低アスペクト比トカマク炉のアルファ粒子閉じ込め

Confinement of alpha particles in a low aspect ratio tokamak reactor

谷 啓二; 飛田 健次; 西尾 敏; 飯尾 俊二*; 筒井 広明*; 青木 尊之*

Tani, Keiji; Tobita, Kenji; Nishio, Satoshi; Iio, Shunji*; Tsutsui, Hiroaki*; Aoki, Takayuki*

軌道追跡モンテカルロコードを用いて、低アスペクト比トカマク炉(VECTOR)における核融合反応生成アルファ粒子のリップル損失を解析した。VECTOR中ではアルファ粒子はよく閉じ込められることがわかった。低アスペクト比トカマク中では、リップル損失のトロイダル磁場コイル数の依存性は非常に弱い。トロイダル角方向の損失粒子による第一壁熱負荷のピーキングファクタ2を仮定すると、プラズマ外側端のリップル値としては、第一壁に冷却機構が有る場合と無い場合で、1.5%と1.0%程度がそれぞれ許容されることがわかった。両者の場合において、トロイダル磁場コイル数としては4程度まで削減できることがわかった。

Studies were made on ripple losses of fusion produced alpha particles in a low-aspect-ratio tokamak reactor (VECTOR) by using an orbit-following Monte-Carlo code. Alpha particles are well confined in VECTOR. In a low-aspect-ratio tokamak, the dependence of ripple losses on the number of toroidal-field (TF) coils N is very weak. Assuming a toroidal peaking factor of 2 for the heat load due to loss particles, about 1.5% and 1.0% of TF ripple at the outer edge of plasma might be allowable for the first wall with and without cooling system, respectively. In both cases, the number of TF-coils can be reduced to about 4.