新型バンドルダイバータ付き低アスペクト比トカマクの体積中性子源炉・発電炉設計

1998 Fiscal Year Final Research Report Summary

• Project/Area Number: 09680488
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Nuclear fusion studies
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小川 雄一 東京大学, 高温プラズマ研究センター, 教授 (90144170)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大藪 修義 核融合科学研究所, 教授 (60203949) ; 井上 信幸 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (60023719) ; 吉田 善章 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (80182765) ; 二瓶 仁 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (70010973) ; 岡野 邦彦 電力中央研究所, 原子力システム部, 主席研究員
• Project Period (FY): 1997 – 1998
• Keywords: 低アスペクト比トカマク / 新型バンドルダイバータ / 磁場リップル / バンドルコイル / ポロイダルコイル

Research Abstract

低アスペクト比トカマクは,小型核融合炉としてや体積中性子源炉として,近年大変関心が持たれている.ただし低アスペクト比トカマクの問題点として,幾つかの懸念が挙げられている.例えば物理的にはブートストラップ電流の割合を高くしなければならないと言う点や,工学的には,中心導体や第一壁・ダイバータの設計が厳しくなる点などが挙げられている.特に低アスペクト比トカマクでは,ダイバータ部のスペースが大変狭いので,ダイバーダ領域での熱処理が従来のトカマクより格段に厳しくなると予測される.ここでは,我々はこのダイバーダ熱処理の問題を解決すべく,低アスペクト比トカマクに対して新型のポロイダルーバンドルダイバータを提案した.バンドルコイルはトーラスの上部や下部に設置されている.またこのバンドルコイルへ導くべく幾つかのポロイダルガイドコイルも新たに設置した.これらのコイルはトロイダルコイルの内側に設置しなければならない.幸いにも低アスペクト比トカマクでは常伝導コイルの使用が可能であるので,そのような場所への設置が可能である.セパラトリックスの外側の磁力線が,これらのポロイダルガイドコイルでトーラスの下部領域に導かれ,トロイダルコイル間に設置されたバンドルコイルを通してトーラスの外側まで引き出すことが可能であることがわかった.このようなバンドルダイバータ配位の特長として,コアプラズマの形状などに大きな影響を与えない.またこれらのバンドルコイルによる磁場リップルが十分小さいという点が挙げられる.

Research Products

• [Publications] 小川 雄一: "Design of Steady-state Tokamak Device with Superconducting Coils for a volumetric Neutron Source"Fusion Engineering and Design. 41. 469-475 (1998)
• [Publications] K.C.Shaing: "Bifurcation and Relaxation of Radial Electric Field in Enhanced Reversed Shear Tokamak Plasmas"Physical Review Letters. 83. 3840-3843 (1999)
• [Publications] 小川 雄一: "A New Poloidal-Bundle Divertor for a Spherical Tokamak"Fusion Engineering and Design. 43、(印刷中). (2000)