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Design, R&D and assessment of performance of the JT-60SA upper divertor

JT-60SAの上側ダイバータの設計とR&D及びダイバータ性能評価

櫻井 真治; 川島 寿人; 東島 智; 清水 勝宏; 正木 圭; 朝倉 伸幸; 芝間 祐介; 逆井 章

Sakurai, Shinji; Kawashima, Hisato; Higashijima, Satoru; Shimizu, Katsuhiro; Masaki, Kei; Asakura, Nobuyuki; Shibama, Yusuke; Sakasai, Akira

「幅広いアプローチ」におけるサテライトトカマクと国内計画の共同プロジェクトである超伝導トカマク装置JT-60SAでは、長パルスの高加熱放電に対応するためプラズマ対向機器はすべて水冷される。遠隔保守のため、カセット方式のダイバータを導入し、ダイバータターゲットはカセット上に取り付けられる。ダイバータターゲットの第一候補は炭素材(C/C材)を冷却管にロウ付けする方式であり、最新の試験体は15MW/m$$^{2}$$$$times$$10秒の繰返し熱負荷に1000回以上耐える性能を示している。非接触ダイバータプラズマ状態を制御してターゲットへの熱負荷を低減できるようにダイバータを設計した。非接触状態を得やすくするため、ITERと同様に垂直ターゲットと「V字コーナー」形状を採用した。2次元流体コード(SOLDOR)と中性粒子モンテカルロコード(NEUT2D)を用いて、ダイバータ熱負荷と排気効率を評価した。外側strike点のピーク熱流束は、「V字コーナー」形状を採用し5$$times$$10$$^{21}$$/sのガスパフを行うと「V字コーナー」なしでの熱流束11.4MW/m$$^{2}$$から5.8MW/m$$^{2}$$まで低下する。

The entire plasma facing components should be water-cooled in JT-60SA. A cassette module of divertor is introduced for remote maintenance. The divertor targets are mounted on the cassette. A brazed carbon fiber composite target is promising candidate for the divertor target. The latest results of mock-ups test clarified that thermal fatigue life cycles are more than 1000 cycles of 15 MW/m$$^{2}$$$$times$$10 sec. The divertor is designed to control divertor detachment for heat load reduction. The vertical targets and a "V-shaped corner" like as that in ITER are adopted to enhance detachment. Divertor heat load and pumping efficiency has been evaluated, using 2D plasma fluid (SOLDOR) and neutral Monte-Carlo (NEUT2D) code. The plasma detachment occurs near the outer-strike point within the "V-shaped corner", which results in low peak heat flux density 5.8 MW/m$$^{2}$$ for the case with additional gas puff of 5$$times$$10$$^{21}$$/s compared to 11.4 MW/m$$^{2}$$ for the case without "V-shaped corner".

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パーセンタイル:10.95

分野:Materials Science, Multidisciplinary

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