JPH0480690A - Plasma opposed machinery - Google Patents

Plasma opposed machinery

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JPH0480690A
JPH0480690A JP2193041A JP19304190A JPH0480690A JP H0480690 A JPH0480690 A JP H0480690A JP 2193041 A JP2193041 A JP 2193041A JP 19304190 A JP19304190 A JP 19304190A JP H0480690 A JPH0480690 A JP H0480690A
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JP
Japan
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plasma
antenna
conductor
cooling
protective plates
Prior art date
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Application number
JP2193041A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuyuki Ebisawa
海老沢 克之
Yasushi Saito
靖 齊藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH0480690A publication Critical patent/JPH0480690A/en
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

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  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

PURPOSE:To efficiently remove the high heat load from plasma by alternately arranging protective plates composed of a high m.p. material and cooling pipe structures to connect the same. CONSTITUTION:A loop antenna 7 is provided in a casing 11 and a coaxial pipe 3a is connected to the antenna 7 to allow high frequency power to be incident to plasma and the front surface of the antenna 7 is covered with Faraday shields 8 in a screen state to short-circuit an unnecessary electric field component not contributing to plasma heating. Cooling passages 19 are formed in the conductors 12 of the shields 8 and protective plates 18 composed of a high m.p. material are laminated so as to hold the conductors 12 on both sides thereof to constitute a laminated structure 20. As the material of the protective plates 18, aluminum nitride high in heat conductivity, low in high frequency loss and low in emission loss within plasma even when driven out by sputtering because constituted of an element of a low atomic number is used. When the structure 20 is integrally fastened by bolts 21, the high heat load from plasma can be efficiently removed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は核融合装置のプラズマに対向するプラズマ対向
機器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a plasma facing device that faces the plasma of a nuclear fusion device.

(従来の技術) たとえばトカマク型の核融合装置においては、そのトー
ラス状構造物の最内側を構成する機器はプラズマからの
高熱負荷のほか、高エネルギー粒子、中性子等の照射を
繰り返し受ける過酷な環境にある。すなわち、高エネル
ギー粒子がプラズマ対向機器の表面に衝突すると、表面
の原子が叩き出されるスパッタリングが生じ、機器は減
損して行き、その減損率が大きい場合は機器寿命が短く
なる。
(Prior art) For example, in a tokamak-type nuclear fusion device, the equipment that makes up the innermost part of the torus-shaped structure is exposed to a harsh environment where it is repeatedly irradiated with high-energy particles, neutrons, etc. in addition to high heat loads from plasma. It is in. That is, when high-energy particles collide with the surface of a plasma-facing device, sputtering occurs in which atoms on the surface are ejected, resulting in deterioration of the device, and if the depletion rate is large, the life of the device will be shortened.

また、高熱負荷を受けているのでプラズマ対向機器の除
熱能力が小さいと溶融することもある。
Furthermore, since it is subjected to a high heat load, it may melt if the heat removal capacity of the plasma facing equipment is small.

さらに、スパッタリングによって叩き出された原子はプ
ラズマに混入し、原子番号が大きいと放射損失が増大し
てプラズマ性能の劣化を招く。
Furthermore, atoms ejected by sputtering mix into the plasma, and when the atomic number is large, radiation loss increases and plasma performance deteriorates.

したがって、プラズマ対向機器表面の材料としてはスパ
ッタリングによる減損率が小さく、熱伝導特性が良く、
かつ原子番号の小さい材料が望まれる。一方、機器内部
は除熱能力に優れた冷却配管の構造にする必要があり、
従来これらの両条件を満たす適切な材料が存在しなかっ
た。
Therefore, as a material for the surface of plasma facing equipment, the loss rate due to sputtering is small and the thermal conductivity is good.
In addition, a material with a small atomic number is desired. On the other hand, the inside of the equipment must have a cooling piping structure with excellent heat removal ability.
Conventionally, there has been no suitable material that satisfies both of these conditions.

プラズマ対向機器は更に次の様な条件も考慮しなければ
ならない。すなわち、トーラス状のプラズマではきわめ
て短時間でプラズマ電流が消えるディスラプションと呼
ばれる現象があり、プラズマに面して閉回路を形成する
導体に電磁誘導による大きな誘導電流が発生し、外部磁
場のもとて導体には大きな電磁力が加わる。したがって
、導体の取付けは剛構造にする必要がある。
Plasma facing equipment must also consider the following conditions: In other words, in a toroidal plasma, there is a phenomenon called disruption in which the plasma current disappears in a very short time, and a large induced current is generated due to electromagnetic induction in a conductor that forms a closed circuit facing the plasma, and the external magnetic field is A large electromagnetic force is applied to a conductor. Therefore, the conductor must be mounted in a rigid structure.

さらに、プラズマ対向機器のうち高周波加熱装置と組み
合わせて使用するものはアンテナとプラズマとの間にあ
って、プラズマに向かう電磁波は妨げず、その反面アン
テナをプラズマからの照射から防御するものでなければ
ならない。
Furthermore, among the plasma facing devices, those used in combination with the high-frequency heating device must be located between the antenna and the plasma, so that they do not interfere with electromagnetic waves directed toward the plasma, but on the other hand, they must protect the antenna from radiation from the plasma.

以下具体的な例で従来技術を紹介する。第6図はプラズ
マを加熱するための高周波、特にイオンサイクロトロン
周波数帯(以下ICRFと略称する)高周波加熱装置の
概略構成を示すものである。
The conventional technology will be introduced below using a specific example. FIG. 6 shows a schematic configuration of a high frequency heating device for heating plasma, particularly an ion cyclotron frequency band (hereinafter abbreviated as ICRF) high frequency heating device.

第6図において、高周波加熱装置には図示のように、数
10〜100MHz帯の大電力高周波を発生する高周波
発信器1と、この高周波発信器1で発生した高周波出力
をトカマク本体2へ伝送する同軸管3と、この同軸管3
に接続され上記高周波出力を核融合装置のプラズマ4に
放出するアンテナ5とから構成されている。アンテナ5
はフランジ6を介しトカマク本体2に接続される。また
、同軸管3の内導体3aの先端部にはループアンテナ導
体7が取付けられ、さらにこのループアンテナ導体7の
プラズマ4側にファラデーシールド8が装着されている
In FIG. 6, the high-frequency heating device includes a high-frequency oscillator 1 that generates high-power high-frequency waves in the band of several tens to 100 MHz, and a high-frequency output generated by the high-frequency oscillator 1 that is transmitted to the tokamak main body 2, as shown in the figure. coaxial tube 3 and this coaxial tube 3
and an antenna 5 which is connected to and emits the high frequency output to the plasma 4 of the fusion device. antenna 5
is connected to the tokamak body 2 via a flange 6. A loop antenna conductor 7 is attached to the tip of the inner conductor 3a of the coaxial tube 3, and a Faraday shield 8 is attached to the plasma 4 side of the loop antenna conductor 7.

プラズマに対向するアンテナ5の典型的構造を第5図に
示す。このアンテナ5は高周波電流の流れるループアン
テナ7と、高周波電流の帰路となるケーシング11と、
ループアンテナ7の前面に配設されるファラデーシール
ド8とから主になっている。普通、このようなアンテナ
5に同軸給電線3を通じて高周波電力を給電する。その
際、同軸給電線3の内部導体3aがループアンテナ7へ
接続され、外部導体3bがケーシング11へ接続される
A typical structure of the antenna 5 facing the plasma is shown in FIG. This antenna 5 includes a loop antenna 7 through which a high-frequency current flows, a casing 11 that serves as a return path for the high-frequency current,
It mainly consists of a Faraday shield 8 disposed in front of the loop antenna 7. Usually, high frequency power is fed to such an antenna 5 through the coaxial feed line 3. At this time, the inner conductor 3a of the coaxial feed line 3 is connected to the loop antenna 7, and the outer conductor 3b is connected to the casing 11.

ファラデーシールド8は第5図に示すように複数本の導
体12をすだれ状に、配設されて構成されている。各導
体12はプラズマを閉じ込める磁場13の方向に沿って
配設され、プラズマ加熱に寄与しない電場をシールドし
、磁場13に垂直な電場成分のみを送り出すことができ
る。
As shown in FIG. 5, the Faraday shield 8 is constructed by arranging a plurality of conductors 12 in the form of a blind. Each conductor 12 is arranged along the direction of the magnetic field 13 that confines the plasma, shields electric fields that do not contribute to plasma heating, and can send out only electric field components perpendicular to the magnetic field 13.

ファラデーシールド8の導体は通常金属材料を用いてい
るため、プラズマ4や直接対向させるのは好ましくない
。第4図はファラデーシールド8のプラズマ側を、低原
子番号を有する材料で覆った例を示すもので、グラファ
イトや炭素系複合材料などの高融点材料から構成される
保護板18をロー付などにより導体12と機械的に接合
し、ファラデーシールド8をプラズマ4がら粒子による
損耗から積極的に守る一方、熱負荷や中性子、高周波に
よる内部発熱は導体12を冷却管構造とすることで冷却
流路19に冷却媒体(例えば水)を流して除去する方法
をとっている。
Since the conductor of the Faraday shield 8 is usually made of a metal material, it is not preferable to directly oppose the plasma 4 . Figure 4 shows an example in which the plasma side of the Faraday shield 8 is covered with a material having a low atomic number. It is mechanically bonded to the conductor 12 and actively protects the Faraday shield 8 from wear and tear caused by particles from the plasma 4. On the other hand, internal heat generation due to thermal loads, neutrons, and high frequencies can be absorbed by the cooling channel 19 by making the conductor 12 into a cooling pipe structure. A method is used to remove this by flowing a cooling medium (for example, water) through it.

(発明が解決しようとする課題) さて極めて短時間でプラズマ4の消えるディスラプショ
ンと呼ばれる現象が起ると、数MAのプラズマ電流IP
がlo+ss程度で消えるため、プラズマ4に対向する
アンテナには第5図中に示すようなケーシング11とフ
ァラデーシールド8とにより形成される閉回路に電磁誘
導により点線で示す大きな誘導電流115が発生する。
(Problem to be solved by the invention) Now, when a phenomenon called disruption in which plasma 4 disappears in an extremely short time occurs, the plasma current IP of several MA
disappears at about lo + ss, so in the antenna facing the plasma 4, a large induced current 115 as shown by the dotted line is generated due to electromagnetic induction in the closed circuit formed by the casing 11 and the Faraday shield 8 as shown in FIG. .

プラズマ4を安定に保つため外部から加えているドーナ
ツに沿う方向の磁場Br (これをトロイダル磁場と呼
ぶ)13と。
A magnetic field Br (this is called a toroidal magnetic field) 13 is applied from the outside in a direction along the donut to keep the plasma 4 stable.

垂直磁場Bv14と、誘導電流115とによって大きな
電磁力F16が導体12に加わるため、導体12が変形
したり、引きちぎられる課題がある。
Since a large electromagnetic force F16 is applied to the conductor 12 by the vertical magnetic field Bv14 and the induced current 115, there is a problem that the conductor 12 may be deformed or torn off.

特に近年のトカマク設計で想定されるIOMAを越える
大きなプラズマ電流では全面的なファラデーシールド8
の破壊を引き起こす課題がある。
Particularly for large plasma currents exceeding IOMA expected in recent tokamak designs, a full-scale Faraday shield 8
There are challenges that cause destruction.

一方、第4図に示したように冷却流路19を持ち導体1
2に取り付けた保護板18は、熱負荷を受は温度が上昇
するときの熱膨張が導体のそれと異なる為に接合面に熱
応力が生じる。特にトカマク型核融合装置は原理的なパ
ルス運転のため熱応力がくり返し発生する。保護板18
は電導性の良い材料のため導体I8と同じ巾に制限され
るので、ボルト締結で強固に接触を図る空間がなく、ロ
ー付けもしくは拡散接合を採用している。
On the other hand, as shown in FIG.
The protective plate 18 attached to the protective plate 2 receives a thermal load, and since its thermal expansion when the temperature rises is different from that of the conductor, thermal stress is generated on the joint surface. In particular, tokamak-type fusion devices are subject to repeated thermal stress due to their principle of pulse operation. Protective plate 18
Since it is made of a material with good conductivity, it is limited to the same width as the conductor I8, so there is no space for strong contact with bolts, so brazing or diffusion bonding is used.

しかしながら、長期間の熱応力の繰り返しや前述のディ
スラプション時の電磁力による導体の変位に対して保護
板18の割れや剥れの発生を抑制することは困難な課題
がある。
However, it is difficult to prevent the protection plate 18 from cracking or peeling due to repeated thermal stress over a long period of time or displacement of the conductor due to electromagnetic force during the above-mentioned disruption.

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、プ
ラズマに対向した面には減損率の小さい低原子番号から
なる材料を配し、高熱負荷を除熱する冷却配管との熱接
触に優れ、かつディスラプション時の電磁力が冷却配管
である導体に印加されても変位が極めて小さく健全性を
保ったプラズマ対向機器を提供することにある6 〔発明の構成〕 (課題を解決するための手段) 本発明は高融点材料からなる複数の保護板を冷却管構造
を有する導体間の空間とプラズマ対向面を覆うような形
状とし、複数の保護板と前記冷却管の列からなるプラズ
マ対向機器を一括して締結してなることを特徴とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and a material made of a low atomic number with a small depletion rate is arranged on the surface facing the plasma, and it has excellent thermal contact with the cooling piping that removes high heat loads. 6 [Structure of the Invention] (To solve the problem) The present invention has a plurality of protection plates made of a high melting point material shaped to cover the space between the conductors having a cooling tube structure and the plasma facing surface, It is characterized by the fact that the equipment is connected together.

また、プラズマ対向機器を高周波加熱装置アンテナの前
面に取付け、高融点材料としては窒化アルミニウムから
なるファインセラミックスを用いることを特徴とする。
Another feature is that the plasma facing device is attached to the front of the high frequency heating device antenna, and fine ceramics made of aluminum nitride is used as the high melting point material.

(作用) このような構造の高融点材料が冷却管構造を有する導体
と密に接触している事により、プラズマからの高熱負荷
は能率よく除熱され、熱応力の生じる面は締結により圧
縮を受けているので熱負荷がくり返しても接合面が遊離
することはない。
(Function) Because the high melting point material with this structure is in close contact with the conductor having the cooling pipe structure, the high heat load from the plasma is efficiently removed, and the surfaces where thermal stress occurs are compressed by fastening. Since the bonded surface is exposed to heat, the bonded surface will not separate even if the heat load is repeated.

同様にプラズマのディスラプションによる電磁力が導体
に作用しても高融点材料と導体とが剛に締結されている
ので冷却管構造が損傷したり、保護板と剥れることがな
く健全性が保たれる。
Similarly, even if electromagnetic force due to plasma disruption acts on the conductor, the high melting point material and the conductor are rigidly connected, so the cooling pipe structure will not be damaged or peeled from the protective plate, and its integrity will be maintained. It is maintained.

(実施例) 本発明の一実施例を第1図および第2図を用いて詳細に
説明する。
(Example) An example of the present invention will be described in detail using FIGS. 1 and 2.

第1図において、符号5はアンテナを示しており、プラ
ズマへの高周波を入射するアンテナ5はケーシング11
の内にループアンテナ7が装着され、ループアンテナ7
の後部には同軸管3aがつながっている。ループアンテ
ナ7の前面にはプラズマ加熱に寄与しない不要電場成分
を短絡するためにファラデーシールド8がケーシング1
1の両側を結ぶようにすだれ状に覆っている。ファラデ
ーシールド8の導体12内部は冷却流路19が形成され
ている。
In FIG. 1, the reference numeral 5 indicates an antenna, and the antenna 5 that injects high frequency waves into the plasma is attached to the casing 11.
A loop antenna 7 is installed inside the loop antenna 7.
A coaxial tube 3a is connected to the rear part of the . In front of the loop antenna 7, a Faraday shield 8 is attached to the casing 1 in order to short-circuit unnecessary electric field components that do not contribute to plasma heating.
It is covered in a blind shape so as to connect both sides of 1. A cooling channel 19 is formed inside the conductor 12 of the Faraday shield 8 .

ファラデーシールド8の導体12を両側から挟むように
高融点材料から成る保護板18が積層されており、第2
図から明らかなようにその形状は導体12の約半分が埋
るような溝を有している。
Protective plates 18 made of a high melting point material are laminated to sandwich the conductor 12 of the Faraday shield 8 from both sides.
As is clear from the figure, the shape has a groove in which approximately half of the conductor 12 is filled.

したがって、導体12と保護板18とを交互に積み重ね
ることにより導体12のほぼ全周囲が保護板18と接触
できるように構成されている。保護板18の材料として
ファインセラミックスとして開発された窒化アルミニウ
ムを用いている。この窒化アルミニウムはアルミナと同
様の高い絶縁耐力15KV/amを持ちながら、熱伝導
率は200ω/鳳・Kと4〜lO倍も高いという特長を
持っている。誘電正接もLM)lzで5X10−’と比
較的小さいので高周波損失も少なく、高周波が通過でき
る窓材として最適である。窒化アルミニウムの構成元素
はアルミナまたは炭化けい素と同程度の小さい原子番号
を有しており、たとえスパッタリングにより叩き出され
ても金属導体に比較してプラズマ中での放射損失が少な
く、プラズマ対向機器の表面材料に適している。
Therefore, by stacking the conductors 12 and the protection plates 18 alternately, almost the entire periphery of the conductor 12 can be brought into contact with the protection plates 18. As the material of the protection plate 18, aluminum nitride, which has been developed as a fine ceramic, is used. Aluminum nitride has the same high dielectric strength as alumina, 15 KV/am, but has a thermal conductivity of 200Ω/K, which is 4 to 1O times higher. Since the dielectric loss tangent is relatively small (LM)lz, 5×10-', there is little high frequency loss, making it ideal as a window material through which high frequencies can pass. The constituent elements of aluminum nitride have an atomic number as low as alumina or silicon carbide, and even if they are knocked out by sputtering, radiation loss in plasma is lower than that of metal conductors, making it suitable for plasma-facing equipment. Suitable for surface materials.

さて、保護板18と導体12の積層構造物20はその最
外端から、導体18と導体12が圧縮力を受けるように
ボルト21などで機械的に強固に一体的に締結すると、
保護板18と導体12との熱抵抗を低くすることができ
る。このためプラズマからの高熱流速は伝熱特性の良い
保護板18の側面から導体12を経て冷却流路19で効
率良く除熱することが可能となる。従来のロー付による
保護板と冷却管構造との接合に比較すると、本実施例は
極めて信頼性の高い除熱機能を備えたプラズマ対向機器
である。
Now, when the laminated structure 20 of the protection plate 18 and the conductor 12 is mechanically and firmly connected together with bolts 21 etc. from the outermost end so that the conductor 18 and the conductor 12 receive compressive force,
The thermal resistance between the protection plate 18 and the conductor 12 can be lowered. Therefore, the high heat flow velocity from the plasma can be efficiently removed in the cooling channel 19 from the side surface of the protection plate 18, which has good heat transfer characteristics, through the conductor 12. Compared to the conventional bonding of the protection plate and the cooling pipe structure by brazing, this embodiment is a plasma-facing device with an extremely reliable heat removal function.

さらに保護板18と導体12の積層構造物20は取付は
用穴22およびボルト穴23などを介してケーシング1
1へ堅固に固定している。従って、ディスラプション時
に導体12に印加される電磁力は、圧縮力に強いファイ
ンセラミックスからなる保護板18で受け、強固な構造
のケーシングで支えることが可能である。導体12の1
本1本が固いファインセラミックスで固定されているの
で、冷却構造の破損に至ることはなく健全性に優れてい
る。
Furthermore, the laminated structure 20 of the protection plate 18 and the conductor 12 is attached to the casing 1 through the holes 22 and bolt holes 23.
It is firmly fixed at 1. Therefore, the electromagnetic force applied to the conductor 12 at the time of disruption can be received by the protective plate 18 made of fine ceramics that is resistant to compressive force, and can be supported by the casing with a strong structure. 1 of conductor 12
Since each book is fixed with hard fine ceramics, the cooling structure will not be damaged and has excellent soundness.

本実施例の効果は以上述べたものに留まらない。The effects of this embodiment are not limited to those described above.

従来の技術ではループアンテナ7の一部が直接プラズマ
の照射を受け、高周波電流の流れる表面の電気的性質を
変える恐れがあった。
In the conventional technology, a portion of the loop antenna 7 is directly irradiated with plasma, which may change the electrical properties of the surface through which high-frequency current flows.

これに対して本実施例ではループアンテナ7は保護板1
8により完全に覆われるので前述の恐れはない、また、
プラズマ対向機器の表面を一体で覆う大型ファインセラ
ミックスを焼結形成し加工することは困難であるが、本
実施例では多数に分割して小型化しているので製作、加
工が容易である。
On the other hand, in this embodiment, the loop antenna 7 is connected to the protective plate 1.
8, so the above-mentioned fear does not exist, and
It is difficult to sinter, form and process a large fine ceramic that covers the surface of a plasma facing device as one piece, but in this embodiment, it is divided into many parts to make it smaller, so it is easy to manufacture and process.

つぎに第3図によって本発明の他の実施例を説明する。Next, another embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG.

この実施例はプラズマ中の不純物および高エネルギー粒
子が集中し、熱負荷の厳しいダイバータへの適用例であ
る。
This embodiment is an example of application to a diverter where impurities and high-energy particles in plasma are concentrated and the heat load is severe.

プラズマからの熱負荷と高エネルギー粒子の照射に耐え
、高融点でスパッタリング比の小さい低原子番号を有す
る材料としてグラファイト、カーボン系複合材料が挙げ
られる。これらの材料はいずれも電気伝導性を有してい
るので、特に絶縁性を必要とする場合は前述の熱伝導性
に優れた窒化アルミニウムが適している。ダイバータ2
5には高熱流束を冷却媒体に効率よく伝熱するためのい
わゆるヒートシンク材を保護板の背後に設けることが一
般的で、熱伝導性の良い銅や銅合金が用いられる。この
実施例では、保護板18はヒートシンク材z6と主にプ
ラズマ対向面と垂直な面27で接触するように配置され
る。すなわち、冷却流路19を有するヒートシンク材2
6と保護板18とを交互に配し、締結ボルト21で強固
に締結することにより機械的接触面27の熱抵抗を小さ
くさせるものである。保護板18はヒートシンク材26
のプラズマ面を覆うが、隣接する保護板18との間に細
い間隙を作り、急激な熱負荷による熱膨張の逃げを図っ
ている。
Graphite and carbon-based composite materials are examples of materials that can withstand heat load from plasma and irradiation with high-energy particles, have a high melting point, a low sputtering ratio, and a low atomic number. All of these materials have electrical conductivity, so if insulation is particularly required, the aforementioned aluminum nitride, which has excellent thermal conductivity, is suitable. Diverter 2
5, it is common to provide a so-called heat sink material behind the protective plate to efficiently transfer high heat flux to the cooling medium, and copper or copper alloy with good thermal conductivity is used. In this embodiment, the protection plate 18 is arranged so as to be in contact with the heat sink material z6 mainly at a surface 27 perpendicular to the plasma facing surface. That is, the heat sink material 2 having the cooling flow path 19
6 and protection plates 18 are alternately arranged and firmly fastened with fastening bolts 21, the thermal resistance of the mechanical contact surface 27 is reduced. The protection plate 18 is a heat sink material 26
A thin gap is created between the protective plate 18 and the adjacent protective plate 18 to escape thermal expansion caused by sudden heat load.

この本実施例によれば、プラズマからの高熱負荷はヒー
トシンク材の側面から効率よく除熱することができ、熱
負荷がくり返しても接触面の健全′性を保つことができ
るので除熱能力の劣化は生じない。
According to this embodiment, the high heat load from the plasma can be efficiently removed from the side surface of the heat sink material, and even if the heat load is repeated, the integrity of the contact surface can be maintained, thereby increasing the heat removal capacity. No deterioration occurs.

保護板18にグラファイトを用いた場合には熱伝導率の
良い方向を接触面27と平行にすると本実施例の効果は
さらに大きくなる。また、電気的な閉回路が問題となる
場合には保護板18に前述の窒化アルミニウムを用いれ
ば、隣り合うヒートシンク材26を絶縁できる。ディス
ラプションによりヒートシンク材26などに電磁力が印
加された場合も、機械的に剛でないヒートシンク材26
は保護板18と一体化されており、その全体を例えばキ
ー構造29などで支持することができ、健全性に優れて
いる。
When graphite is used for the protection plate 18, the effect of this embodiment will be further enhanced if the direction of good thermal conductivity is parallel to the contact surface 27. Further, if an electrical closed circuit is a problem, by using the aforementioned aluminum nitride for the protection plate 18, adjacent heat sink materials 26 can be insulated. Even when electromagnetic force is applied to the heat sink material 26 due to disruption, the heat sink material 26 is not mechanically rigid.
is integrated with the protection plate 18, and can be supported as a whole by, for example, a key structure 29, resulting in excellent soundness.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、高融点材料からなる保護板と冷却管構
造とを交互に配設して機械的に締結することにより、プ
ラズマからの高熱負荷を効率よく除熱することができ、
熱負荷の繰り返しにも保護板と冷却管構造との熱伝達を
保つことができる。
According to the present invention, by alternately arranging and mechanically fastening the protective plates made of a high melting point material and the cooling pipe structure, the high heat load from the plasma can be efficiently removed.
Heat transfer between the protection plate and the cooling pipe structure can be maintained even after repeated heat loads.

また、ディスラプションにより冷却管構造に印加される
電磁力はより剛である保護板とともに一体となって支持
されているので1機器の健全性を保つことができる。
Further, since the electromagnetic force applied to the cooling pipe structure due to disruption is supported integrally with the more rigid protection plate, the integrity of one device can be maintained.

さらに、保護板として窒化アルミニウムを用いると、高
周波加熱装置のアンテナの前面に取りつけ、信頼性の高
いファラデーシールドとして活用することができる。
Furthermore, if aluminum nitride is used as a protective plate, it can be attached to the front of the antenna of a high-frequency heating device and used as a highly reliable Faraday shield.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図は本発明の一実施例を説明するため
のもので、第1図は高周波加熱装置アンテナの前面に置
かれたプラズマや対向機器を一部切欠して示す斜視図、
第2図は第1図の断面図。 第3図は本発明の他の実施例を示す斜視図、第4図およ
び第5図は従来例を説明するためのもので、第4図はフ
ァラデーシールドに保護板を接合して示す斜視図、第5
図は加熱装置アンテナを示す斜視図、第6図は加熱装置
を概略的に示すシステム図である。 1・・・高周波発振器   2・・・トカマク本体3・
・・同軸管      4・・・プラズマ5・・・アン
テナ 8・・・ファラデーシールド 11・・・ケーシング    12・・・導体16・・
・電磁力      18・・・保護板19・・・冷却
流路     21・・・締結ボルト25・・・ダイバ
ータ 26・・ヒートシンク
1 and 2 are for explaining one embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing the plasma and opposing equipment placed in front of the high-frequency heating device antenna;
FIG. 2 is a sectional view of FIG. 1. FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment of the present invention, FIGS. 4 and 5 are for explaining a conventional example, and FIG. 4 is a perspective view showing a Faraday shield joined to a protective plate. , 5th
The figure is a perspective view showing the heating device antenna, and FIG. 6 is a system diagram schematically showing the heating device. 1... High frequency oscillator 2... Tokamak body 3.
... Coaxial tube 4 ... Plasma 5 ... Antenna 8 ... Faraday shield 11 ... Casing 12 ... Conductor 16 ...
- Electromagnetic force 18... Protective plate 19... Cooling channel 21... Fastening bolt 25... Diverter 26... Heat sink

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] プラズマに対向して冷却管列を有するプラズマ対向機器
において、前記冷却管のプラズマ対向面および隣接する
冷却管との間隙に高融点材料からなる複数の保護板を配
設して冷却管と接触せしめ、前記冷却管列と複数の保護
板とを一括して締結してなることを特徴とするプラズマ
対向機器。
In a plasma facing device having an array of cooling tubes facing the plasma, a plurality of protection plates made of a high melting point material are disposed between the plasma facing surface of the cooling tube and the gap between the adjacent cooling tube and are brought into contact with the cooling tube. , A plasma facing device characterized in that the cooling pipe array and a plurality of protection plates are collectively fastened together.
JP2193041A 1990-07-23 1990-07-23 Plasma opposed machinery Pending JPH0480690A (en)

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