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名原 啓博; 諏訪 友音; 尾関 秀将; 櫻井 武尊; 梶谷 秀樹; 井口 将秀; 辺見 努; 下野 貢; 海老澤 昇; 佐藤 稔; et al.
no journal, ,
ITER中心ソレノイド(CS)用の導体を用いて、長さ約80mのソレノイド状のサンプル(ITER CSインサート導体)を製作し、那珂核融合研究所にあるCSモデル・コイルによってその導体性能を評価した。CSはITERにおいてパルス運転を行うことから、本試験では16000回の繰返し通電と3回の昇温・再冷却を行い、適宜、性能評価試験を実施した。その結果、分流開始温度は設計値(13T, 40kAにおいて5.2K)に対して1.5K以上の大きな裕度があることを明らかにした。また、2014年にスイスにあるSULTAN試験装置を用いて実施した、長さ約3mの直状サンプルの評価結果と比較し、両者が論理的に整合した結果であることを示した。
宇藤 裕康; 日渡 良爾; 飛田 健次; 青木 晃; 谷川 尚; 坂本 宜照; 西村 新*
no journal, ,
「核融合原型炉開発のための技術基盤構築の中核的役割を担うチーム」の報告書に基づき、原型炉設計合同特別チームが平成27年6月に設置され、原型炉概念の基本設計を開始している。現在、原型炉設計では技術の確実性を基本指針とし、コミッショニングを考慮して同一装置でパルス/定常の両運転が見込めるようプラズマ電流立ち上げに十分な供給磁束を確保した原型炉の設計点を探索中であり、設計パラメータの依存性評価と概略パラメータから基本設計方針と重要課題の検討を行っている。CS供給磁束を十分確保する場合は炉が大型化(Rp~8m)し、炉全体のシステム解析ではTFコイル最大磁場は13T程度(設計応力800MPa)、磁気エネルギー約150GJ(ITERの約4倍)を構想中であり、原型炉に向けた超伝導マグネット開発では、ITER超伝導マグネットと比較して特に大型コイルの製作性が課題と捉えている。本発表ではこれまでに実施した超伝導マグネットシステムの概念設計の概要を報告する。
礒野 高明; 河野 勝己; 尾関 秀将; 齊藤 徹; 名原 啓博; 諏訪 友音; 下野 貢; 海老澤 昇; 佐藤 稔; 宇野 康弘; et al.
no journal, ,
原子力機構ではITER中心ソレノイド(CS)用導体の調達を進めており、今回、その超伝導性能をCSモデル・コイル試験装置を用いて評価した。試験において、16000回の繰り返し通電、3回の室温までの熱履歴を行い、分流開始温度(Tcs)の変化を測定した。また、試験コイルがフープ力により歪むことのTcsへの影響及びクエンチ試験を実施した。本稿では、これらの試験方法について報告する。
尾関 秀将; 諏訪 友音; 礒野 高明; 高橋 良和; 河野 勝己; 名原 啓博; 齊藤 徹; 布谷 嘉彦
no journal, ,
原子力機構では、ITERのCS(セントラル・ソレノイド)導体の導体性能試験を実機と同じソレノイド形状で行うため、CSインサートコイルという直径1.44m、巻数8.875ターンのソレノイド型サンプルを製作し、実機運転条件である最大外部磁場13T、最大通電電流45.1kAまでの条件で通電試験を行った。一連の通電試験の中では、CS導体のクエンチ特性を評価するために、外部から導体中へ誘導加熱を起こす誘導ヒーターを設け、誘導加熱試験を行った。誘導ヒーターは、別の試験装置によりエネルギー投入量を評価した。この誘導加熱試験により、導体への熱エネルギー投入量とCS導体の温度上昇の関係を温度センサーにより明らかにした。さらに、CS導体がクエンチを生じるときのエネルギー投入量を求めた。
齊藤 徹; 尾関 秀将; 諏訪 友音; 名原 啓博; 河野 勝己; 高橋 良和; 礒野 高明; 布谷 嘉彦
no journal, ,
ITER CSコイルの運転において、電磁力により導体を長手方向に引張歪み(導体周歪み)が発生することで熱収縮による圧縮歪みを緩和し、
を上昇させることが知られている。ITER運転条件下での評価は、これまで直状導体のみで、CSコイル導体については実施されていなかった。本報ではITER運転条件下でのCS導体表面の周歪みに着目し、通電時におけるCSインサートコイル用導体の機械特性の結果について評価した。
Sn CICCコイルのクエンチ試験諏訪 友音; 尾関 秀将; 名原 啓博; 斎藤 徹*; 河野 勝己; 高橋 良和; 礒野 高明; 布谷 嘉彦
no journal, ,
ITER中心ソレノイド(CS)では、プラズマ燃焼開始(IM)から終了(EOB)までパルス運転が行われる。そこで、CSインサート試験では、13T中40kA通電(IM)と12.6T中45kA通電(EOB)において、長さ約40mの導体中央に入熱して、クエンチ試験を行った。それぞれの条件における、常伝導伝搬速度と入熱時間を変化させたときの導体の最高到達温度を評価した。12.6T中45kA通電において、クエンチ検出7秒後の最高温度は約200Kで、大型実機におけるクエンチ検出には十分な時間であることがわかった。
夏目 恭平; 木津 要; 吉田 清; 本田 敦; 柏 好敏; 小出 芳彦; Hoa, C.*
no journal, ,
核融合プラズマ実験装置JT-60の超電導化改修計画が日本と欧州連合(EU)の共同プロジェクトとして、那珂核融合研究所において進められている。JT-60SA用ヘリウム冷凍機システムは、4.5Kで約9kWの冷凍能力を持ち、欧州実施機関であるFusion For Energy(F4E)及びフランス原子力・代替エネルギー庁(CEA)が製作・海上輸送・据付・試運転等を担当する。原子力機構は国内輸送・建屋建設等を担当し、那珂核融合研究所での作業を補助する。本講演では、ヘリウム冷凍機システムの据付状況及び試運転過程について報告する。
村上 陽之; 木津 要; 夏目 恭平; 土屋 勝彦; 吉田 清; 小出 芳彦
no journal, ,
JT-60SAの中心ソレノイド(CS)は、実機製作開始前の性能確認のため、試作コイル(モデルコイル)を製作し通電試験を実施した。試験の結果、サーマルシールドからの放射や計測線からの入熱により、最上部の第一層が温められ、温められた第一層からの熱伝導により第二層も温められており、最外ターンから供給された冷媒が最内ターンに達した時の温度は、供給温度より1.1 K程度高くなることが判明した。これは、JT-60SAのCSのように最外ターンから冷媒を供給する設計の場合、磁場が高く、分流開始温度(Tcs)が低くなる最内ターンを十分冷却できなくなる可能性を示している。すなわち実機モジュールについても、外部からの入熱により最内ターンの温度が上昇し、モジュール全体の安定性を低下させる可能性が考えられる。そこで、層間の熱伝導を模擬した解析を実施し、モジュール内の温度分布評価を行うとともに、温度マージンへの影響について評価した。その結果、外部からの入熱による最内ターンの温度上昇の影響は、磁場分布によるTcsの低下に比べると影響は小さく、モジュール全体の温度マージンへの影響はないことが確認できた。すなわちJT-60SAのCSは、最外ターンから冷媒を供給する方法で十分冷却できることが示された。