Assessment of feasibility of helium ash exhaust and heat removal by pumped-limiter in tokamak fusion reactor

藤沢 登; 杉原 正芳; 一木 繁久*; 斉藤 誠次*

Journal of Nuclear Science and Technology, 22(6), p.421 - 441, 1985/00

https://doi.org/10.3327/jnst.22.421

1次元トカマク輸送コードを用いて、ポンプリミタを備えたトカマク炉での燃料及びHe粒子の振舞いを解析した。リミタチェンバから逆流する中性子粒子のエネルギーは2次元モンテカルロコードで設定する。ポンプリミタによるHe灰除去と熱除去の可能性を調べた。結果として(1)スクレイプオフ層内で電子温度はかなり急激に減少するが密度分布は平坦である。(2)He蓄積はやや短いリミタと妥当なポンプ速度で所定の値に保てる。(3)ポンプで排気されるトリチウムの量はリミタ長さによらない。(4)理想的なペレット入射で高温のスクレイプオフプラズマが実現され得る可能性あるが、リミタの浸食を十分に低減できるほど高温とはならない。結論としてHe排気は可能であるが熱負荷や浸食が相当に大きくなり、放射エネルギー損失が他の方法で周辺プラズマが冷却されなければ炉に適用することは難しい。

トカマク炉用ヘリウム排気装置に関する調査

五明 由夫*; 中村 和幸; 村上 義夫

JAERI-M 82-037, 48 Pages, 1982/04

JAERI-M-82-037.pdf:1.17MB

準定常トカマク炉に不可欠な大容量ヘリウム排気装置開発の背景と現状を調査した。必要ヘリウム排気速度は排気口でヘリウム圧力により決る。近年プラズマ粒子バランスの評価が進み、INTOR規模の炉に必要な排気速度は10Torrで10l/s程度とする考え方が支配的である。米国TSTAプロジェクトでクライオポンプの評価が進み、活性炭を吸着剤とするクライオソープション法とアルゴンガス凝縮層によるクライオトラッピング法が有望であることが示された。ターボ分子ポンプを適用するには、数千l/sの排気速度を有し、大容量トリチウム取扱設備として認められるポンプを開発する必要があると考えられる。

'Wall Lapping Plasma' with Rotating Helical Resonant Islands for Impurity Control and Mechanical Valves for Ash Exhaust in a Reactor-Grade Tokamak without a Divertor

田島 輝彦; 杉原 正芳

JAERI-M 8390, 17 Pages, 1979/09

JAERI-M-8390.pdf:0.59MB

将来のトカマク炉における最も厳しい問題となる不純物制御と灰除去のための新しい概念を提案する。この方法は外部ヘリカル磁場によって芝鳴磁場島をプラズマ周辺につくり、それを回転させることによって壁面全体にプラズマが躍動する様にして局所熱負荷による第1壁面の蒸発とそれによるプラズマへの不純物混入を防ぐ。更に壁面に設置した簡単な弁機構により、プラズマ粒子を5-10%程度集め、D-T燃焼に伴う灰の除去を行わせる。