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Detail design of microfission chamber for fusion power diagnostic on ITER

ITERにおける核融合出力診断用マイクロフィッションチェンバーの詳細設計

石川 正男; 近藤 貴; 早川 敦郎*; 西谷 健夫; 草間 義紀

Ishikawa, Masao; Kondoh, Takashi; Hayakawa, Atsuro*; Nishitani, Takeo; Kusama, Yoshinori

我が国が調達する予定のマイクロフィッションチェンバー(MFC)は、ITERにおける全中性子発生量及び核融合出力の時間分解測定を行うものである。これまで、低出力運転用のMFC(測定範囲:1kW-100kWの核融合出力)の設計・開発を高出力運転用のMFC(同100kW-1GW)とともに行ってきた。これらの検出器を組合せることで、ITERで目標とされている計測要求をほぼ満たすことができる。MFCは真空容器内に取り付けられるため、信号出力・電力供給用の二重同軸MIケーブルも真空容器上に敷設する必要がある。今回は、MIケーブルの真空容器内における敷設ルートの設計を行った。MIケーブルには14.6気圧のArガスが封入されているが、Arガスの真空容器内へのリークを防ぐために、敷設に際してはMIケーブルを外管で包む二重配管を提案した。さらに、核発熱によるMIケーブルの到達最高温度の検討を行った。その結果、熱伝導を確保するために、MIケーブルと外管の間に300mmごとに7mm幅の銅フランジを入れることにより、MIケーブルの最高温度は、核分裂炉での使用温度である400$$^{circ}$$Cよりも低い、340$$^{circ}$$C以下に抑えられることがわかった。

The microfission chambers (MFC)provide time-resolved measurements of the global neutron source strength and fusion power from ITER. In the previous work, it was found that combination of the MFC for low power operation and for high power operation can cover the target measurement requirement of ITER. Signals from the MFC are transferred by double coaxial mineral cable (MI) cable. These MFC will be installed in the vacuum vessel, so that the MI cables should be placed in the vacuum vessel. In this design work, the placing route of the MI cables from the installation position of the microfission chamber to the feed-through in the upper port is designed. As far placing of the MI cable, since the MI cable is filled with Ar gas at 14.6 atom, the double pipe structure that the outer pipe covers the MI cable is adopted in order to prevent the gas leak into the vacuum vessel. The exhaust system of the double pipe is also designed for detection and exhaust of the leaked Ar gas.

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