2004 Fiscal Year Annual Research Report
核融合プラズマ燃料供給のための固体水素ペレット生成射出装置の高耐久化
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13358006
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
山田 弘司 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (20200735)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三戸 利行 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (10166069)
坂本 隆一 核融合科学研究所, 助手 (10290917)
須藤 滋 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (50142302)
小田 泰嗣 三菱重工業(株), 神戸造船所, 主任(研究職)
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| Keywords | 固体水素ペレット / 射出成形 / GM冷凍機 / 連続運転 / 核融合 / 燃料供給 / 高耐久性 |
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| Research Abstract |
本研究課題は平成16年度で終了である。計画を開始するに当たり、核融合炉の定常炉心プラズマに対応できる燃料供給装置を実現することを目的として、以下の3つの性能を同時に満足する連続ペレット入射装置を開発することとした。(1)1時間の運転に対応できるもの(但し、原理的には運転時間に制限が生じないものとする)。射出確率は95%以上。(2)繰り返しは10Hz以上。(3)入射速度は1.5km/s以上。いずれも既存の固体水素ペレット入射装置の概念から耐久性において格段の進展を要求していた。この装置はスクリュー押出し方式の固体水素連続生成法と固体水素冷凍部に小型冷凍機を採用し液体ヘリウムを用いることなく、原理的に完全定常射出を可能とした.10Hzで1000秒間,計10000発の射出を99%以上の射出確率で実証し,より長時間の運転を阻害する問題がないことを示した。これらにより核融合炉での実機使用を想定しうる装置が開発できたと考えている。射出速度は600m/sに留まっているが、加速ガス用の射出弁の動作と差動圧力、流量の関係が整理され、弁の閉動作を遅延させ流量を増やすことによって1km/s程度までの改善が可能である見込みを得た。1.5km/sまでの増強は射出成形されたペレットを加速バレル内に閉じ込める技術についてのさらなる考察を必要とし、今後の課題として残る。平成16年度に特に取り組んだことは制御性能の向上である。ペレット射出タイミングは制御用PCIスロット内のファンクションジェネレータが発生する1kHzパルス波をカウンタユニットで数え,予め設定した射出タイミングに相当するカウントと一致したときトリガーを発生することによって行われる.射出トリガーを射出電源へ入力する前に信号比較器を用いたトリガーフィルターを合わせた機能により,連続ペレット入射による密度帰還制御を可能とした。
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