DINA analysis on effect of vertical position control on vertical force during VDE

VDE過程で発生する真空容器垂直電磁力に対する垂直位置制御の影響のDINAによる解析

宮本 斉児; 杉原 正芳*; 新谷 吉郎*; 中村 幸治*; 利光 晋一; 杉江 達夫; 草間 義紀; 芳野 隆治

Miyamoto, Seiji; Sugihara, Masayoshi*; Shinya, Kichiro*; Nakamura, Yukiharu*; Toshimitsu, Shinichi; Sugie, Tatsuo; Kusama, Yoshinori; Yoshino, Ryuji

ITERのプラズマ制御システム(PCS)により、ポロイダル磁場(PF)コイルや真空容器内垂直安定化(VS)コイルに誤信号が送られると、現在の設計条件よりも大きな電磁力が真空容器に働く可能性がある。例えば、プラズマが下方向に動いているにもかかわらず、PCSがプラズマは上方向に移動していると誤検出した場合、PFコイルはプラズマをさらに下方向に押し遣る磁場を発生する。現在の真空容器電磁力の設計条件では、PFコイルは(短絡されていて)働かないと仮定されているため、垂直力は設計条件よりも大きくなる。実際、現在の実験装置ではこの場合に最大の垂直力が観測されている。最近の真空容器及び容器内VSコイルの設計変更を反映して更新されたDINAコードを用いて、PCSの垂直力への影響を解析した。さまざまな条件下でPCSが真空容器電磁力に及ぼす影響を評価したところ、真空容器電磁力は最大約10%大きくなることがわかった。しかしこれは、現在の真空容器電磁力の設計許容範囲に収まっており、PCSは真空容器電磁力に重大な影響を及ぼさないことが確認できた。

When Plasma Control System (PCS) generates wrong signal to the PF coils and in-vessel vertical stabilization (VS) coils, it could be happen that the vertical force somewhat larger than presently specified could be generated. Example is that though plasma moves downward, but PCS erroneously recognizes it is moving upward. Then PF coils start to generate the field pattern that tends to push plasma further downward and resultantly the force could be larger than the present specification, in which it is evaluated with the assumption that control system (PF coils) does nothing (i.e., short-circuited.) In fact, in the existing machines, this is the worst case. The DINA code is used to analyze the vertical force, which has been updated to incorporate the recent design change of the vacuum vessel and in-vessel VS coils. In the presentation, analysis of VS effect on the vertical force is discussed using the updated DINA code.