パルス超強磁界トカマクによる核融合炉安全工学実験装置の開発研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06402065
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 嶋田 隆一 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (40206181)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 有冨 正憲 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教授 (60101002) ; 高木 隆三 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (90108233) ; 井上 晃 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (20016851) ; 岡本 眞實 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (40016853) ; 藤家 洋一 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (10028996)
• Keywords: Force Balanced / 超強磁界トカマク炉 / プラズマ挙動 / トカマク / 電磁力平衡コイル / コスト

Research Abstract

本研究では、ForceBalancedコイルによる超強磁界発生の実証を行い、超電導の巻線によりトロイダル、ポロイダル一体化コイル(0.7MJのコンデンサバンク(ニチコン製)の出力をコイル励磁に使用)により中心力を低減させ従来にない高磁場が発生出来るコイルを設計し、製作を行った。これは、世界で初めての電磁力平衡コイルであり、プラズマ挙動をシミュレートするための動的プラズマ平衡モデルにより、プラズマの各要素を個々の計算機により、並列に計算させ、リアルタイムにプラズマに極限状態、例えばトカマクのデイスラプション過程を検討出来るようになった。その時の電磁気的結合による構造物等への渦電流、電磁力を評価するコードの整備を開始した。また、マルチヘリカル電磁力平衡コイルを用いてトカマクプラズマが生成できることを確かめるための真空容器及び電源装置を建設した。
パルス超強磁界トカマク炉の運転シナリオの検討は、パルス運転の欠点があったが最近のブートストラップ現象がプラズマ電流を維持するので、負イオン中性粒子加熱による若干の電流駆動で本装置が定常炉にもなる可能性がでてきた。
電磁力平衡コイル超強磁界トカマク炉の概念検討と運転シナリオの検討によって超強磁界トカマク炉は控えめに見ても日本原子力研究所のSSTRの半分以下のコストで実現できることがわかり、第13回核融合技術国際会議(SOFT会議)に報告した。