Design study of plasma-facing components for JT-60SA

JT-60超伝導化改修のプラズマ対向機器設計

櫻井 真治; 正木 圭; 芝間 祐介; 玉井 広史 ; 松川 誠

Sakurai, Shinji; Masaki, Kei; Shibama, Yusuke; Tamai, Hiroshi; Matsukawa, Makoto

JT-60SAの設計ではITERクラスの高密度高閉じ込め放電のため加熱パワーを25MW/100秒間から41MW/100秒間に増強することが求められている。そのため、高閉じ込めが比較的容易に得られる放射損失割合5060%以下では、外側ダイバータの最大熱流束は10MW/mを超えITERと同様なモノブロックCFC強制冷却ターゲットが必要となる。さらに現在のJT-60より大幅に増加する中性子年間発生量による放射化のため、真空容器内作業にはプラズマ対向機器の遠隔保守が必要となる。現在、設計変更中のカセット化されたダイバータ、遠隔操作による冷却水配管切断と再溶接に対応した第一壁等のプラズマ対向機器の設計について報告する。

The Japanese national project toward DEMO reactor and a satellite tokamak project for ITER in a Broader Approach with Japan and EU collaboration are combined as the JT-60SA (Super Advanced) project. Design of PFC for JT-60SA is widely modified from original national plan due to the increase of plasma heating power and annual neutron yield. Mono-block divertor target aiming at power handling of 15 MW/m should be adopted to an outer divertor, because expected heat flux will exceed 10 MW/m. Since high coolant flow velocity of 10-12 m/s is required to enhance heat transfer and critical heat flux for swirl or screw tube, primary coolant water system is increased from 1300 to 4600 m/h. Remote handling system similar with ITER blanket manipulator is adopted to maintain plasma-facing components. Divertor cassette has 10 degree width in toroidal direction and weight of 300 kg itself due to the limitation of port width and manipulator.