Development and operational experiences of the JT-60U tokamak and power supplies

JT-60Uトカマク装置と電源の開発及び運転経験

細金 延幸; 二宮 博正; 松川 誠; 安東 俊郎; 閨谷 譲; 堀池 寛*; 櫻井 真治; 正木 圭; 山本 正弘; 児玉 幸三; 笹島 唯之; 寺門 恒久; 大森 俊造; 大森 栄和; 岡野 潤

Hosogane, Nobuyuki; Ninomiya, Hiromasa; Matsukawa, Makoto; Ando, Toshiro; Neyatani, Yuzuru; Horiike, Hiroshi*; Sakurai, Shinji; Masaki, Kei; Yamamoto, Masahiro; Kodama, Kozo; Sasajima, Tadayuki; Terakado, Tsunehisa; Omori, Shunzo; Omori, Yoshikazu; Okano, Jun

本論文ではJT-60U装置及びコイル電源の開発とこれまでの運転経験についてレビューする。JT-60Uは高プラズマ電流,大体積プラズマ,高非円形プラズマを得るため、当初のJT-60装置から大型化された装置である。改造においては、トロイダル磁場コイルの内側の全ての構成機器が新しく製作された。さらに、ダイバータタイルには炭素材の化学スパッタリングを低減するためボロン変換CFC材が使用された。後には、当初の開ダイバータに代わって、NBI用クライオ排気パネルをダイバータ排気装置に用いた排気装置付の半閉ダイバータを設置した。これらの構成機器の開発に導入されたさまざまな技術や工夫,及びそれらの運転経験は、将来のトカマク装置の設計のための貴重なデータを提供するものである。一方、JT-60Uの運転に影響を与えた主要な故障についても述べる。さらに、重水素を燃料に使用するトカマク装置の保守の重要な課題として、容器内作業者の被ばくを抑えるための方策についても紹介する。

This paper reviews developments of the JT-60U tokamak and coil power supplies and their operational experiences obtained to date. The JT-60U is a large tokamak upgraded from the original JT-60 to obtain high plasma current, large plasma volume and highly elongated divertor configurations. In the modification, all components inside the bore of toroidal magnetic field coils, a vacuum vessel, poloidal magnetic field coils (PF-coils), divertor etc., were renewed. Furthermore, boron carbide converted CFC tiles were used as divertor tiles to reduce erosion of carbon-base tiles. Later, a semi-closed divertor with pumps was installed in the replacement of the open divertor. Various technologies and ideas introduced to develop these components their operational experiences provide important data for designing future tokamaks. Also, major troubles that had influence on the JT-60U operations are described. As a maintenance issue for tokamaks using deuterium fueling gas, a method for reducing radiation exposure of in-vessel workers are introduced.