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松川 誠; 菊池 満; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 林 孝夫; 東島 智; 細金 延幸; 池田 佳隆; 井手 俊介; 石田 真一; et al.
Fusion Engineering and Design, 83(7-9), p.795 - 803, 2008/12
被引用回数：17 パーセンタイル：72.86(Nuclear Science & Technology)JT-60SAは、日欧の幅広いアプローチの下で建設する完全超伝導トカマク装置で、ITERや原型炉への貢献を目指している。2007年の両極の国会批准後、実質的には既に建設段階に移行している。JT-60SAは、既存の建屋,電源,プラズマ加熱装置,計測装置などの、JT-60U設備の最大限の有効利用が前提であり、完全に新作する主たる機器は本体装置のみである。最大プラズマは電流5.5MAで、プラズマ主半径3.06m,アスペクト比2.65,非円形度1.76,三確度0.36である。最大プラズマ加熱入力41MW,プラズマ電流のフラットトップ時間は100秒間である。本論文では、トカマク装置本体だけでなく、プラズマ加熱装置や遠隔保守装置の設計などについても言及するとともに、EUとの技術的な議論を踏まえて行った超伝導導体に関する最近の設計変更案などを紹介し、装置の全体像を明らかにする。
木津 要; 土屋 勝彦; 吉田 清; 枝谷 昌博; 市毛 寿一*; 玉井 広史; 松川 誠; della Corte, A.*; Di Zenobio, A.*; Muzzi, L.*; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 18(2), p.212 - 215, 2008/06
被引用回数：19 パーセンタイル：67.07(Engineering, Electrical & Electronic)JT60SAの中心ソレノイド(CS), 平衡磁場(EF)コイルの最大経験磁場と最大電流値は、それぞれ9T-20kA, 6.2T-20kAである。CS導体は、JK2LB鋼コンジットのNb
Sn導体である。また、EF導体はSS316LN鋼コンジットのNbTi導体である。CS, EFコイルはパルス運転するコイルであり、熱負荷として交流損失が大きい。また、一部のEFコイルには、遮蔽性能が低いポート部を突き抜けてくる中性子による核発熱が存在する。さらに、ディスラプション時にも大きな交流損失が発生する。そこで、両導体には、圧力損失の低減と、大きな熱負荷に対して十分な温度マージンを確保するために、ケーブル内に中心スパイラルを導入した。また、以上の熱負荷が同時に発生した場合でも導体の温度が分流開始温度(Tcs)以下であることが必要であるが、熱負荷,経験磁場の分布は時間とともに大きく変化するため、1次元熱流体解析コードを用いて、運転温度と、最小クエンチエネルギーの解析を行った。その結果、これらのコイルは、想定される運転条件に対し、十分なTcsマージンと安定性を有することがわかった。
Pizzuto, A.*; Semeraro, L.*; Zani, L.*; Bayetti, P.*; Cucchiaro, A.*; Decool, P.*; della Corte, A.*; Di Zenobio, A.*; Dolgetta, N.*; Duchateau, J. L.*; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 18(2), p.505 - 508, 2008/06
被引用回数：17 パーセンタイル：64.34(Engineering, Electrical & Electronic)日本とEUとの間の、幅広いアプローチ協定に基づき、ITERのサテライトトカマク装置として、JT-60を完全超伝導トカマクである、JT-60 Super Advanced(JT-60SA)に改修する。JT-60SAのトロイダル磁場(TF)コイルは、18個のD型コイルにより構成され、すべてのTFコイルはEUが製作を行い、日本へ提供される。TFコイルはおもに、超伝導導体,コイル巻き線,ジョイント,コイルケース,電流リードなどから構成される。JT-60SAのミッションを達成するための要求性能に適合するように、日欧で導体設計,機械設計をはじめとする、さまざまな設計基準について議論を行い、これらを決定した。そして、これらの設計基準に基づき、日欧で、TFコイルシステムの概念設計と性能解析を進め、概念設計が終了した。
吉田 清; 木津 要; 土屋 勝彦; 玉井 広史; 松川 誠; 菊池 満; della Corte, A.*; Muzzi, L.*; Turt
, S.*; Di Zenobio, A.*; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 18(2), p.441 - 446, 2008/06
被引用回数：23 パーセンタイル：71.77(Engineering, Electrical & Electronic)国際熱核融合実験炉(ITER)のサテライトトカマク装置として、現在のJT-60のトカマク本体を超伝導化する装置JT-60SAが、日本とEU間の共同プロジェクト「幅広いアプローチ」の中の「サテライトトカマク」プロジェクトとして合意された。JT-60SAで使用する超伝導コイルは18個のトロイダル磁場(TF)コイル,4個の中心ソレノイド(CS)モジュール,7個の平衡磁界(EF)コイルから構成される。TF容器は、TF巻線を収納するほか、すべてのコイルの荷重を支持する主要な構造体である。4個のCSモジュールは、タイプレートで一体化して、板バネでTF容器に取り付けられる。EFコイルはそれぞれが板バネでTF容器に取付けられる。CSの最大磁界は9TのためNbSn素線を用い、TFとEFコイルの最大磁界は6.5T以下であるのでNbTiを採用する。本論文は、JT-60SA用超伝導コイルの要求性能,使用環境と概念設計の概要について示す。
Zani, L.*; Pizzuto, A.*; Semeraro, L.*; Ciazynski, D.*; Cucchiaro, A.*; Decool, P.*; della Corte, A.*; Di Zenobio, A.*; Dolgetta, N.*; Duchateau, J. L.*; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 18(2), p.216 - 219, 2008/06
被引用回数：4 パーセンタイル：30.89(Engineering, Electrical & Electronic)幅広いアプローチ活動のフレームワークの下で、EUと日本がJT-60U装置を超伝導化するJT-60SA計画を決定した。このうち、全部で18個からなるトロイダル磁場コイルはEUが担当することとなり、フランス,イタリア,ドイツのメーカから調達される。EUは、設計・製作及び輸送までを、責任を持って行う。本論文では、TFコイルの主要な技術定格について、これまでの設計活動から得られた結果から包括的に発表する。導体形状はケーブルインコンジットであり、巻き線はダブルパンケーキである。これらは運転中の機械的剛性を高めるためのものである。超伝導導体に関する内部構造、すなわち超伝導特性,撚り線パターン,ボイド率,ジャケット構造,ジョイント構造、及びコイルケースなどの外部構造の仕様が示される。圧力,温度,ヘリウムガス流量などの運転パラメータにも言及する。さらに、これら設計仕様の確定に使用した解析技術について議論し、将来計画についても述べる。
Zanino, R.*; Astrov, M.*; Bagnasco, M.*; Baker, W.*; Bellina, F.*; Ciazynski, D.*; Egorov, S. A.*; Kim, K.*; Kvitkovic, J. L.*; Lacroix, B.*; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 17(2), p.1353 - 1357, 2007/06
被引用回数：4 パーセンタイル：29.39(Engineering, Electrical & Electronic)ITERポロイダル磁場コイル導体インサート(PFCI)は那珂核融合研究所のITER中心ソレノイド・モデル・コイルの中で試験される。主な実験プログラムは、DC性能,ACロス,冷媒の流体特性,安定性及びクエンチ伝播,繰り返し電磁力が与える導体特性への影響を測定することである。これらの実験項目に対して、幾つかの研究機関による解析が行われているので、それらの結果の比較検討を行った。その結果、突然のクエンチは、5.7-6.2K, 45kAにおいて起きると予測される。また、パルス運転時のACロスによる冷媒の温度上昇は巻線部出口において約0.5Kと予測される。これらの結果は実験結果と比較され、PFコイルの性能の正確な予測に用いられる。
Zanino, R.*; Bagnasco, M.*; Baker, W.*; Bellina, F.*; Bruzzone, P.*; della Corte, A.*; Ilyin, Y.*; Martovetsky, N.*; Mitchell, N.*; Muzzi, L.*; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 16(2), p.886 - 889, 2006/06
被引用回数：7 パーセンタイル：40.69(Engineering, Electrical & Electronic)那珂核融合研究所においてITERポロイダル磁場コイル導体インサート(PFCI)の実験が予定されている。このため、PFCIの適切な実験プログラムを作成することを目的として、NbTi短尺導体サンプル実験から得られた結果の解析を行った。特に、次の項目について検討を行った;(1)巻線内の導体ジョイントがクエンチする前に導体自身の分流開始温度Tcsを測定できる可能性に関する検討。(2)解析コードMithrandirを用いて短尺導体サンプルの実験結果を解析し、いわゆる突然の又は早期のクエンチの可能性に関する検討。(3)PFCI実験における熱量法によるACロス測定の可能性。検討の結果、Tcs及びACロスの測定は可能であることがわかった。しかし、突然のクエンチについては今後のこれらの検討が必要である。
