Concept of compact low aspect ratio Demo reactor, SlimCS

コンパクト低アスペクト比原型炉SlimCSの概念

飛田 健次; 西尾 敏; 佐藤 正泰; 櫻井 真治; 林 孝夫; 芝間 祐介; 礒野 高明; 榎枝 幹男; 中村 博文; 佐藤 聡; 江里 幸一郎; 林 巧; 廣瀬 貴規; 井上 多加志; 河村 繕範; 小泉 徳潔; 中村 幸治; 毛利 憲介; 野本 恭信; 大森 順次; 大山 直幸; 坂本 慶司; 鈴木 哲; 鈴木 隆博; 谷川 博康; 土谷 邦彦 ; 鶴 大悟

Tobita, Kenji; Nishio, Satoshi; Sato, Masayasu; Sakurai, Shinji; Hayashi, Takao; Shibama, Yusuke; Isono, Takaaki; Enoeda, Mikio; Nakamura, Hirofumi; Sato, Satoshi; Ezato, Koichiro; Hayashi, Takumi; Hirose, Takanori; Inoue, Takashi; Kawamura, Yoshinori; Koizumi, Norikiyo; Nakamura, Yukiharu; Mori, Kensuke; Nomoto, Yasunobu; Omori, Junji; Oyama, Naoyuki; Sakamoto, Keishi; Suzuki, Satoshi; Suzuki, Takahiro; Tanigawa, Hiroyasu; Tsuchiya, Kunihiko; Tsuru, Daigo

コンパクトな原型炉を実現するための新概念を提案する。原型炉で見通しうる保守的な設計パラメータでありながら、経済的実用炉の設計例ARIES-RS, CRESTと同規模にコンパクトな原型炉が実現できる可能性を示した。本研究で提案する炉SlimCSは、主半径5.5m、アスペクト比2.6、最大磁場16.4T、核融合出力2.95GWの原型炉であり、規格ベータ値2、規格化密度0.4のときにゼロ電気出力、規格ベータ値4.3,規格化密度1.1の定格運転では1GW程度の正味電気出力を発生する。この概念の特徴は、小規模な中心ソレノイド(CS)を設置することによって形状制御等の炉心プラズマにかかわる技術的困難を回避しつつ、トロイダル磁場コイルをできる限り中心軸に近づけて設置し、プラズマを低アスペクト比化したことである。これによりトロイダル磁場コイルの蓄積エネルギーが大幅に減少し、トロイダル磁場コイルの物量、ひいては炉本体の建設コストの削減に寄与しうる。また、低アスペクト比のため高楕円度及び高ベータ限界が期待され、このようなコンパクトな原型炉が構想可能になる。

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