JPH01151200A - 中性粒子入射加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は中性粒子入射加熱装置に係り、特にイオン源排
気系からの排気ガスを排気循環系を介してイオン源に戻
すことによりトリチウム燃料処理系への負担を軽減して
その小容量化を図ることができるものに関する。

（従来の技術） 第２図及び第３図を参照して従来例を説明する。第２図
中符号１は核融合装置の真空容器であり、この真空容器
１には中性粒子入射加熱装置２が接続されている。一方
上記真空容器１には燃料注入系３より燃料が注入される
とともに、主排気系４を介してトリチウム燃料処理系５
に排気される。

上記燃料注入系３は燃料である重水素とトリチウムをプ
ラズマ中へ供給する系であり、氷状の重水素あるいはト
リチウムのペレットを加速して、高速で真空容器１内に
打込むものである。

上記トリチウム燃料処理系５は、燃料精製系６、同位体
分離系７、貯蔵系８から構成されている。

上記燃料精製系６は、未燃焼燃料の重水素及びトリチウ
ムの混合ガスから不純物あるいは燃焼ガスであるヘリウ
ムを分離する系で、パラジウム合金拡散器等の装置から
構成されている。又、上記同位体分離系７は、燃料であ
る重水素及びトリチウムの混合ガスから重水素とトリチ
ウムを分離する系であり、深冷蒸溜装置から構成されて
いる。

さらに上記貯蔵系８は燃料である重水素とトリチウムを
貯蔵するための系で、一般にＺ　ｒ　％　Ｎ　ｉ等の合
金の水素化合物として貯蔵する。

次に上記中性粒子入射加熱装置２の構成を第３あり、こ
のイオン源９にはイオンを加速する加速電極１０が設置
されている。またイオン源９にはイオンを中性化する中
性化セル１１が接続され、さらにこの中性化セル１１に
は中性化を免かれたイオンを回収するビームダンプ１２
が接続されている。そしてこのビームダンプ１２は入射
先端部１３を介して前記真空容器１に接続されている。

また上記イオン源９及びビームダンプ１２にはイオン源
排気系１４及びビームダンプ排気系１５が夫々接続され
ている。

上記構成によると、貯蔵系８から燃料注入系３に供給さ
れ重水素及びトリチウムからなる燃料は、燃料注入系３
により高速で真空容器１内に注入される。一方中性粒子
入射加熱装置２からは中性粒子が真空容器１内に打込ま
れる。また、真空容器１からの排気は主排気系４を介し
てトリチウム燃料処理系５に導入されて所定の処理かな
される。

ところで、従来のトリチウムを使用しないトカマク型核
融合装置に接続された中性粒子入射加熱装置からの排気
ガスは直接大気中に放出されていた。これに対して核融
合反応を伴うトリチウムガスを使用する核融合装置では
、中性粒子入射加熱装置からの排気ガスを直接大気に放
出することはできない。これは、真空容器１内のトリチ
ウムが中性粒子入射加熱装置２のイオン源排気系１４あ
るいはビームダンプ排気系１５に逆流してくることがあ
るからである。そこで第２図にも示すようにイオン源排
気系１４及びビームダンプ排気系１５からの排気ガスを
配管１６を介してトリチウム燃料処理系５の燃料精製系
６に移送する構成を採用しているものである。

上記構成によると以下のような問題がある。すなわち真
空容器１からのトリチウムの逆流は、主にビームダンプ
排気系１５へのものであり、それに比較してイオン源排
気系１４への逆流量は微量である。また、夫々の排気系
の排気量を比較すると、イオン源排気系１４からの排気
量の方が多くなっており、しかもトリチウム濃度がビー
ムダンプ排気系１５と比較して格段に低いものと考えら
れる。したがって真空容器１からのトリチウムの逆流が
比較的多いビームダンプ排気系１５からの排気ガスをト
リチウム燃料処理系５に移送して処理することはその排
気量も比較的少ないことも考慮すれば問題はないが、イ
オン源排気系１４の場合には真空容器１からのトリチウ
ムの逆流も少なくトリチウム濃度が低いにも拘らずその
排気量は大きいために、燃料精製系６をはじめとするト
リチウム燃料処理系５が大容量化してしまうという問題
があった。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来の構成にあっては、トリチウム燃料処理
系５の大容量化という問題があり、本発明はこのような
点に基づいてなされたものでその目的とするところは、
トリチウム燃料処理系の小容量化を図ることが可能な中
性粒子入射加熱装置を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） すなわち本発明による中性粒子入射加熱装置は、イオン
の引出しを行なうイオン源と、中性化を免れたイオンを
回収するビームダンプと、上記イオン源に設置されたイ
オン源排気系と、」二記ビームダンプに設置されたビー
ムダンプ排気系とを備えた中性粒子入射加熱装置におい
て、上記イオン源排気系からの排気ガスを上記イオン源
に戻す排気循環系を設置したことを特徴とするものであ
る。

（作用） つまり、イオン源排気系からの排気ガスを従来のように
トリチウム燃料処理系に移送して処理するのではなく、
排気循環系を介してイオン源に戻すものであり、それに
よってトリチウム燃料処理系への付加を軽減してその小
容量化を図らんとする。

（実施例） 以下第１図を参照して本発明の一実施例を説明する。尚
従来と同一部分には同一符号を付して示しその説明は省
略する。図中符号１０１は排気循環系であり、この排気
循環系１０１はイオン源排気系１４とイオン源９との間
に配設された循環配管１０２と、この循環配管１０２に
介挿されたガス純化装置１０３とから構成されている。

上記ガス純化装置１０３はイオン源排気系１４から排気
される排気ガス中の不純物を除去するもであり、精製し
た後上記循環配管１０２を介してイオン源９に戻す。

上記構成によると、イオン源排気系１４からの排気ガス
は循環配管１０２を介してガス純化装置１０３内に導入
され、そこで精製された後循環配管１０２を介してイオ
ン源９に戻される。

又、何等かの原因によりイオン源排気系１４からの排気
ガス中のトリチウム濃度が高くなりだ場合には、図示し
ないバイパス配管を介して酸化触媒器（図示せず）に移
送する。そこでトリチウム以上本実施例によると以下の
ような効果を奏することができる。

■まずトリチウム燃料処理系５の小容量化が図られる。

すなわちイオン源排気系１４から排気される排気ガスは
トリチウム濃度が低くかつ大きな重水素ガス流量のもの
であり、これをトリチウム燃料処理系５に移送していた
場合にはトリチウム燃料処理系５の大容量化を誘発して
いたが、本実施例ではこれを排気循環系１０１を介して
イオン源９に戻す構成としているので、燃料処理系５に
負荷をかけることはなく、その小容量化を効果的に図る
ことができるものである。

■また本実施例では排気循環系１０１にガス純化装置１
０３を設置しているので、循環させる排気ガスを精製し
てその不純物を効果的に除去することができる。

■さらに、イオン源排気系１４からの排気ガス中のトリ
チウム濃度が高くなった場合にはバイパス配管を介して
酸化触媒器に導入してトリチウム水化し、さらにモレキ
ュラーシープにて吸着させ、さの後回収処理する構成と
なっているので、何隻問題はない。

［発明の効果コ 以上詳述したように本発明による中性粒子入射加熱装置
によると、トリチウム燃料処理系の小容量化を図ること
ができ、構成の簡略化及びコストの低減を図る上で極め
て効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による中性粒子入射加熱装置
の構成を示す図、第２図及び第３図は従来例の説明に使
用した図で、第２図は中性粒子入射加熱装置の構成を示
す図、第３図は第２図の一部を詳細に示す図である。 １・・・真空容器、２・・・中性粒子入射加熱装置、３
・・・燃料注入系、４・・・主排気系、５・・・トリチ
ウム燃料処理系、９・・・イオン源、１２・・・ビーム
ダンプ、１４・・・イオン源排気系、１５・・・ビーム
ダンプ排気系、１０１・・・排気循環系、１０３・・・
ガス純化装置。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）イオンの引出しを行なうイオン源と、中性化を免
   れたイオンを回収するビームダンプと、上記イオン源に
   設置されたイオン源排気系と、上記ビームダンプに設置
   されたビームダンプ排気系とを備えた中性粒子入射加熱
   装置において、上記イオン源排気系からの排気ガスを上
   記イオン源に戻す排気循環系を設置したことを特徴とす
   る中性粒子入射加熱装置。
2. （２）上記排気循環系はイオン源排気系からの排気ガス
   を精製して不純物を除去する排気ガス純化装置を備える
   ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の中性粒子入射加熱装置。