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笠井 雅夫*; 上田 孝寿*; 新倉 節夫*; 亀有 昭久*; 木村 豊秋; 近藤 育朗; 松崎 誼; 森 雅博; 辻村 誠一*; 常松 俊秀; et al.
JAERI-M 85-077, 203 Pages, 1985/07
本論文はIAEA INTOR Workshop、Phase Two A、Part2における日本のナショナルレポートの第V章Transient Electromagneticsをまとめたものである。プラズマ位置のフィードバック制御解析、ディスラプション時の電磁力、電場磁場の浸み込み、プラズマ位置制御およびディスラプション時の渦電流に関するベンチマーク解析等について述べられている。また、制御コイルの位置、シェル構造等のデザインガイドラインや、プラズマ位置形状制御の実験結果、シェル材、絶縁材の照射損傷Iこ関するデータベースについても述べられている。
杉原 正芳; 藤沢 登; 山本 巧; 吉津 達弘*; 中島 昭裕*; 上田 孝寿*; 西尾 敏; 飯田 浩正
JAERI-M 83-174, 38 Pages, 1983/10
低域混成波を用いた電流駆動による、核融合実験炉の可能性の高いシナリオに対する、最適なプラスマおよび高周波波動のパラメータを、簡単な物理モデル方程式によって検討した。検討は、(I)準定常 (II)定常の二つのシナリオについて行った。(I)においては変流器コイルの反転時間の最小化や蓄積エネルギーの最小化が重要であり、プラズマ温度を余り高くせずに十分な高周波電流を駆動することで達成できる。(II)においてはエネルギー増倍率Q値が重要であり、多くの制約条件を満足する最大のQ値は5~10となる。これらの検討によって二つのシナリオの炉への適用性や問題点が明らかにされた。
斉藤 誠次*; 藤沢 登; 杉原 正芳; 上田 孝寿*; 中村 博雄
JAERI-M 83-017, 28 Pages, 1983/02
INTOR装置において、DT反応により生じる熱およびヘリウム除去方式の一つとして、トロイダルポンプリミタを検討した。ここでは、INTOR装置で代表的と考えられる2種のリミタ配置を対象に、リミタ面上の熱負荷および粒子負荷、あるいは排気系に必要とされる排気速度等の評価から両者を比較検討した。また、スパタリングによるリミタ材の損耗率およびプラズマ中の不純物混入量の評価からリミタ材料の選定を行った。第一は、プラズマ外周の磁気面に接するようにリミタ板を配置する方式であり、第二はポロイダル磁場のヌル点上にリミタ板を挿入する方式であるが、全体的にほば同等の条件のもとで実現可能であることがわかった。
上田 孝寿*; 西尾 敏; 藤沢 登; 杉原 正芳; 斉藤 誠次*
JAERI-M 82-217, 48 Pages, 1983/01
INTOR PhaseIからPhaseIIAに渡って研究されたプラズマ平衡およびポロイダルコイル配置が記述される。ポロイダルコイル配置については、3種類(INTOR-J「Universal」、INTOR「Universal」およびポンプリミタに対して最適化されたコイル配置・・・「Universal」はポンプリミタおよびダイバータの両配位に適用できる意)が主に研究された。これ等の系は、分解・組立から要請される開口の大きさ、各コイルに要求される最大電流密度、などの条件を満すよう構成されている。INTOR-J「Universal」とINTOR「Universal」とは、ポロイダルコイル配置から想定して同程度の炉の大きさになるが、ポンプリミタ向に最適化したコイル配置の場合、炉の直径にして数m大きくなる。高ベータでのダイバータ向の総アンペアターン(
|NI|)は、80~90MATであり、ポンプリミタの場合は、約10MAT少なくてすむ。プラズマに関しては、スクレープオフ層の厚さにおいて特徴がある。
上田 孝寿*; 西尾 敏; 藤沢 登; 杉原 正芳; 斉藤 誠次*; 宮本 健郎*
JAERI-M 82-213, 38 Pages, 1983/01
INTOR非円形プラズマの垂直位置安定化に要するシェル構成および制御について記述する。安定化において考慮される回路要素は、シェル構成、遮蔽体および制御コイルであり、実際の炉構成に比べて簡単化されている。速い不安定の抑制に対して十分なシェル効果を発揮する矩形コイル状シェルの新しい型が提案されている。それは、一連のシステマティックなシェル構成の研究から生まれた。このシェル構成は、プラズマに近接して配置されるが、トリチウム増殖率への影響は無視できる程度まで軽減できることが判った。モデル化された制御系は、外乱磁界、Bd(=B
・[1-exp(-t/
)](B:t=
での磁界、:時定数)の下で研究されている。曲率指数(n-index)は、ポンプリミタ用に-1.0、ダイバータ用に-1.3、の2種類が選択されている。結果として、上記の制御系および条件の下では、良い特性が得られることが判った。また、その良好な制御条件下では、上記の2種類の曲率指数の相違は、制御電源容量において約2倍の相違となって現われることが判った。
斉藤 誠次*; 杉原 正芳; 藤沢 登; 阿部 哲也; 上田 孝寿*
Nucl.Technol./Fusion, 4, p.498 - 507, 1983/00
核融合炉のダイバータ室内における中性粒子の挙動を解析し、ヘリウム排気に必要な排気速度を評価するために、モンテカルロ法により中性粒子の密度分布および温度分布を計算するプログラムを開発した。特に、排気ダクト内の中性粒子の挙動を合わせて解析できるプログラム構成とし、排気ダクトに流入する高温の中性粒子が排気効率に及ぼす影響を詳細に解析した。INTORを対象とした数値計算では、ダイバータ内のスクレイプオフプラズマの密度が10
/cmを超えると、必要排気速度は10
l/S以下と極めて低くできる可能性を示した。
西尾 敏; 上田 孝寿*; 三木 信晴*; 藤沢 登; 田辺 義雄*; 長沼 正光*; 中村 幸治; 沢田 芳夫*; 大森 順次*
JAERI-M 82-177, 78 Pages, 1982/11
国際トカマク炉(INTOR)における過度電磁現象のうち主な関心事として、超電導コイルシステムに誘起される渦電流損失、プラズマ異常消滅時にトーラスコンポーネントに作用する電磁力およびプラズマの位置不性を抑えるシェル効果か挙げられる。これら現象に関する知識が炉概念の検討を進める上において、さらには詳細な設計研究を進める上において必要不可欠であることは諭を待たない。本報告害は、上記過度電磁現象を解析し、今後の貝体的な設計指針を与えるべくまとめられたものである。
西尾 敏; 嶋田 隆一; 島本 進; 上田 孝寿*; 深井 佑造*; 沢田 芳夫*; 山口 貢*; 三木 信晴*; 浜島 高太郎*; 長沼 正光*; et al.
JAERI-M 82-176, 263 Pages, 1982/11
超電導コイルシステムは国際トカマク炉(INTOR)の主要コンポーネントの一つである。本報告では炉本体構造の分解修理空間に必要なコイルボア、運転に必要な電源容量、コイルに加わる応力等を考慮し、可能な限りコンパクト化の方向で超電導コイルシステムの検討を行なった。また電源容量の低減化を図るべく、ポロイダル磁場コイルの最適配置に関する検討は詳細に行い、コイルのクエンチ対策等安全性の検討も行なった。さらに、現状技術と要求される技術のギャップを埋めるべく今後必要なR&D項目を摘出した。
宮本 健郎*; 杉原 正芳; 上田 孝寿*; 山本 新; 前野 勝樹; 仙石 盛夫; 鈴木 紀男; 河西 敏; 永見 正幸; 津田 孝; et al.
JAERI-M 82-171, 45 Pages, 1982/11
このレポートは、IAEA INTORフェーズIIAワークショップへの国内の検討報告書の第IV葦に相当するものである。イントール炉心プラズマの閉込め性能、トロイダル磁場リップルにより生じる損失、長時間運転に必要な放電の制御を検討したものである。
斉藤 誠次; 藤沢 登; 杉原 正芳; 上田 孝寿*; 中村 博雄
JAERI-M 82-011, 18 Pages, 1982/03
トカマク型核融合実験炉におけるヘリウムの排気方式としてポンプリミタの適用可能性を検討した。ポンプリミタの配置としては、ブラズマ最外周の磁力線に接するようにリミタ板を設置する方式とポロイダル磁場のヌル点上にリミタ板を挿入する方式を比較検討した。両者ともに、局所最大熱負荷3MW/m
以下に熱流束を拡散することが可能であることがわかった。プラズマ中のヘリウムの混入量を5%以下に保持するために必要な排気速度は前者で1.5
10
l/s、後者で4.010l/sと排気系が設計可能な値となる。またリミタ材の選定のために、スパタリングにより発生する不純物の混入量およびリミタ板の損耗率を評価した。
杉原 正芳; 藤沢 登; 上田 孝寿*; 斉藤 誠次*; 畑山 明聖*; 嶋田 隆一; 平山 俊雄
Journal of Nuclear Science and Technology, 19(8), p.628 - 637, 1982/00
被引用回数：2 パーセンタイル：32.89(Nuclear Science & Technology)粒子リサイクリングのモデルを開発することにより、トカマク炉の熱的不安定性解析の基礎的な定式化を開発した。熱的不安定性に対する密度摂動の効果を調べるために、イントール則、ペレット入射、内向粒子束の各場合について解析を行い、密度摂動は大きな効果を持つ事が示された。また捕捉イオン不安定則の密度モードについても解析し、粒子リサイクリングにより、このモードが安定化される事が示された。これらは一次元輸送コードを用いても検討がなされた。以上の事より、開発された粒子リサイクリングのモデルと、基礎定式化が、熱的不安的性に対する密度摂動の効果を調べる上で有効である事が示された。
上田 孝寿*; 二宮 博正; 新谷 吉郎*; 亀有 昭久*; 杉原 正芳; 中村 幸治; 斉藤 誠次*; 藤沢 登
JAERI-M 9854, 20 Pages, 1981/12
次期トカマク形実験炉、たとえば、INTORは非円形プラズマで高ベータを実現する。この場合、MHD平衡磁場は、曲率指数(n値)が負の値を持つ配位となり、プラズマ柱は、垂直方向において位置の不安定性を伴う。この不安定性の制御は、シェル効果およびフィードバック制御の併用によって行なわれる。前者は、曲率指数の値に強く依存して有効性は劣るが、次期装置の場合には、近似的に、シェルの時定数以下の不安定性に有効であり、後者は、シェル効果が無効になる不安定性の成長時間領域の制御に用いられる。この報告では、上記の次期装置に伴う具体的構成を念頭にシェル効果を検討し、シェル構成の有るべき姿を提案している。INTORの場合、トロイダル方向にカット無しで一周するシェル構成が解の1つを与える。
