Assessment of feasibility of helium ash exhaust and heat removal by pumped-limiter in tokamak fusion reactor

トカマク型核融合炉におけるポンプリミタによるHe灰排気及び熱除去の可能性評価

藤沢 登; 杉原 正芳; 一木 繁久*; 斉藤 誠次*

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1次元トカマク輸送コードを用いて、ポンプリミタを備えたトカマク炉での燃料及びHe粒子の振舞いを解析した。リミタチェンバから逆流する中性子粒子のエネルギーは2次元モンテカルロコードで設定する。ポンプリミタによるHe灰除去と熱除去の可能性を調べた。結果として(1)スクレイプオフ層内で電子温度はかなり急激に減少するが密度分布は平坦である。(2)He蓄積はやや短いリミタと妥当なポンプ速度で所定の値に保てる。(3)ポンプで排気されるトリチウムの量はリミタ長さによらない。(4)理想的なペレット入射で高温のスクレイプオフプラズマが実現され得る可能性あるが、リミタの浸食を十分に低減できるほど高温とはならない。結論としてHe排気は可能であるが熱負荷や浸食が相当に大きくなり、放射エネルギー損失が他の方法で周辺プラズマが冷却されなければ炉に適用することは難しい。

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