Design and structural analysis for the vacuum vessel of superconducting Tokamak JT-60SC

超伝導トカマクJT-60SCの真空容器の設計と構造解析

工藤 祐介; 櫻井 真治; 正木 圭; 浦田 一宏*; 笹島 唯之; 松川 誠; 逆井 章; 石田 真一

Kudo, Yusuke; Sakurai, Shinji; Masaki, Kei; Urata, Kazuhiro*; Sasajima, Tadayuki; Matsukawa, Makoto; Sakasai, Akira; Ishida, Shinichi

JT-60改修装置の真空容器設計、及び構造解析について述べる。軽量かつ剛な真空容器にするため、二重壁構造を採用した。また、中性子遮蔽のために二重壁間に遮蔽用の純水を循環させる。構造解析は、荷重条件としてプラズマが定点消滅することを想定した。渦電流解析,電磁力解析を初めに行い、その結果を用いて静的応力解析を行った。次に、動解析を行い、静解析と比較した。その結果、静解析では予想できない応力集中が動解析では生じ、設計に動解析が必要であることがわかった。

A modification of the JT-60U is planned to a superconducting coil tokamak (JT-60SC) to establish steady-state operation of high beta plasma during a long duration of 100 s, and to ensure the plasma applicability of ferritic steel as reduced activation materials at reactor relevant break-even class plasma. This paper describes the detailed design of vacuum vessel, which has a unique structure for the cost effective manufacturing, and also the structural analysis results for the feasibility study. Eddy current and electromagnetic load analyses in case of stationary plasma disruption is performed and the result is used as the input for the static and dynamic analyses. As a result, the dynamic analysis is necessary to avoid unpredictable inertial force.