アドバンス核融合炉概念設計のための基礎的研究

先进聚变反应堆概念设计基础研究

• 批准号: 60050033
• 负责人: 岡本 正雄
• 金额: $ 2.56万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Fusion Research
• 财政年份: 1985
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1985 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-60050033/
• 关键词: アドバンス核融合; FRC; DD-【^3He】サイクル; PDC放射パラメータ; 移送と圧縮; 燃焼制御; 全プラント効率

D-Tを燃料とする核融合炉では、核融合出力の大部分は14MeVの中性子が担うため、炉工学的には極めて困難な問題を抱えている。一方D-D燃料サイクルを用いるアドバンス炉では、トリチウム増殖が不要である(Li資源を必要としない)、核融合出力のうち14MeV中性子の担う割合が軽減され、荷電粒子の担う割合が大きい(放射パラメータが大)、等の炉工学的特長を有し、プラズマ・エネルギ直接変換器(PDC)を設置デきると、中性子出力の少ない高効率の核融合炉が期待できる。本研究では、先ず各種D-Dサイクルの特徴を検討し、DD-【^3He】サイクルが最も望ましいと結論し、さらにDD-【^3He】炉核融合プラズマに要求される高ベータ、大きなn【L!^】、PDCの設置のし易さ等の観点から逆転磁場配位方式(FRC)が各種磁場閉じ込め方式の中で最も良くDD-【^3He】炉に適合すると判断した。 以上によりFRC/DD-【^3He】炉の概念設定を本研究の中心課題とした。 先ず、FRCプラズマの定常解の存在を証明し、その定常プラズマ分布に基づいて、自己点火FRC/DD-【^3He】炉プラズマの条件を求めた。ここでは熱出力/GWを想定し、放射パラメータは0.64である。この様な自己点火プラズマを得る方法を次に研究した。その方法は、実験的実績のあるシータ・ピンチでFRCを生成し、プラズマ移送と圧縮のくり返しにより10KeVD-T自己点火プラズマを得、その後は燃焼制御と、焼料比制御により、100KeVDD-【^3He】自己点火プラズマを得る詳細な数値計算により、このシナリオを完結させた。PDCの3次元的詳細設計を行なった結果、全プラント効率は70%近くになることがわかった。大量トリチウム貯蔵法や【^3He】同位体分離についても研究を行なった。

Most of the fusion furnace output is 14MeV, and the furnace engineering is extremely difficult. A D-D fuel is used in a variety of ways.(Li resources are necessary), nuclear fusion output of 14MeV medium sub-load separation is reduced, charged particle separation is large (radiation ratio is large), furnace engineering features such as, high power, medium sub-output of high efficiency nuclear fusion furnace expectations. In this study, the characteristics of various D-D fusion proteins were investigated, and the results showed that the fusion proteins were most desirable. It is easy to set up PDC and the counter-magnetic field coordination method (FRC) is the most suitable for DD-[^3He] furnace among various magnetic field closure methods. The above concept setting of FRC/DD-[^3He] furnace is the central topic of this study. First, prove the existence of the steady state solution of FRC, find the condition of the steady state solution of FRC/DD- Heat output/GW is constant, radiation is constant 0.64 The method of ignition is studied. The method is to generate, transfer and reduce the pressure of FRC, to obtain, after combustion control, to obtain, 100KeVDD-[^3He] self-ignition control, to calculate the detailed value of FRC, to obtain PDC's 3D detailed design results, the overall efficiency is 70%. A large number of storage methods and isotope separation are carried out.

项目成果

名古屋大学プラズマ研究所報告. IPPJ-698. (1984)

名古屋大学等离子体研究所报告。IPPJ-698 (1984)。

J.Phys Soc.Jpn. 52-9. (1983)

J.Phys Soc.Jpn。

J.Phys Soc.Jpn. 53-1. (1984)

J.Phys Soc.Jpn。

Nucl Fusion. 24-9. (1984)

核聚变。

J.Phys.Soc.Jpn.54-4. (1985)

J.Phys.Soc.Jpn.54-4。