JP2569061B2 - Ｒｆｐプラズマ実験装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、プラズマ核融合の研究におけるRFPプラ
ズマ実験装置に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は、例えば「フュジョン・テクノロジィズ（Fu
sion Technologies）」、vol.1（1986年）、第659ペー
ジに掲載された従来のRFPプラズマ実験装置（これは現
在イタリアで建設中でRFXと呼ばれるものである。）を
示す断面図であり、中心軸に対して軸対称になってい
る。図において、（１）はプラズマ発生領域であり、真
空容器（２）によって囲まれており、真空ポンプ等排気
系及びガス導入系（無符号）につながっている。真空容
器（２）を包むように導体壁（３）が設置してあり、こ
れはプラズマの安定性と平衡を取る役割がある。導体壁
（３）の外側には平衡コイル（４）があり、これはより
長い時間にわたる平衡を維持するようになっている。導
体壁（３）と平衡コイル（４）の間にはトロイダルコイ
ル（５）があり、これはトロイダル磁場を発生してい
る。OH/コイル（６）はプラズマ電流と空心のトランス
を形成し、このコイル電流を時間的に変化させることに
よって誘導電圧を発生させ、プラズマ電流を発生させて
維持する。これらコイル系には、大きな電磁力が働くた
め、支持構造（７）及び（８）が付け加えられている。

［発明が解決しようとする問題点］ プラズマ核融合の研究では、プラズマを長時間安定に
閉じ込めるのが主目的である。このため、最近ではトカ
マク型実験装置でダイバーター配位の研究が盛んであ
り、実験的に良いデータが得られている。しかしなが
ら、RFPプラズマ実験装置において現在までの実験では
安定なプラズマを得るために導体壁（以下シェルと記
す）が必要であり、これがあることによってダイバータ
ー配位形成が不可能と考えられ、まだ実験が行なわれる
にいたってない。このため、トカマク型実験装置に比べ
てエネルギー閉じ込め時間が短いと言う問題点があっ
た。

この発明は、このような問題点を解決するためになさ
れたもので、RFPプラズマ実験装置のエネルギー閉じ込
め時間を長くするためのダイバーター配位をシェル付き
で行ない、より高性能のRFPプラズマ実験装置を得るこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係るRFPプラズマ実験装置は、プラズマ中
心軸を通る水平面上の、プラズマより装置中心側の真空
容器とシェルとの間に、或いは真空容器の外側で且つシ
ェルの電気的絶縁部に、少なくとも１個のダイバーター
コイルを設置し、このダイバーターコイルにプラズマ電
流と同方向の電流を流すことにより、ダイバーター配位
を得られるようにしたので、プラズマの安定性を保持す
ると共に、プラズマ表面にＸポイントを形成し、主プラ
ズマが直接真空容器壁に接触しないようにしたものであ
る。

［作 用］ この発明においては、シェルの存在でグローバルな不
安定性が抑圧されることによって安定な放電が維持さ
れ、プラズマ中に真空容器壁から混入する不純物を、ダ
イバーターコイルが形成するＸポイント（この磁場配位
をダイバーター配位と言う）で抑制し、長いエネルギー
閉じ込め時間が得られるようにする。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を添付図面について説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例の全体像を示す断面図で
あり、図において（1A）は真空容器（２）内に閉じ込め
られているプラズマである。（3A）はシェルであり、RF
Pプラズマ実験装置では早いトロイダル磁場変化を行な
うために電気絶縁部（９）を有している。（４），
（５），（６）は第４図に示したのと同様なそれぞれ平
衡コイル、トロイダルコイル、OH/コイルである。（1
0）はシェル（3A）の内部に設置されたダイバーターコ
イルであり、後述するダイバーター磁場配位もしくはＸ
ポイントを形成する。

第２図（ａ）は、プラズマ（1A）、シェル（3A）、及
びダイバーターコイル（10）の部分を拡大して示す断面
図である。コイル（10）はシェル（3A）の内側で真空容
器（２）の外側に設置されている。プラズマ（1A）に流
れる電流と同方向の電流をダイバーターコイル（10）に
流すことにより、第２図に示したようなプラズマ平衡配
位が得られる。つまり、Ｘポイント（11）と呼ばれる、
第２図平面上で磁場がゼロになる点が形成され、この内
側のプラズマ（1A）と外側とが磁気的に絶縁され、プラ
ズマ（1A）が直接真空容器（２）に接しなくなり、プラ
ズマ（1A）が接することによって発生する不純物プラズ
マの混入が減少する。磁場面（12）は、プラズマ（1A）
中の閉じた磁力線を、この断面（13）に投影したもので
あり、平衡配位の時に表われる仮想上の概念である。Ｘ
ポイント（11）の外側の磁力線は開いており、この部分
のプラズマは閉じ込められない。そして、この磁力線の
ポロイダル断面への投影図は、第２図に示す通りであ
る。Ｘポイント（11）または磁気面（12）等は、プラズ
マ電流等のパラメーター、またはダイバーターコイル
（10）に流す電流等もしくはシェル（3A）に流れるうず
電流等により、その位置等が変わる。

第２図（ｂ）に示すように、シェル（3A）の電気絶縁
部（９）をダイバーターコイル（10）側にもってくる配
位も可能である。このようにすることによってダイバー
ターコイル（10）に働く電磁力が軽減されると共に、コ
イル電流も少なくすることが出来る。

上述した例では、ダイバーターコイル（10）が１個し
か示されていないが、幾つかのダイバーターコイル（1
0）を置き、幾つかのＸポイント（11）を作るようにし
ても良い。このような一例を第２図（ｃ）に示す。

［発明の効果］ 以上、詳述したように、この発明は、プラズマ中心軸
を通る水平面上の、プラズマより装置中心側の真空容器
とシェルとの間に、或いは真空容器の外側で且つシェル
の電気的絶縁部に、少なくとも１個のダイバーターコイ
ルを設置し、このダイバーターコイルにプラズマ電流と
同方向の電流を流すことにより、ダイバーター配位を得
られるようにしたので、プラズマの安定性の確保が行な
われると同時と、不純物等の混入が抑制され、長いエネ
ルギー閉じ込め時間が得られる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例の全体像を示す断面図、第
２図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）はプラズマ、シェル、ダ
イバーターコイルの部分を拡大して示す断面図、第３図
は従来のRFPプラズマ実験装置を示す断面図である。 図において、（２）は真空容器、（3A）はシェル、
（９）はシェルの電気絶縁部、（10）はダイバーターコ
イルである。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラズマ電流を流すためのOH/コイルと、
   トロイダル磁場を発生するためのトロイダルコイルと、
   プラズマの平衡を取る磁場を発生するための平衡コイル
   と、プラズマを維持するための真空容器と、プラズマが
   真空容器壁に近づくと離そうとする導体壁としてのシェ
   ルとを備えた逆磁場ピンチ（以下RFPと記す）プラズマ
   実験装置において、プラズマ中心軸を通る水平面上の、
   プラズマより装置中心側の真空容器とシェルとの間に少
   なくとも１個のダイバーターコイルを設置し、このダイ
   バーターコイルにプラズマ電流と同方向の電流を流すこ
   とにより、ダイバーター配位を得られるようにしたこと
   を特徴とするRFPプラズマ実験装置。
2. 【請求項２】プラズマ電流を流すためのOH/コイルと、
   トロイダル磁場を発生するためのトロイダルコイルと、
   プラズマの平衡を取る磁場を発生するための平衡コイル
   と、プラズマを維持するための真空容器と、プラズマが
   真空容器壁に近づくと離そうとする導体壁としてのシェ
   ルとを備えた逆磁場ピンチ（以下RFPと記す）プラズマ
   実験装置において、プラズマ中心軸を通る水平面上の、
   プラズマより装置中心側の真空容器の外側で且つシェル
   の電気的絶縁部に少なくとも１個のダイバーターコイル
   を設置し、このダイバーターコイルにプラズマ電流と同
   方向の電流を流すことにより、ダイバーター配位を得ら
   れるようにしたことを特徴とするRFPプラズマ実験装
   置。