽子、中性子の数に応じて増加し、電磁力は陽子の数のみに応じて増加するため、最も融合しやすい原子は水素同位体、中性子が1つある重水素、中性子が2つある三重水素です。水素燃料の場合、反応を起こすには約3～10 keVのエネルギーが必要です。[ 19 ]

核融合発電の従来のアプローチは、一般的に、燃料を、そのエネルギーのマクスウェル・ボルツマン分布が十分に高くなり、ロングテールの粒子の一部が必要なエネルギーを持つ温度まで加熱しようとしてきた。 [ 19 ]この場合の十分に高いというのは、核融合反応の速度が、環境へのエネルギー損失を相殺するのに十分なエネルギーを生み出し、それによって周囲の燃料を同じ温度まで加熱し、点火と呼ばれる自立反応を生み出す温度である。計算によると、これは約5000万ケルビン（K）で起こる が、実用的な機械では1億K程度のより高い数値が望ましい。極めて高い温度のため、核融合反応は熱核反応とも呼ばれる。

原子が数千度に相当する温度まで加熱されると、電子は原子核から徐々に自由になります。その結果、イオンと呼​​ばれる自由原子核と、その電子からなるプラズマと呼ばれる気体状の物質状態が生じます。プラズマは自由に移動する電荷で構成されているため、磁場と電場を用いて制御することができます。核融合装置はこの特性を利用して、燃料を数百万度に保持します。

フューザーコンセプト

フューザーは、イオン同士を直接加速することで燃料に核融合に必要なエネルギーを与えようとする、より広範な装置群の一つです。フューザーの場合、これは静電力によって実現されます。 ±1 電荷のイオンは、1 ボルト加速されるごとに 1電子ボルトのエネルギーを得ます。必要な約 10 keV に達するには、両方の粒子に 10 kV の電圧を印加する必要があります。比較すると、一般的なテレビのブラウン管に使用されている電子銃は3 ～ 6 kV 程度であるため、このような装置の複雑さはかなり抑えられます。さまざまな理由から、約 15 keV のエネルギーが使用されます。これは、一般的な磁気閉じ込め核融合プラズマ温度 である約 1 億 7,400 万ケルビンの温度における平均運動エネルギーに相当します。

この衝突ビーム核融合アプローチの一般的な問題は、イオンがどれだけ正確に狙いを定めても、互いに衝突する可能性が低いことです。わずかなずれでも粒子は散乱し、核融合に失敗することにつながります。散乱の可能性が核融合率よりも桁違いに高いことは容易に証明できます。つまり、イオンに供給されたエネルギーの大部分は無駄になり、実際に起こった核融合反応もこれらの損失を補うことができないということです。エネルギーをプラスにするためには、核融合装置はこれらのイオンを燃料塊に再循環させ、数千回、あるいは数百万回も核融合の機会を与え、その間、イオンのエネルギーを可能な限り保持する必要があります。

フューザーは、加速グリッドシステムを球状に配置することで、この要件を満たそうとしている。融合に失敗したイオンは装置の中心を通過し、反対側の加速器に戻り、再び中心に向かって加速される。この動作でエネルギーが失われることはなく、理論上は、グリッドワイヤが無限に細いと仮定すると、イオンは追加のエネルギーを必要とせずに永遠に循環することができる。散乱したイオンであっても、単に新しい軌道を取り、グリッドの新たな地点から出て、再び中心に向かって加速し、最終的に核融合イベントが発生するために必要な循環を提供する。[ 20 ]

フューザーにおける核融合の基本的なメカニズム。(1) フューザーには2つの同心円状のワイヤーケージがあり、陰極は陽極の内側にあります。(2) 陽イオンは内側の陰極に引き寄せられ、電圧降下によってエネルギーを得ます。(3) イオンは内側のケージを通り抜け、中性反応領域に入ります。(4) イオンは中央で衝突し、核融合する可能性があります。[ 21 ]

損失

核融合炉の実際の起動シーケンスを考察することは、最終的な動作を理解する上で重要です。通常、システムは真空まで排気され、少量のガスが真空チャンバー内に導入されます。このガスは拡散して容積を満たします。電極に電圧が印加されると、電極間の原子は電離を引き起こし、内側へ加速し始めます。原子は最初はランダムに分布しているため、得られるエネルギー量は異なります。最初に陽極付近の原子は、印加電圧の大部分、例えば15keVを得ます。最初に陰極付近の原子は、はるかに少ないエネルギーしか得ず、中央反応領域の反対側にある原子と核融合するには低すぎる可能性があります。[ 20 ]

起動期間中、内部領域内の燃料原子は電離しません。加速されたイオンはこれらの原子と散乱してエネルギーを失い、同時に以前は冷えていた原子を電離させます。この過程と他のイオンからの散乱により、イオンのエネルギーはランダムに分布し、燃料は急速に非熱分布へと変化します。そのため、フューザーシステムでは、起動時に一部の燃料が「失われる」ため、他の方法で燃料を加熱するシステムよりも必要なエネルギーが高くなります。[ 20 ]

実際の電極は無限に薄いわけではなく、電線からの散乱や電極内でのイオンの捕捉の可能性が大きな問題となり、高い伝導損失を引き起こします。これらの損失は、核融合反応から放出されるエネルギーよりも少なくとも5桁も高くなる可能性があります。これは、核融合炉がスターモード（反応を最小限に抑えるモード）にある場合でも当てはまります。[ 22 ]

他にも多くの損失メカニズムがあります。例えば、高エネルギーイオンと低エネルギー中性粒子間の電荷交換が挙げられます。この電荷交換によりイオンは電子を捕獲し、電気的に中性となり、加速されてチャンバーに戻ることができなくなるため、フューザーから放出されます。これにより、新たにイオン化された低エネルギーの原子が残り、プラズマが冷却されます。散乱によってイオンのエネルギーが上昇し、陽極を通過して脱出することもあります。この例では、15keVを超えるエネルギーであれば、それが当てはまります。[ 20 ]

さらに、イオンとチャンバー内に残った不純物の散乱によって大きな制動放射線が発生し、燃料からエネルギーを運び出すX線が発生します。 [ 20 ]この効果は粒子エネルギーとともに増大するため、システムが核融合に関連する動作条件に近づくにつれて、この問題はより顕著になります。[ 23 ]

これらの損失メカニズムの結果として、核融合炉はこれまで損益分岐点のエネルギー出力に近づくことはなく、今後も不可能と思われる。[ 20 ] [ 23 ]

一般的な高電圧源としては、ZVSフライバック方式の高圧電源とネオンサイン型変圧器が挙げられます。これは静電粒子加速器とも呼ばれます。

歴史

米国特許 3,386,883 – フューザー – 1968 年 6 月 4 日のファーンズワースの特許からの画像。この装置には、磁場を作るための内部ケージと、外側に 4 つのイオン銃があります。

フューザーは、テレビの先駆的研究で知られるフィロ・T・ファーンズワースによって考案されました。1930年代初頭、彼はテレビ用真空管の設計をいくつか研究し、興味深い効果をもたらすものを発見しました。彼が「マルチパクター」と呼んだこの設計では、一方の電極からもう一方の電極へと移動する電子は、適切な高周波磁場を印加することで飛行途中で停止します。すると電荷が管の中心に蓄積され、高い増幅効果が得られます。しかし残念なことに、このマルチパクター効果は、電子が最終的に電極に衝突する際に大きな侵食を引き起こし、今日ではマルチパクター効果は一般的に回避すべき問題と考えられています。

ファーンズワースがこの装置に特に興味を持ったのは、電子を特定の一点に集中させる能力だった。核融合研究における最大の課題の一つは、高温の燃料が容器の壁に衝突しないようにすることである。衝突してしまうと、燃料を核融合反応を起こすのに十分な高温に保つことができない。ファーンズワースは、原子炉の「壁」となる場をマルチパクターによって閉じ込められた電子またはイオンとする静電プラズマ閉じ込めシステムを構築できると考えた。そうすれば、燃料は壁を通して注入され、一度壁の中に入ったら逃げることができなくなる。彼はこの概念を仮想電極と呼び、システム全体を核融合炉と呼んだ。

デザイン

ファーンズワースが考案した核融合炉の設計は、初期のマルチパクターと同様に、円筒形の電極配置を基本としていました。燃料はイオン化され、小型の加速器から外側の（物理的な）電極に開けられた穴を通して噴射されました。穴を通過すると、燃料は高速で内側の反応領域へと加速されました。正に帯電した電極からの静電気圧によって、燃料全体が炉壁から離れた状態を保ち、新たなイオンの衝撃によって最も高温のプラズマが中心部に保持されました。彼はこれを「慣性静電閉じ込め」と呼び、この用語は今日まで使われ続けています。核融合を起こすには、電極間の電圧は少なくとも25kV必要です。

ファーンズワーステレビラボで働く

この研究はすべて、1949年にITTコーポレーションが次期RCAとなる計画の一環として買収したファーンズワース・テレビジョン研究所で行われ、ファーンズワースが先頭に立っていた。[ 24 ]しかし、核融合研究プロジェクトはすぐに利益を生むとは考えられていなかった。1965年、取締役会は ハロルド・ジニーンにファーンズワース部門の売却を求め始めたが、彼は1966年度の予算を承認し、1967年半ばまでの資金提供しか受けられなかった。しかし、それ以上の資金提供は拒否され、ファーンズワースは病気になって医療上の理由で退職したため、ITTの核融合実験は終了した。[ 24 ]

ロバート・ハーシュの登場と改良型ハーシュ・ミークス融合炉の特許の導入により、状況は劇的に変化した。[ 25 ]ハーシュの設計に基づく新型融合炉は1964年から1967年の間に初めて製作された。[ 2 ] ハーシュは1967年に論文でその設計を発表した。彼の設計には真空チャンバー内にイオンを発射するためのイオンビームが含まれていた。 [ 2 ]

チームはその後、当時核融合研究の資金を担当していた原子力委員会（AEC）に協力を仰ぎ、既存のどの「古典的」装置よりも高い核融合エネルギーを生み出す、カートに搭載された実証装置を提供した。関係者は驚いたが、タイミングが悪かった。ヒルシュ自身が、ソ連がトカマクを用いて大きな進歩を遂げていることを明らかにしたばかりだったのだ。この驚くべき展開を受けて、AECは大型トカマク計画への資金集中と、代替概念への支援削減を決定した。

最近の動向

イリノイ大学のジョージ・H・マイリーは核融合炉を再検討し、この分野に再導入しました。それ以来、核融合炉への関心は緩やかながらも着実に続いています。重要な進展の一つは、核融合炉ベースの中性子発生器の商業化成功です。ロバート・W・ブサードは2006年から2007年に亡くなるまで、現在ポリウェルと呼ばれる核融合炉に類似した設計の原子炉について講演を行い、有用な発電が可能になると述べました。[ 26 ]最近では、核融合炉は比較的少ないスペース、費用、電力消費量から、家庭でのプロジェクトとしてアマチュアの間で人気が高まっています。「核融合炉愛好家」のオンラインコミュニティであるオープンソース核融合炉研究コンソーシアム（Fusor.net）は、核融合炉の世界における進展を報告し、他のアマチュアのプロジェクトを支援することに専念しています。このサイトには、ファーンズワースのオリジナルの特許やヒルシュの発明バージョンの特許など、フューザーに関するフォーラム、記事、論文が掲載されている。[ 27 ]

核融合炉における核融合

基本的な融合

さまざまな核融合反応の断面積

核融合とは、軽い原子核が結合して重い原子核になる反応のことです。このプロセスにより質量がエネルギーに変換され、そのエネルギーを核融合発電に利用することができます。多くの種類の原子が核融合できます。最も核融合しやすいのは重水素と三重水素です。核融合が起こるには、イオンの温度が少なくとも4 keV（キロ電子ボルト）、つまり約4500万ケルビンである必要があります。2番目に簡単な反応は、重水素同士の核融合です。このガスは安価なため、アマチュアが燃料としてよく使用します。核融合反応のしやすさは、その断面積で測られます。[ 28 ]

ネットパワー

このような条件下では、原子は電離してプラズマを形成します。高温のプラズマ雲内で核融合によって生成されるエネルギーは、次の式で表されます。[ 29 ]

P融合＝nあnB⟨σvあ、B⟩E融合、{\displaystyle P_{\text{fusion}}=n_{A}n_{B}\langle \sigma v_{A,B}\rangle E_{\text{fusion}},}

どこ

P融合{\displaystyle P_{\text{融合}}}核融合出力密度（体積当たり時間当たりのエネルギー）
nは種Aまたは種Bの数密度（体積あたりの粒子数）である。
⟨σvあ、B⟩{\displaystyle \langle \sigma v_{A,B}\rangle }は、衝突断面積σ（相対速度に依存する）と2種の相対速度vの積であり、システム内のすべての粒子速度にわたって平均化される。
E融合{\displaystyle E_{\text{融合}}}単一の核融合反応によって放出されるエネルギーです。

この式は、エネルギーが温度、密度、衝突速度、および使用燃料によって変化することを示しています。正味電力に到達するには、核融合反応がエネルギー損失を補うのに十分な速さで発生する必要があります。核融合を使用するすべての発電所はこの高温の雲を維持します。プラズマ雲は伝導と放射によってエネルギーを失います。[ 29 ] 伝導はイオン、電子、または中性粒子が表面に触れて漏れ出すことです。エネルギーは粒子とともに失われます。放射はエネルギーが光として雲から出ていくことです。放射は温度が上昇するにつれて増加します。核融合から正味電力を得るには、これらの損失を克服する必要があります。これにより、出力の式が導き出されます。

P外＝η捕獲（P融合−P伝導−P放射線）。{\displaystyle P_{\text{out}}=\eta _{\text{capture}}(P_{\text{fusion}}-P_{\text{conduction}}-P_{\text{radiation}}).}

どこ：

ηは効率であり、
P伝導{\displaystyle P_{\text{伝導}}}エネルギーを蓄えた質量が離れるときに伝導損失が生ずる力である。
P放射線{\displaystyle P_{\text{放射線}}}エネルギーが光として放出される際の放射損失の力である。
P外{\displaystyle P_{\text{out}}}核融合から得られる正味電力です。

ジョン・ローソンはこの式を用いて、マクスウェル雲に基づく正味電力のいくつかの条件を推定した[ 29 ]。[ 29 ] これがローソンの基準となった。フューザーは、通常、循環プラズマの経路上にワイヤーケージが存在するため、 伝導損失の影響を受ける。

フューザーでは

オリジナルのフューザー設計では、複数の小型粒子加速器（基本的には両端を取り除いたテレビ管）が、比較的低い電圧で真空チャンバー内にイオンを注入します。ヒルシュ版フューザーでは、チャンバー内の希薄ガスをイオン化することでイオンを生成します。どちらのバージョンでも、2つの同心球状の電極があり、内側の電極は外側の電極に対して負に帯電しています（約80kV）。イオンが電極間の領域に入ると、中心に向かって加速されます。

フューザーでは、イオンは電極によって数keVまで加速されるため、加熱は不要です（イオンが何らかの過程を経てエネルギーを失う前に融合する限り）。45メガケルビンはどんな基準から見ても非常に高い温度ですが、それに対応する電圧はわずか4kVで、ネオンサインやブラウン管テレビなどの機器で一般的に見られるレベルです。イオンが初期エネルギーを維持する限り、エネルギーを調整することで反応断面積のピークを利用したり、高エネルギーで起こりうる不利な反応（例えば中性子生成）を回避したりすることができます。

重水素のイオン化率を高めるための様々な試みがなされてきました。例えば、「イオン銃」（旧式のテレビのブラウン管のベースとなった「電子銃」に類似）内のヒーターや、高電圧電磁場を用いてイオン形成を促進できるマグネトロン型装置（電子レンジの電源）などが挙げられます。イオン密度（イオンの平均自由行程を維持する範囲内で）またはイオンエネルギーを増加させるあらゆる方法は、核融合収率（通常は1秒あたりに生成される中性子数で測定）の向上が期待できます。

イオンエネルギーを容易に増加できることは、燃料が豊富で、放射性トリチウムを必要とせず、一次反応で中性子を生成しない陽子-ホウ素核融合などの「高温」核融合反応を考慮する場合に特に有用であると思われる。

一般的な考慮事項

動作モード

いわゆる「スターモード」で動作中のファーンズワース・ヒルシュ融合炉。内部グリッドの隙間から放射されるように見える輝くプラズマの「光線」が特徴。

フューザーには少なくとも2つの動作モード（場合によってはそれ以上）があります。スターモードとハローモードです。ハローモードは、1つまたは2つの電子ビームが構造体から放出される、幅広く対称的な輝きが特徴です。核融合はほとんど起こりません。[ 30 ]ハローモードは高圧タンクで発生し、真空度が向上すると装置はスターモードに移行します。スターモードは、装置の中心から放射される明るい光線として現れます。[ 30 ]

電力密度

ケージによって形成される電界は負であるため、正に帯電したイオンと負に帯電した電子を同時に捕捉することはできません。そのため、電荷が蓄積される領域が必ず存在し、達成可能な密度に上限が生じます。これにより、装置の電力密度に上限が生じ、発電には不十分なレベルに留まる可能性があります。

イオン速度の熱化

イオンが核融合炉の中心に最初に落下する際、すべてのイオンは同じエネルギーを持つが、速度分布は急速にマクスウェル・ボルツマン分布に近づく。これは単純なクーロン衝突によって数ミリ秒で起こるが、ビーム間不安定性はさらに桁違いに速く発生する。比較すると、どのイオンも核融合反応を起こすまでに数分かかるため、少なくとも発電に関しては、核融合炉を単一エネルギーで捉える見方は適切ではない。熱化の結果、一部のイオンは核融合反応を起こさずにエネルギーを持ち去り、ポテンシャル井戸から十分なエネルギーを得ることになる。

電極

異なるグリッド デザインを示す画像。

核融合炉電力システムの電極には、未解決の課題が数多く存在します。まず、電極は自身の電位に影響を与えることができないため、一見すると核融合プラズマが内部電極と多かれ少なかれ直接接触し、プラズマの汚染や電極の破壊につながるように思われます。しかし、核融合の大部分は、電位が最小の領域に形成されるマイクロチャネル[ 31 ]で発生する傾向があり、これはコアを貫通する可視光線として見られます。これらのマイクロチャネルは、その領域内の力がほぼ安定した「軌道」に対応しているために形成されます。スターモードで動作する典型的なグリッド内の高エネルギーイオンの約40%は、これらのマイクロチャネル内に存在する可能性があります[ 32 ] 。それでもなお、グリッド衝突は、ファーンズワース・ヒルシュ核融合炉にとって依然として主要なエネルギー損失メカニズムです。問題を複雑にしているのは、中心電極の冷却という課題です。発電所を稼働させるのに十分な電力を生成する核融合炉は、内部電極も破壊する運命にあると考えられます。基本的な制限の 1 つとして、作動流体を加熱するために捕捉される中性子束を生成する方法はいずれも、その中性子束で電極を攻撃し、電極も加熱してしまうという点があります。

これらの問題を解決するための試みとしては、ブサードのポリウェルシステム、D.C.バーンズの改良ペニングトラップ方式、そしてイリノイ大学のフューザー（グリッドは保持しつつも、イオンをより高密度にマイクロチャネルに集中させることで損失を回避しようとする）などが挙げられます。これら3つはすべて慣性静電閉じ込め（IEC）装置ですが、実際に「フューザー」と呼ばれるのは最後の装置だけです。

放射線

荷電粒子は速度が変わると光としてエネルギーを放射する。[ 33 ] この損失率は非相対論的粒子についてはラーモアの公式を使って推定できる。フューザーの中にはイオンと電子の雲がある。これらの粒子は動き回ると加速したり減速したりする。この速度変化により雲は光としてエネルギーを失う。フューザーからの放射は（少なくとも）可視光線、紫外線、X線スペクトルにあり、使用するフューザーの種類によって変わる。この速度変化は粒子間の静電相互作用（イオン対イオン、イオン対電子、電子対電子）による。これは制動放射線と呼ばれ、フューザーでは一般的である。速度変化は粒子と電場の相互作用によっても起こる。磁場がないので、フューザーは低速ではサイクロトロン放射を、高速では シンクロトロン放射を放射しない。

トッド・ライダーは、 「熱力学的平衡状態にないプラズマ核融合システムの基本的限界」の中で、準中性等方性プラズマは制動放射線によって、DT（あるいはDDまたはD-He3）以外の燃料では到底許容できない速度でエネルギーを失うと主張している。この論文はIEC核融合には適用できない。なぜなら、準中性プラズマはIEC核融合の基本的な要素である電界によって閉じ込めることができないからである。しかし、ライダーは以前の論文「慣性静電閉じ込め核融合システムに対する一般的な批判」において、核融合炉を含む一般的なIEC装置について直接論じている。核融合炉の場合、電子は一般に燃料の質量から分離され、電極近傍に隔離されているため、損失率は制限される。しかし、ライダーは実用的な核融合炉が、大きな電子混合と損失、あるいは電力密度の低下につながる様々なモードで動作することを実証している。これは、核融合炉のようなシステムの出力を制限する、 一種のジレンマのようです。

安全性

核融合炉の建設と運用には、安全に関する重要な考慮事項がいくつかあります。まず、高電圧が使用されること、次にX線や中性子が放出される可能性があること、そして地元当局や規制当局への広報や誤報への配慮も重要です。

商用アプリケーション

生産元 中性子
エネルギー 2.45 MeV
質量 940 MeV
電荷 0 ℃
スピン 1/2

中性子源

フューザーは実用的な中性子源として実証されている。一般的なフューザーは原子炉や粒子加速器源ほど高い中性子束には達しないものの、多くの用途には十分である。重要なのは、中性子発生器はベンチトップに簡単に設置でき、スイッチ一つで停止できることである。商用フューザーは、1996年から2001年初頭にかけて、ブレーメンのダイムラークライスラー・エアロスペース・スペース・インフラストラクチャーにおいて、非中核事業として開発された。 [ 9 ] プロジェクトが事実上終了した後、元プロジェクトマネージャーはNSD-Fusionという会社を設立した。[ 12 ]現在までに、フューザーのような装置によって達成された最高の中性子束は、重水素-重水素核融合反応による毎秒3×10の11乗中性子 である。 [ 10 ]

医療用同位元素

民間の新興企業は、核融合炉で発生した中性子束を利用して、医療用同位体であるテクネチウム99mの前駆物質であるモリブデン99を生成した。 [ 10 ] [ 11 ]

特許

参照

参考文献

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さらに読む

  • 核融合発電への障壁の低減；GL Kulcinski および JF Santarius、1997 年 10 月 「核融合発電への道」にて発表、Journal of Fusion Energy 誌、第 17 巻、第 1 号、1998 年に投稿。( PDF 形式の要約)
  • ロバート・L・ハーシュ、「イオン化核融合ガスの慣性静電閉じ込め」、応用物理学ジャーナル、第38巻、第7号、1967年10月
  • アーヴィング・ラングミュア、キャサリン・B・ブロジェット、「同心球間の空間電荷によって制限される電流」『フィジカル・レビュー』第24巻第1号、49～59頁、1924年
  • RA Anderl、JK Hartwell、JH Nadler、JM DeMora、RA Stubbers、GH Miley、「NDE 用 IEC 中性子源の開発」、第 16 回核融合工学シンポジウム、GH Miley および CM Elliott 編、IEEE Con​​f. Proc. 95CH35852、IEEE Piscataway、ニュージャージー、1482–1485 (1996)。
  • 「プラズマの慣性静電閉じ込めについて」ウィリアム・C・エルモア、ジェームズ・L・タック、ケネス・M・ワトソン、『流体物理学』第2巻第3号、1959年5～6月
  • 「慣性静電閉じ込め装置におけるD-3He核融合」（PDF） 。 2009年3月16日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2004年8月25日閲覧。 (142 KB) ; RP Ashley、GL Kulcinski、JF Santarius、S. Krupakar Murali、G. Piefer; IEEE Publication 99CH37050、pp. 35–37、第18回核融合工学シンポジウム、ニューメキシコ州アルバカーキ、1999年10月25日～29日。
  • GL Kulcinski、「ウィスコンシン大学 IEC 装置における先進燃料の定常核融合の進歩」、2001 年 3 月
  • 球状収束イオンフォーカスの核融合反応性特性、TA Thorson、RD Durst、RJ Fonck、AC Sontag、「核融合」第38巻第4号、p. 495、1998年4月。（抄録）
  • 球状収束イオン焦点における収束、静電ポテンシャルおよび密度測定、TA Thorson、RD Durst、RJ Fonck、および LP Wainwright、「Phys. Plasma」、4:1、1997 年 1 月。
  • RW Bussard および LW Jameson、「慣性静電推進スペクトル: 空気呼吸から星間飛行まで」、Journal of Propulsion and Power、v 11、no 2。著者らは、陽子—ホウ素 11 反応とイオン静電閉じ込めへのその応用について説明しています。
  • RW BussardとLW Jameson、「電気推進としての核融合」、Journal of Propulsion and Power、第6巻、第5号、1990年9月～10月
  • Todd H. Rider、「慣性静電閉じ込め核融合システムの一般的な批評」 、 MIT修士論文、1994 年。
  • Todd H. Rider、「熱力学的平衡状態にないプラズマ核融合システムの基本的限界」 、 MIT博士論文、1995 年。
  • Todd H. Rider、「熱力学的平衡状態にないプラズマ核融合システムの基本的限界」Physics of Plasmas、1997 年 4 月、第 4 巻、第 4 号、pp. 1039–1046。
  • 先進的な核融合燃料は今日の技術で使用可能か? JF Santarius、GL Kulcinski、LA El-Guebaly、HY Khater、1998 年 1 月 [Fusion Power Associates 年次会議、1997 年 8 月 27 ～ 29 日、コロラド州アスペンにて発表、Journal of Fusion Energy、Vol. 17、No. 1、1998 年、p. 33]。
  • RW BussardとLW Jameson、「SSTOから土星の衛星まで、実用宇宙飛行のための超高性能核融合推進」、第30回AIAA/ASME/SAE/ASEE合同推進会議、1994年6月27～29日、AIAA-94-3269
  • 「Robert W. BussardによるGoogle社員向けプレゼンテーションビデオ - Google TechTalks」 。2006年11月9日。2007年11月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。
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