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SlimCSにおける巨大排出パワー制御のためのダイバータ物理検討

Divertor design study on SlimCS for handling of huge exhaust power

川島 寿人; 清水 勝宏; 滝塚 知典; 飛田 健次; 西尾 敏; 櫻井 真治; 竹永 秀信

Kawashima, Hisato; Shimizu, Katsuhiro; Takizuka, Tomonori; Tobita, Kenji; Nishio, Satoshi; Sakurai, Shinji; Takenaga, Hidenobu

原型炉SlimCSにおける巨大排出パワーをダイバータで制御するための物理検討及び設計見通しを得るため、ダイバータコードSOLDOR/NEUT2Dによるシミュレーションを進めた。典型的パラメータとしてSOLへの排出パワー500MW, イオン粒子束0.5$$times$$10$$^{23}$$s$$^{-1}$$, ダイバータ部へのD$$_{2}$$ガスパフ1$$times$$10$$^{23}$$s$$^{-1}$$, Ar不純物割合2%, 排気速度200m$$^{3}$$/sを用いて、ダイバータ板上熱負荷を評価した。初期の垂直化ダイバータ板形状においては熱負荷が外側ダイバータ板上で最高70MW/m$$^{2}$$まで達し、当初想定した許容値10MW/m$$^{2}$$を大幅に超えることがわかった。そこで外側ダイバータ板下部にV型コーナーを設け非接触状態を促進することによって27MW/m$$^{2}$$までの低減に成功した。さらに、(1)ガスパフ, Ar割合を増大させる方法,(2)核融合出力を下げ排出パワーを下げる方法で10MW/m$$^{2}$$以下を目指した。ガスパフを2$$times$$10$$^{23}$$s$$^{-1}$$又はAr割合を5%まで増大した結果、9MW/m$$^{2}$$まで減少し初めて許容値以下にできた。一方、排出パワーを300MWまで下げることで7MW/m$$^{2}$$まで低減できることを明らかにした。

no abstracts in English

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