トカマク国内重点化装置(NCT)のプラズマ安定化板の構造設計

Design study of plasma stabilization plate on National Centralized Tokamak (NCT)

鈴木 優; 櫻井 真治; 芝間 祐介; 松川 誠; 玉井 広史 ; 小田 泰嗣*; 清水 克佑*

Suzuki, Yutaka; Sakurai, Shinji; Shibama, Yusuke; Matsukawa, Makoto; Tamai, Hiroshi; Oda, Yasushi*; Shimizu, Katsusuke*

NCTでは高ベータプラズマのMHD安定性及び垂直位置安定性向上のため、真空容器内のプラズマ直近に安定化板を設置する。そのため、安定化板にはディスラプション等の電磁力に対する十分な強度とプラズマ入熱に対する除熱性能を有した設計が要求される。同時に、運転中やベーキング時の熱伸びを吸収し、容器内コイルや冷却配管等との空間取り合いを考慮した配置設計が必要となる。これらの設計条件を考慮して、安定化板の構造検討を行った。安定化板は、構造強度と一周抵抗確保の両面から、内外壁の板厚を10mmとした二重壁構造を採用した。安定化板の支持構造には、運転中のプラズマ対向面を300C程度に保持する高温運転条件下での熱変位吸収に有利なクランク支持方式を採用した。クランク支持部の形状・寸法は、プラズマ電流5MAにおける移動ディスラプションと想定されるハロー電流電磁力を考慮して決定した。これによって、真空容器からトラス等の支持脚を設ける従来の支持方式に比べ、空間取り合い及び組立性の観点からも有利な構造となった。さらに、窒素ガスを二重壁間の伝熱媒体とする高温壁運転の採用により、従来の水冷却,窒素ガスベーキング方式に対し、加熱・冷却システムの簡素化が図れた。これらの検討の結果、NCTの運転条件を満足するプラズマ安定化板の構造を設計することができた。

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