2006 Fiscal Year Annual Research Report
TF-CSハイブリッド型電磁力平衡コイルを用いた核燃焼球状トカマクの研究
| Project/Area Number |
17360440
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
筒井 広明 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助手 (20227440)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
嶋田 隆一 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (40206181)
飯尾 俊二 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教授 (90272723)
谷 啓二 日本原子力研究開発機構, 那珂核融合研究所・核融合研究開発部門, 研究主席 (00446452)
野村 新一 東京工業大学, 統合研究院, ソリューション研究員 (90401520)
|
|---|
| Keywords | 球状トカマク / α粒子 / 有限ラーマー半径効果 / リップル共鳴拡散 / 電磁力平衡コイル / ビリアル定理 / 磁気エネルギー回生スイッチ |
|---|
| Research Abstract |
球状トカマク炉は従来のトカマクに比べて磁場が弱く有限ラーマー半径効果が無視できない。そこで、案内中心軌道近似を用いず、α粒子のラーマー軌道、及び、拡散係数を数値的に求めるプログラムを開発し、従来の案内中心近似と比較した。特に、トロイダル磁場リップルとバナナ軌道運動との共鳴現象による異常拡散現象に注目し、拡散係数のエネルギー依存性を調べた。その結果、ラーマー運動の効果で共鳴が弱まり、拡散係数のエネルギー依存度が緩やかになることが分かった。次に、この共鳴現象に関する有限ラーマ半径効果を理解するために、単純な平衡配位に対して同様の解析を行った。その際、案内中心近似と完全な運動方程式の解が同じ保存量を持つように、案内中心軌道方程式を選ぶとともに、磁場配位も選んで解析した。その結果、無衝突時における両者の軌道は非常に良く一致し、リップル共鳴に関する有限ラーマー半径効果は球状トカマク以外の配位でも同様に生じることが分かった。
ヘリカル型コイルである電磁力平衡コイルは、その製作性に問題がある。そこで、最大磁場強度7Tのヘリカル型超伝導コイルの設計を行った。その結果、アルミ合金の巻枠にNbTi線で製作可能であることを示した。また、コイル励磁用電源に磁気エネルギー回生スイッチを適用することを検討した。その結果、電源容量を低減させうることを示すとともに、コイルに電源が発生しうる電圧よりもさらに高い電圧を印加できることを示した。
|
