原型炉設計におけるダイバータ研究の進展

Progress of the divertor study in DEMO design activity

星野 一生; 朝倉 伸幸; 徳永 晋介; 清水 勝宏; 本間 裕貴; 染谷 洋二; 宇藤 裕康; 坂本 宜照; 飛田 健次

Hoshino, Kazuo; Asakura, Nobuyuki; Tokunaga, Shinsuke; Shimizu, Katsuhiro; Homma, Yuki; Someya, Yoji; Uto, Hiroyasu; Sakamoto, Yoshiteru; Tobita, Kenji

核融合原型炉設計において、ダイバータ除熱性能の向上とダイバータ熱負荷の低減は極めて重要な課題である。本発表では、核融合出力1.5GWの原型炉のダイバータ概念設計について除熱の観点から検討した結果を報告する。物理設計では、主プラズマの現設計案を念頭に、まずは低SOL密度のSONIC解析を行い、m程度の低SOL密度でも、主プラズマからの排出パワーの80%を不純物放射させれば、熱負荷を7MW/m以下に低減できることを明らかにした。しかし、損耗については課題として残っており、検討を継続している。工学設計では、200度の加圧水を使用した銅合金配管を組み込んだタングステンモノブロックターゲットについて、10MW/mの熱負荷を与えた場合の熱輸送解析を行った。タングステンアーマーの最高温度は表面で1021度、銅合金配管の最高温度は331度であり、妥当と考えられる結果が得られた。以上の成果から、大半径8.2m、核融合出力1.5GWの原型炉において、除熱の観点では物理設計と工学設計の折り合いの見通しを得ることができた。今後、より詳細な解析を進め、設計領域の指針を示す予定である。

no abstracts in English