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

具有新型束偏滤器的低纵横比托卡马克体积中子源反应堆/动力反应堆设计

• 批准号: 09680488
• 负责人: 小川 雄一
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09680488/
• 关键词: 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; 体積中性子源炉; 核融合発電炉; 核融合炉; 小型化; ダイバータ熱処理; ポロイダルダイバータ; バンドルダイバータ; 常伝導コイル

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.

近年来，低宽高比tokamak对小核融合反应堆和体积中子源反应器非常感兴趣。但是，有几个担心的问题是，纵横比低比例的问题是，它们必须物理上增加引导电流的比率，并且工程设计中央导体的设计和第一堵墙，而第一壁和分流器变得更加困难。特别是，低宽高比托卡马克（Tokamaks）在分流部分中的空间很小，因此可以预测，不同的tokamaks的热处理将比传统的托卡马克（Tokamaks）更为严重。为了解决Diverder热处理的问题，我们提出了一种新型的Poloydal束分流器，以用于低宽高比tokamaks。束线圈用于圆环的顶部和底部。还新安装了许多粉状导管线圈以指导束线圈。这些线圈必须安装在环形线圈内。幸运的是，正常的传导线圈可以在低宽高比tokamak中使用，因此可以将它们安装在这样的地方。已经发现，这些粉状导管线圈将分离质外部的磁场线引导到圆环的下部区域，并且可以通过安装的圆环线圈之间的束线圈将其拉到圆环的外部。该捆绑分流器协调的一个特征是，它对核心等离子体的形状没有重大影响，而这些束线圈引起的磁场纹波足够小。

项目成果

K.C.Shaing: "Bifurcation and Relaxation of Radial Electric Field in Enhanced Reversed Shear Tokamak Plasmas"Physical Review Letters. 83. 3840-3843 (1999)

K.C.Shaing：“增强型逆剪切托卡马克等离子体中径向电场的分叉和弛豫”物理评论快报。

小川雄一: "Design of Volumetric Neutron Source Based on Steady-state Tokamak" Nuclear Fusion Supplement. 3. 677-684 (1997)

Yuichi Okawa：“基于稳态托卡马克的体积中子源的设计”核聚变补充材料3. 677-684 (1997)。

岡野邦彦: "Study of a Compact Reversed Shear Tokamak Reactor" Fusion Engineering and Design. 41. 511-517 (1998)

Kunihiko Okano：“紧凑型逆剪切托卡马克反应堆的研究”聚变工程与设计。41. 511-517 (1998)。

Y.Ogawa 他: "Design of volumetric neutron source based on steady-state tokamak" 16th Int.Conf.on Fusion Energy. 3. 677-684 (1996)

Y.Okawa 等人：“基于稳态托卡马克的体积中子源的设计”第 16 届 Int.Conf.on Fusion Energy 3. 677-684 (1996)。

朝岡善幸: "Design of a Tritium Breeding Blanket for Volumetric Neutron Source" Fusion Engineering and Design. 41. 477-484 (1998)

Yoshiyuki Asaoka：“体积中子源的氚增殖毯的设计”聚变工程与设计 41. 477-484 (1998)。