ITERトカマクの耐震性評価にかかわる振動試験計画

Plan of vibration tests for estimation of seismic performance of ITER tokamak

武田 信和; 中平 昌隆

Takeda, Nobukazu; Nakahira, Masataka

ITERトカマクは異なる運転温度の機器からなり、その温度差による熱変形を許容するために、支持脚に柔軟性を持たせている。このような構造上の特徴から、ITERトカマクは複雑な振動挙動を示すことが予想され、耐震設計においてはこの点について十分に考慮する必要がある。このような構造はこれまでに例がないため、耐震設計に用いる数値解析モデルを事前に実験により検証することが必要不可欠である。特に、支持構造については板バネとボルト等からなる複雑な構造体であり、その機械的特性の把握は重要である。本報告は、ITERトカマクの耐震設計に必要となる一連の振動試験計画について、その全体計画を示すものである。トカマク全体の振動特性を把握するための試験は、可能であれば実規模の試験体を用いて行うことが望ましいが、試験設備の制約から縮小試験体を用い、スケール則を適用して試験結果を解釈する。また、スケール則が適用できない現象である減衰特性については、支持脚の実規模試験体を用いて試験を実施する。さらに、真空容器縮小試験や支持脚小型縮小試験といった、その他の補完的な試験も合わせて計画されている。

The ITER toamak is composed of major components such as superconducting magnet and vacuum vessel whose operation temperatures are changed from room temperature to 4 K and room temperature to 200C, respectively. The gravity support of the tokamak is flexible in order to accept the thermal deformation caused by temperature change. This structural feature causes the complex behaviors of the tokamak during seismic events. Therefore, the mechanical characteristics of the flexible support have to be investigated in detail. The present report describes the global plan of the series of vibration tests to estimate the seismic performance of the ITER tokamak. Although it is ideal that the vibration tests are carried out using a full-scale model, scale models are planned due to the limitation of the test facilities. The test results can be estimated by a scaling law. When the scaling law cannot be applied to some performances, the test is performed using a full-scale model. In addition, the other tests such as vacuum vessel and small-scaled models of the support structure are also planned.