Manufacturing and development of JT-60SA vacuum vessel and divertor

JT-60SA真空容器及びダイバータの製作,開発

逆井 章; 正木 圭; 芝間 祐介; 櫻井 真治; 林 孝夫; 中村 誠俊; 尾崎 豪嗣; 横山 堅二; 関 洋治; 柴沼 清; JT-60SAチーム

Sakasai, Akira; Masaki, Kei; Shibama, Yusuke; Sakurai, Shinji; Hayashi, Takao; Nakamura, Shigetoshi; Ozaki, Hidetsugu; Yokoyama, Kenji; Seki, Yohji; Shibanuma, Kiyoshi; JT-60SA Team

原子力機構では、幅広いアプローチ(BA)活動の一環として、日欧共同でサテライトトカマク装置JT-60SA(JT-60の改修装置)の建設を実施している。JT-60SA真空容器は断面形状がD型のドーナツ状の高真空を維持する容器で、直径10 m,高さ6.6 mである。トカマク装置であるJT-60SAでは真空容器内に電磁誘導でプラズマ電流を発生させる必要があるため一周抵抗を上げ、かつ運転時の電磁力に耐える強度を得るために、二重壁構造を採用した。この二重壁構造の真空容器はリブ板を介して内壁板と外壁板が溶接接続され、インボードの直線部は20度単位、アウトボードは10度単位で製作される。非常に溶着量が多い溶接となるため、溶接変形が技術課題となる。これを解決するため、最適な3つの溶接方法による自動溶接を選択し、溶接変形を低減した。現在、40度セクター3体が完成し、4体目の現地溶接組立を実施中である。下側ダイバータ用として、遠隔保守が可能なダイバータカセットを設計、開発し、実機を製作している。ダイバータカセットは10度単位で製作され、この上に設置される内側と外側ダイバータターゲット及びドームのプラズマ対向機器はモジュール化されている。外側ダイバータの一部に設置される、15MW/mの高熱負荷に耐えるモノブロックターゲットの製作に対応するため、受入試験としてサーモグラフィー試験の技術開発を行っている。

The JT-60SA vacuum vessel (VV) and divertor are key components for the performance requirements. Therefore the manufacturing and development of VV and divertor are in progress, inclusive of the superconducting magnets. The vacuum vessel has a double wall structure in high rigidity to withstand electromagnetic force at disruption and to keep high toroidal one-turn resistance. In addition, the double wall structure fulfills originally two functions. (1) The remarkable reduction of the nuclear heating in the superconducting magnets is made by boric-acid water circulated in the double wall. (2) The effective baking is enabled by nitrogen gas flow of 200C in the double wall after draining of water. Three welding types were chosen for the manufacturing of the double wall structure VV to minimize deformation by welding. Divertor cassettes with fully water cooled plasma facing components were designed to realize the JT-60SA lower single null closed divertor. The divertor cassettes in the radio-active VV have been developed to ensure compatibility with remote handling (RH) maintenance in order to allow long pulse high performance discharges with high neutron yield. The manufacturing of divertor cassettes with typical accuracy of *1 mm has been successfully completed. Brazed CFC (carbon fiber composite) monoblock targets for a divertor target have been manufactured by precise control of tolerances inside CFC blocks. The infrared thermography test of monoblock targets has been developed as new acceptance inspection.