JT-60SA真空容器の設計と試作試験

Design and trial manufacturing of JT-60SA vacuum vessel

正木 圭; 芝間 祐介; 櫻井 真治; 柴沼 清; 逆井 章

Masaki, Kei; Shibama, Yusuke; Sakurai, Shinji; Shibanuma, Kiyoshi; Sakasai, Akira

JT-60SAは、核融合エネルギー実現に向けて実施される幅広いアプローチ(BA)活動のサテライトトカマク計画及びトカマク国内重点化装置計画の合同計画であり、日欧で機器の製作を分担し、日本の茨城県那珂市に建設される。JT-60SAトカマク装置の主要機器は、高温プラズマを閉じ込めるための超高真空を作り出す真空容器、そのプラズマの閉じ込め磁場を発生させるための超伝導コイル、コイル冷却のための断熱真空容器としてのクライオスタット及び外部加熱装置から構成されている。真空容器は、D形ポロイダル断面を有し、一周抵抗を上げ、かつ運転時の電磁力に耐える強度を得るために二重壁構造を採用している。材料は、SUS316Lであるが、放射化低減のため低コバルト材(Co0.05wt%)を使用する。製作においては、要素試験及び20上半の試作体の製作をあらかじめ行い、製作手順を確立した後、2009年の11月に実機の製作を開始した。

JT-60 is planned to be upgraded to JT-60SA superconducting tokamak machine. This project is the JA-EU satellite tokamak program under both Broader Approach program and Japanese domestic program. The JT-60SA tokamak is composed of the following main components; vacuum vessel (VV), thermal shield, superconducting coils (toroidal field coil, equilibrium field coil, center solenoid), cryostat, heating facilities. The VV has a D-shape poloidal cross section and a double wall structure to ensure high rigidity and high toroidal one-turn resistance simultaneously. The material of the VV is 316L stainless steel with low cobalt content of 0.05wt%. Before start of the VV manufacturing, fundamental welding R&D was performed to study the manufacturing procedures. The manufacturing procedures were successfully established with a trial manufacturing of 20 upper half of the VV. Based on the results, the actual VV manufacturing has started in November 2009.