Conceptual design of superconducting magnet system for JT-60SA

JT-60SA用超伝導コイルの概念設計

吉田 清; 木津 要; 土屋 勝彦; 玉井 広史 ; 松川 誠; 菊池 満; della Corte, A.*; Muzzi, L.*; Turt, S.*; Di Zenobio, A.*; Pizzuto, A.*; Portafaix, C.*; Nicollet, S.*; Lacroix, B.*; Decool, P.*; Duchateau, J. L.*; Zani, L.*

Yoshida, Kiyoshi; Kizu, Kaname; Tsuchiya, Katsuhiko; Tamai, Hiroshi; Matsukawa, Makoto; Kikuchi, Mitsuru; della Corte, A.*; Muzzi, L.*; Turt, S.*; Di Zenobio, A.*; Pizzuto, A.*; Portafaix, C.*; Nicollet, S.*; Lacroix, B.*; Decool, P.*; Duchateau, J. L.*; Zani, L.*

国際熱核融合実験炉(ITER)のサテライトトカマク装置として、現在のJT-60のトカマク本体を超伝導化する装置JT-60SAが、日本とEU間の共同プロジェクト「幅広いアプローチ」の中の「サテライトトカマク」プロジェクトとして合意された。JT-60SAで使用する超伝導コイルは18個のトロイダル磁場(TF)コイル,4個の中心ソレノイド(CS)モジュール,7個の平衡磁界(EF)コイルから構成される。TF容器は、TF巻線を収納するほか、すべてのコイルの荷重を支持する主要な構造体である。4個のCSモジュールは、タイプレートで一体化して、板バネでTF容器に取り付けられる。EFコイルはそれぞれが板バネでTF容器に取付けられる。CSの最大磁界は9TのためNbSn素線を用い、TFとEFコイルの最大磁界は6.5T以下であるのでNbTiを採用する。本論文は、JT-60SA用超伝導コイルの要求性能,使用環境と概念設計の概要について示す。

The upgrade of JT-60U magnet system to superconducting coils (JT-60SA) has been decided by both parties of Japan and EU in the framework of the Broader Approach agreement. The magnet system for JT-60SA consists of 18 toroidal field (TF) coils, a central solenoid (CS) with four modules, seven equilibrium field (EF) coils. TF case encloses the winding pack and is the main structural component. CS consists of four winding pack modules with its pre-load structure. Seven EF coils are attached to the TF coil cases through supports which include flexible plates. Since CS modules are operated at high magnetic field, NbSn superconductor is used. While NbTi superconductor is used in TF coils and EF coils. The magnet system has large heat load from nuclear heating by DD fusion and large AC loss from control actions. This paper descries the technical requirements, the operational interface and the conceptual design of the superconducting magnet system for JT-60SA.