燃料補給と熱・粒子制御

Fuelling and heat / particle control

竹永 秀信; 森崎 友宏*

Takenaga, Hidenobu; Morisaki, Tomohiro*

炉心プラズマの定常化に向けた効率的な燃料補給シナリオ、及び効果的な熱除去・粒子循環を実現するための熱・粒子制御に関する研究の現状と展望を概説した。最初に、核融合炉で想定される熱・粒子バランスを示し、そこでの課題を明らかにした。燃料補給及び熱・粒子制御に関しては、トーラスプラズマ共通の課題が多い。本章では、核融合炉での燃料補給法と想定されている固体ペレット入射のプラズマ特性に与える影響,効果的な熱除去を実現するためのダイバータ板への熱負荷低減、及びトリチウムバランスに大きな影響を与える壁材でのトリチウムリテンションに焦点を当て、トカマク装置とヘリカル装置での研究を対比させながら概説した。

Status and prospect are reported for studies on an efficient fuelling scenario and on heat and particle control for realizing effective heat removal and particle cycle towards steady state operation in a fusion reactor. First, heat and particle balance expected in a fusion reactor are shown and issues on fuelling and heat/particle control are discussed. There are many common issues in torus plasmas. Next, following issues are highlighted with comparison of studies in tokamak and helical devices, i.e. (1) effect of ice pellet injection, which is considered as a fuelling method in a fusion reactor, on plasma performance, (2) reduction of heat load to the divertor plates for realizing effective heat removal and (3) tritium retention in the first wall, which affects tritium balance.