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Conceptual design of JT-60SA cryostat

JT-60SAクライオスタットの概念設計

芝間 祐介; 櫻井 真治; 正木 圭; 助川 篤彦; 神永 敦嗣; 逆井 章; 松川 誠

Shibama, Yusuke; Sakurai, Shinji; Masaki, Kei; Sukegawa, Atsuhiko; Kaminaga, Atsushi; Sakasai, Akira; Matsukawa, Makoto

JT-60SAクライオスタットの概念設計について報告する。JT-60SAは、重水素運転を想定し、真空容器内コイルを除くすべてのプラズマ閉じ込め磁場コイルを超伝導化する。このため、トカマク装置を設置する本体室内の空間放射化の低減及び超伝導コイルの熱遮蔽の機能を有するクライオスタットを設置する。クライオスタットはこれらの機能に加えて、トカマク装置全体の支持構造であることが要求される。したがって、クライオスタットの構造は、胴体部及び支持架台から成り、付属設備である80K熱遮蔽板,真空排気設備を有する。胴体部及び支持架台は、超伝導コイルに対し真空断熱層を与えるため、高さ15m,半径7mの空間を真空に保つ必要がある。プラズマ計測装置及び加熱装置,各設備の冷却系配管等のアクセスを可能とするため、胴体部の開口率は高く、剛性確保の観点から二重壁構造を採用する。二重壁構造の壁間には、遮蔽材としてボロン添加コンクリートが充填される。支持架台は、トカマク機器の総重量2550トンを支持するため、運転及び地震に対する健全性が要求される。JT-60SAは、既存のプラズマ加熱装置等の周辺設備を再利用するため、クライオスタットは空間的な制限を満足する必要があり、これらに関するJT-60SAの設計概念を明確に示す。

The conceptual design of JT-60SA cryostat is summarized. JT-60SA is designed to be a fully superconducting device and assumed deuterium operation, therefore a cryostat is introduced to secure three functions, which are thermal insulation for entire superconducting magnets, bio-shielding, and gravity support for the entire tokamak device. The cryostat is required to cover up the tokamak devices, which are 15 m of total height and 7 m of radius, and to support the total devices weight of 2550 tons. The cryostat consists of vessel body, gravity support and auxiliary facilities, such as 80 K thermal shield and exhaust system. Each of them is outlined with JT-60SA design conditions, and the operational condition of auxiliary system is clarified, especially, capacity of the exhaust system, which is related to the 80 K thermal shield design.

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分野:Nuclear Science & Technology

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