Design performance of front steering-type electron cyclotron launcher for ITER

ITER用先端可動型ECランチャーの設計性能

高橋 幸司; 今井 剛; 小林 則幸*; 坂本 慶司; 春日井 敦; 早川 敦郎*; 森 清治*; 毛利 憲介*

Takahashi, Koji; Imai, Tsuyoshi; Kobayashi, Noriyuki*; Sakamoto, Keishi; Kasugai, Atsushi; Hayakawa, Atsuro*; Mori, Seiji*; Mori, Kensuke*

先端可動型ECランチャーは、フロントシールド,可動ミラー,導波管コンポーネント,遮蔽体等から構成される。そのECランチャーについて、ITERの設計条件をもとに、設計,熱応力解析,核解析,電磁力解析等を通して、その適用性を評価した。その結果、フロントシールド及びミラーの熱応力はともにSUS製冷却配管内側表面で発生し、それぞれ249MPa, 350MPaであること及び許容応力(410MPa)以下であることを明らかにした。また、フロントシールドの支持部及びミラーの回転シャフトの電磁力によって生ずる応力は、それぞれ85MPa及び22MPa及び許容応力以下であることを示した。さらに、ECランチャー全体における核解析の結果、遮蔽条件も満たすことも明示した。このように、ITER級核融合炉に対しては、先端可動型ECランチャーの適用性の見通しを得た。

An applicability of a front steering type EC launcher to a fusion reactor is described with the design and thermal, electromagnetic and nuclear analysis using the ITER design conditions. Maximum stress of the support keys of the front shield module, the welds of the keys and the mirror shaft induced by electromagnetic force are 85.5MPa and 34.1MPa and 22MPa, respectively, which are less than 1.5Sm of stainless steel(205MPa). Maximum thermal stress in the front shield module and the mirror, which are 249MPa and 350MPa, respectively, are obtained at the inner surface of a stainless steel cooling tube. The stresses are less 3Sm of stainless steel at 200C(410MPa). The annual neutron fluence and the dose rate at the vacuum window(closure plate) are estimated to be 1010 n/cm/yr and 45Sv/h, respectively that satisfy the shield criteria of the ITER. It appears that the design of the front steering type EC launcher is applicable to an ITER grade reactor.