Conductor design of CS and EF coils for JT-60SA

JT-60SAのCS,EFコイル導体設計

木津 要; 土屋 勝彦; 吉田 清; 枝谷 昌博; 市毛 寿一*; 玉井 広史 ; 松川 誠; della Corte, A.*; Di Zenobio, A.*; Muzzi, L.*; Turt, S.*; Duchateau, J. L.*; Zani, L.*

Kizu, Kaname; Tsuchiya, Katsuhiko; Yoshida, Kiyoshi; Edaya, Masahiro; Ichige, Toshikatsu*; Tamai, Hiroshi; Matsukawa, Makoto; della Corte, A.*; Di Zenobio, A.*; Muzzi, L.*; Turt, S.*; Duchateau, J. L.*; Zani, L.*

JT60SAの中心ソレノイド(CS), 平衡磁場(EF)コイルの最大経験磁場と最大電流値は、それぞれ9T-20kA, 6.2T-20kAである。CS導体は、JK2LB鋼コンジットのNbSn導体である。また、EF導体はSS316LN鋼コンジットのNbTi導体である。CS, EFコイルはパルス運転するコイルであり、熱負荷として交流損失が大きい。また、一部のEFコイルには、遮蔽性能が低いポート部を突き抜けてくる中性子による核発熱が存在する。さらに、ディスラプション時にも大きな交流損失が発生する。そこで、両導体には、圧力損失の低減と、大きな熱負荷に対して十分な温度マージンを確保するために、ケーブル内に中心スパイラルを導入した。また、以上の熱負荷が同時に発生した場合でも導体の温度が分流開始温度(Tcs)以下であることが必要であるが、熱負荷,経験磁場の分布は時間とともに大きく変化するため、1次元熱流体解析コードを用いて、運転温度と、最小クエンチエネルギーの解析を行った。その結果、これらのコイルは、想定される運転条件に対し、十分なTcsマージンと安定性を有することがわかった。

The maximum magnetic field and maximum current of CS and EF coils is 9 T, 20 kA and 6.2 T, 21 kA, respectively. The conductor for CS is NbSn CIC conductor with JK2LB conduit. On the other hand, EF coil conductors are NbTi CIC conductor with SS316LN conduit. In order to reduce the pressure drop and to raise the temperature margin against large AC loss and nuclear heating, central spiral is introduced inside cable. The Tcs margin and stability analyses of the CS and EF coils are performed by using the one-dimensional fluid analysis code with transient heat loads. These coils have enough high Tcs and stability margin against the operational scenario.