JPH05346471A - Neutron measuring device - Google Patents

Neutron measuring device

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Publication number
JPH05346471A
JPH05346471A JP4155275A JP15527592A JPH05346471A JP H05346471 A JPH05346471 A JP H05346471A JP 4155275 A JP4155275 A JP 4155275A JP 15527592 A JP15527592 A JP 15527592A JP H05346471 A JPH05346471 A JP H05346471A
Authority
JP
Japan
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disruption
plasma
time
neutron
data processing
Prior art date
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Pending
Application number
JP4155275A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akimasa Hatayama
明聖 畑山
Eiji Seki
英治 関
Yoshio Kita
好夫 北
Takeo Nishitani
健夫 西谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP4155275A priority Critical patent/JPH05346471A/en
Publication of JPH05346471A publication Critical patent/JPH05346471A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

Abstract

PURPOSE:To make the precise measurement of a neutron yield possible even in the case where disruption occurs by calculating an integration value of the number of the neutrons generated from the start of discharge up to the time of starting occurrence of a disruption. CONSTITUTION:A signal transmitted from a plasma current detector 6 for detecting voltage of a coil generated in response to a time change of a magnetic field which is formed with plasma current is time-integrated with a time integrator. And its integrated value is transmitted to a data processing calculator 8 used as a data processing means and the presence of disruption occurrence of plasma 1 and a disruption occurrence start time are found. On the other hand, a neutron detector 10 serves to detect neutrons generated in the plasma and its detected value is processed with an electronic device composed of a preamplifier 11, a counter 14 and the like. A data processing calculator 15 used as a second data processing means serves to calculate the integration value of the number of the neutron generation up to a disruption occurrence start time from discharge start even in the case where disruption occurs on the basis of a calculation result of th counter 14 and the calculator 8.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はトカマク型核融合装置に
おける中性子計測装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a neutron measuring device in a tokamak fusion device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3はトカマク型核融合装置の概略構成
を示し、この核融合装置は重水素Dなど燃料の電離気体
であるプラズマ1を真空容器2内にトーラス状に封じ込
め、プラズマ加熱装置により外部からエネルギーを注入
し、プラズマ1を約1億度の高温にまで加熱する。これ
によりプラズマ1中では重水素Dと重水素Dとの核反応
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a schematic structure of a tokamak type fusion apparatus, in which a plasma 1 which is an ionized gas of fuel such as deuterium D is confined in a vacuum vessel 2 in a torus shape, and a plasma heating apparatus is provided. Is used to inject energy from the outside to heat the plasma 1 to a high temperature of about 100 million degrees. As a result, nuclear reaction between deuterium D and deuterium D in plasma 1

【数1】 が生じ、その結果約2.5MeVの高エネルギー中性子
および0.8MeVのヘリウム3 Heが発生する。
[Equation 1] Resulting in high energy neutrons of about 2.5 MeV and helium 3 He of 0.8 MeV.

【0003】また、真空容器2の周囲には遮蔽体3がト
ーラス状に設置され、この遮蔽体3によりプラズマ1中
で発生した中性子を遮蔽する。さらに、遮蔽体3の周囲
には真空容器2の内部にトロイダル方向(トーラスの外
周方向)の磁場をつくるためのトロイダル磁場コイル群
4が設置される。
Further, a shield 3 is installed around the vacuum container 2 in a torus shape, and the shield 3 shields neutrons generated in the plasma 1. Further, around the shield 3, a toroidal magnetic field coil group 4 for installing a magnetic field in the toroidal direction (outer peripheral direction of the torus) inside the vacuum container 2 is installed.

【0004】ところで、プラズマ1を閉じ込めるために
は上記トロイダル磁場コイル群4だけでは不十分であ
り、ポロイダル磁場コイル群5によりポロイダル方向
(トーラスの内周方向)に磁場をつくる必要がある。こ
のポロイダル磁場コイル群5は自らが1次側、プラズマ
1を2次側として、コイル電流を時間的に変化させるこ
とにより、すなわち、変圧器の原理によりプラズマ1中
にトロイダル方向の電流を流す(以下、これをプラズマ
電流という。)。このプラズマ電流によりプラズマ1の
閉じ込めに必要なポロイダル磁場がつくられる。
In order to confine the plasma 1, the toroidal magnetic field coil group 4 alone is not sufficient, and it is necessary to generate a magnetic field in the poloidal direction (inner circumferential direction of the torus) by the poloidal magnetic field coil group 5. The poloidal magnetic field coil group 5 itself has the primary side and the plasma 1 as the secondary side, and changes the coil current with time, that is, a current in the toroidal direction flows in the plasma 1 by the principle of a transformer ( Hereinafter, this is referred to as plasma current). This plasma current creates a poloidal magnetic field necessary for confining the plasma 1.

【0005】これらトロイダル磁場およびポロイダル磁
場によってつくられる重畳磁場は、真空容器2の内部に
トーラス状の磁気面を形成する。これにより、高温のプ
ラズマ1は真空容器2の壁面に直接接触することなく、
トーラス状の形状を保持しつつ真空容器2内に閉じ込め
られる。
The superposed magnetic field generated by these toroidal magnetic field and poloidal magnetic field forms a toroidal magnetic surface inside the vacuum chamber 2. As a result, the high temperature plasma 1 does not directly contact the wall surface of the vacuum container 2,
It is confined in the vacuum container 2 while maintaining the torus shape.

【0006】図4(A),(B),(C)はポロイダル
磁場コイル群5によるプラズマ電流の立ち上げによる放
電開始から立ち下げによる放電終了までのトカマク型核
融合装置のいわゆる運転の1サイクル(1ショット)を
概念的に示した図である。図4(A)に示すように、プ
ラズマ電流がほぼ一定となった後、外部より図4(B)
に示す加熱パワーを注入しプラズマ1を加熱する。これ
に伴い、プラズマ1の温度が上昇し、前述したように式
(1)の反応により高エネルギーの中性子が発生する
(図4(C)に示す)。ここで、プラズマ1中の中性子
の発生数は核融合反応による出力に比例するため、この
中性子の発生数を実時間でモニターすることは核融合出
力計測および制御の観点から重要となる。
FIGS. 4A, 4B and 4C show one cycle of so-called operation of the tokamak fusion device from the start of discharge by the rise of plasma current by the poloidal magnetic field coil group 5 to the end of discharge by the fall. It is the figure which showed notionally (1 shot). As shown in FIG. 4A, after the plasma current becomes almost constant, FIG.
The heating power shown in FIG. Along with this, the temperature of the plasma 1 rises, and as described above, high-energy neutrons are generated by the reaction of the equation (1) (shown in FIG. 4C). Here, since the number of neutrons generated in the plasma 1 is proportional to the output of the fusion reaction, it is important to monitor the number of generated neutrons in real time from the viewpoint of measuring and controlling the fusion power.

【0007】また、核融合装置ではこの各時刻における
中性子発生数の計測に加えて、以下の理由から実験開始
から現在に至るまでの各ショットの中性子発生数の総和
が重要な測定量になる。すなわち、式(1)によりプラ
ズマ1で発生する高エネルギー中性子はプラズマ1を取
り囲む真空容器2および遮蔽体3などの構成材料と例え
ば、
In addition to the measurement of the number of neutrons generated at each time in the nuclear fusion device, the sum of the number of neutrons generated from each shot from the start of the experiment to the present is an important measurement amount for the following reasons. That is, the high-energy neutrons generated in the plasma 1 according to the equation (1) and the constituent materials such as the vacuum container 2 and the shield 3 surrounding the plasma 1 are, for example,

【数2】58Ni(n,2n)57Ni …(2) などの核反応を行い、これら周辺構造物を放射性物質に
換えてしまう可能性がある。
[Equation 2] 58 Ni (n, 2n) 57 Ni (2) and other nuclear reactions may occur, and these peripheral structures may be replaced with radioactive materials.

【0008】これら周辺構造物の放射化量はプラズマ1
から発生した中性子のトータルの時間積分量に比例す
る。したがって、真空容器2および遮蔽体3などの周辺
構造物の放射化量を一定のレベル以下に抑えるためには
プラズマ1中から発生した中性子のトータルの時間積分
量を十分精度良く測定しておくことが必要になる。
The activation amount of these peripheral structures is plasma 1
Is proportional to the total time integral of the neutrons generated from. Therefore, in order to suppress the activation amount of the peripheral structures such as the vacuum container 2 and the shield 3 to a certain level or less, the total time integral amount of neutrons generated from the plasma 1 should be measured with sufficient accuracy. Will be required.

【0009】次に、図3および図5に基づいて従来の中
性子計測装置について具体的に説明する。中性子を検出
するための中性子検出器10は図3に示すようにプラズ
マ1の近傍に設置される。図5はこのような中性子検出
器10を備えた中性子計測装置の全体構成を示す。この
中性子計測装置はパルス計数モードを用いており、中性
子検出器10からの検出信号パルスは前置増幅器11で
十分に増幅された後、比例増幅器12に送出される。送
出された検出信号パルスは比例増幅器12でパルス整形
を行い、整形されたパルスが波高分析器13により予め
設定された波高弁別レベルを越えたとき、この越えた信
号を中性子検出信号として出力する。
Next, a conventional neutron measuring device will be specifically described with reference to FIGS. 3 and 5. A neutron detector 10 for detecting neutrons is installed near the plasma 1 as shown in FIG. FIG. 5 shows the overall configuration of a neutron measuring device equipped with such a neutron detector 10. This neutron measuring device uses a pulse counting mode, and the detection signal pulse from the neutron detector 10 is sufficiently amplified by the preamplifier 11 and then sent to the proportional amplifier 12. The sent detection signal pulse is pulse-shaped by the proportional amplifier 12, and when the shaped pulse exceeds the wave height discrimination level preset by the wave height analyzer 13, the exceeded signal is output as a neutron detection signal.

【0010】この出力信号に基づきカウンター14で
は、予め設定された一定時間内における出力パルスの数
を記録するとともに、各サンプリングタイムにおける計
数値をデータ処理計算機15に送出する。このデータ処
理計算機15では各時刻点での計数値およびサンプリン
グ時間間隔に基づき計数率を計算するとともに、以下の
式、
Based on this output signal, the counter 14 records the number of output pulses within a preset fixed time and sends the count value at each sampling time to the data processing computer 15. The data processing computer 15 calculates the count rate based on the count value at each time point and the sampling time interval, and

【数3】 に基づき各ショットにおける中性子のトータルの時間積
分量Niを計算する。但し、式(3)において、t1,t2
は各々図4に示す放電開始時間および放電終了時間であ
り、f(t)は各時刻における中性子の計数値である。
[Equation 3] Based on the above, the total time integrated amount Ni of neutrons in each shot is calculated. However, in equation (3), t1, t2
Are the discharge start time and discharge end time shown in FIG. 4, respectively, and f (t) is the neutron count value at each time.

【0011】さらに、式(3)の時間積分値より実験開
始から現在に至る中性子計数の時間積分量は、
Further, from the time integrated value of the equation (3), the time integrated amount of neutron counting from the start of the experiment to the present is

【数4】 で計算される。ここで、nTは実験開始から現在に至る全
ショット数である。
[Equation 4] Calculated by. Here, nT is the total number of shots from the start of the experiment to the present.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
トカマク型核融合装置においては、プラズマ1が何らか
の原因により不安定になると、プラズマ1を閉じ込める
磁気面が破壊され、プラズマ1中を流れるプラズマ電流
が急激に減少してしまう現象(以下、これをディスラプ
ションという。)が発生することがある。このディスラ
プションが発生した場合には、プラズマ1中に蓄積され
た熱および電磁気エネルギーが急激に放出され、これに
伴いプラズマ1の周囲の電磁場も急激に変化する。
However, in the above-described tokamak type fusion device, when the plasma 1 becomes unstable for some reason, the magnetic surface for confining the plasma 1 is destroyed and the plasma current flowing in the plasma 1 is reduced. A phenomenon of abrupt decrease (hereinafter, referred to as disruption) may occur. When this disruption occurs, heat and electromagnetic energy accumulated in the plasma 1 are rapidly released, and the electromagnetic field around the plasma 1 is also rapidly changed accordingly.

【0013】この時、実際には図6(C)に実線で示す
ように中性子の発生量は瞬間的にゼロになるにも拘ら
ず、上記電磁場の急激な変化により、中性子検出器10
から信号ケーブル20を通してあたかも中性子発生数が
増大したかのような検出信号(破線で示す)が発生する
ことが予想される。
At this time, as shown by the solid line in FIG. 6 (C), the neutron generation amount becomes instantaneously zero, but due to the sudden change in the electromagnetic field, the neutron detector 10
Therefore, it is expected that a detection signal (indicated by a broken line) is generated through the signal cable 20 as if the number of generated neutrons increased.

【0014】したがって、上記のようなトカマク型核融
合装置における中性子計測装置では、ディスラプション
が頻繁に発生した場合には、プラズマ1中から発生した
中性子のトータルの時間積分量を十分精度良く測定でき
ない。このことは周辺構造物の放射化量の適確な予測が
困難となり、各ショットにおける加熱装置からの入射パ
ワーと入射時間など中性子発生量に関連する実験計画、
ひいては核融合装置全体の実験計画および運転管理に重
大な障害をもたらすことになる。
Therefore, in the neutron measuring device in the above-described tokamak-type nuclear fusion device, when the disruption frequently occurs, the total time integral amount of neutrons generated from the plasma 1 is measured with sufficient accuracy. Can not. This makes it difficult to accurately predict the activation amount of the surrounding structure, and the experimental plan related to the neutron production amount such as the incident power and the incident time from the heating device in each shot,
As a result, it will cause serious obstacles to the experimental design and operation management of the entire fusion device.

【0015】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、プラズマのディスラプションにより中性子計測
装置の計数値に誤差が発生したとしても、核融合装置の
運転期間を通じて総中性子発生量の測定が十分精度良く
行えるようにした中性子計測装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and even if an error occurs in the count value of the neutron measuring device due to the disruption of plasma, the total neutron generation amount of It is an object of the present invention to provide a neutron measuring device that enables measurement with sufficient accuracy.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明に係る中性子計測
装置は、上述した課題を解決するために、プラズマのデ
ィスラプション発生の有無およびディスラプション発生
開始時刻を検出する検出手段と、この検出信号に基づい
て上記プラズマのディスラプション発生の有無を判断し
且つディスラプション発生開始時刻を求める第1のデー
タ処理手段と、上記プラズマで発生する中性子を検出す
るための中性子検出手段と、この中性子検出手段からの
中性子計数値のデータおよび上記第1のデータ処理手段
の計算結果に基づき、ディスラプションが発生しない場
合には、放電開始から放電終了までの中性子発生数の積
分値を、ディスラプションが発生した場合には、放電開
始からディスラプション発生開始時刻までの中性子発生
数の積分値をそれぞれ計算するための第2のデータ処理
手段とを備えたものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, a neutron measuring apparatus according to the present invention comprises a detecting means for detecting the presence or absence of plasma disruption and a disruption start time, First data processing means for determining the presence or absence of disruption of the plasma based on the detection signal and determining the disruption generation start time, neutron detection means for detecting neutrons generated in the plasma, Based on the neutron count value data from this neutron detection means and the calculation result of the first data processing means, if no disruption occurs, the integral value of the neutron generation number from the discharge start to the discharge end, When a disruption occurs, calculate the integrated value of the number of neutrons generated from the start of discharge to the time when disruption starts. Are those in which a second data processing means for calculating.

【0017】[0017]

【作用】上記の構成を有する本発明においては、放電開
始からディスラプション発生開始時刻までの中性子発生
数の積分値を計算するようにしたので、ディスラプショ
ンが発生した場合であっても、プラズマ中から発生した
中性子発生量の時間積分値を精度良く求めることができ
る。
In the present invention having the above structure, since the integrated value of the number of neutrons generated from the discharge start to the disruption generation start time is calculated, even when the disruption occurs, The time integrated value of the amount of neutrons generated from the plasma can be accurately obtained.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】図1および図2は本発明に係る中性子計測
装置の一実施例を示す。なお、従来の構成と同一または
対応する部分には同一の符号を用いて説明する。
1 and 2 show an embodiment of the neutron measuring apparatus according to the present invention. Note that the same or corresponding portions as those of the conventional configuration will be described using the same reference numerals.

【0020】本実施例の中性子計測装置は、検出手段と
してのプラズマ電流検出器(ロゴスキーコイル)6を有
し、このプラズマ電流検出器6は真空容器2の周囲に設
置され、プラズマ電流のつくる磁場の時間変化により発
生するコイルの電圧を検出し、プラズマ1のディスラプ
ション発生の有無およびディスラプション発生開始時刻
を検出する。このプラズマ電流検出器6からの信号は積
分器7に送出され、積分器7で時間積分される。この積
分器7からの信号は第1のデータ処理手段としてのデー
タ処理計算機8に送出され、このデータ処理計算機8は
積分器7からの信号に基づいてプラズマ1のディスラプ
ション発生の有無およびディスラプション発生開始時刻
を求める。
The neutron measuring apparatus of this embodiment has a plasma current detector (Rogowski coil) 6 as a detecting means. The plasma current detector 6 is installed around the vacuum container 2 to generate a plasma current. The voltage of the coil generated by the temporal change of the magnetic field is detected, and the presence or absence of the disruption of the plasma 1 and the disruption start time are detected. The signal from the plasma current detector 6 is sent to the integrator 7 and time-integrated by the integrator 7. The signal from the integrator 7 is sent to a data processing computer 8 as a first data processing means, and the data processing computer 8 determines whether or not the disruption of the plasma 1 is generated based on the signal from the integrator 7. Find the start time of rupture.

【0021】一方、中性子検出器10はプラズマ1で発
生する中性子を検出し、この中性子検出器10からの検
出信号は前置増幅器11、比例増幅器12、波高分析器
13およびカウンター14から構成される電子装置で処
理される。すなわち、中性子検出器10からの検出信号
パルスは前置増幅器11で増幅され、この前置増幅器1
1からの信号は比例増幅器12でさらに増幅乃至パルス
整形された後、波高分析器13に送出される。この波高
分析器13では比例増幅器12の出力信号に基づきさら
に予め設定された波高弁別レベルを越えた信号を中性子
検出信号としてカウンター14に出力し、この出力信号
に基づきカウンター14で予め設定された一定時間内に
おける出力パルスの数を計数値として記録される。
On the other hand, the neutron detector 10 detects neutrons generated in the plasma 1, and the detection signal from this neutron detector 10 is composed of a preamplifier 11, a proportional amplifier 12, a pulse height analyzer 13 and a counter 14. It is processed by an electronic device. That is, the detection signal pulse from the neutron detector 10 is amplified by the preamplifier 11, and the preamplifier 1
The signal from 1 is further amplified or pulse-shaped by the proportional amplifier 12, and then sent to the pulse height analyzer 13. In this wave height analyzer 13, a signal that exceeds the wave height discrimination level set in advance based on the output signal of the proportional amplifier 12 is output to the counter 14 as a neutron detection signal, and based on this output signal, a constant value set in advance in the counter 14 is set. The number of output pulses in time is recorded as a count value.

【0022】このカウンター14からの各サンプリング
時刻における計数値と、上述のディスラプション発生の
有無およびディスラプション発生開始時刻を求めるため
のデータ処理計算機8の計算結果とに基づき第2のデー
タ処理手段としてのデータ処理計算機15は、ディスラ
プションが発生しない場合には、放電開始から放電終了
までの積分値を、またディスラプションが発生した場合
には、放電開始からディスラプション発生開始時刻まで
の中性子発生数の積分値をそれぞれ計算し、さらに実験
開始から現在に至る全放電での中性子発生数の積分値を
計算する。なお、上記各構成要素の間は信号ケーブル2
0によって接続されている。
Second data processing based on the count value from each counter 14 at each sampling time and the calculation result of the data processing computer 8 for determining the presence or absence of the above-mentioned disruption and the start time of the disruption occurrence. The data processing computer 15 as a means calculates the integrated value from the discharge start to the discharge end when the disruption does not occur, and the discharge occurrence start time from the discharge start when the disruption occurs. The integral value of the number of neutrons generated up to the present is calculated, and the integral value of the number of neutrons generated in all discharges from the start of the experiment to the present is calculated. The signal cable 2 is provided between the above-mentioned components
Connected by 0.

【0023】次に、本実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

【0024】本実施例においては、プラズマ電流検出器
6によりプラズマ電流のつくる磁場の時間変化により発
生するコイルの電圧を検出し、この出力電圧を積分器7
により時間積分することにより、プラズマ電流の時間変
化を測定する。この測定されたプラズマ電流の時間変化
はデータ処理計算機8に送出され、このデータ処理計算
機8においては、このプラズマ電流の測定値から各時刻
におけるプラズマ電流の時間微分(dIp/dt)cal
を計算する。
In this embodiment, the plasma current detector 6 detects the voltage of the coil generated by the time change of the magnetic field generated by the plasma current, and the output voltage is detected by the integrator 7
The time change of the plasma current is measured by performing time integration by. The time change of the measured plasma current is sent to the data processing computer 8. In the data processing computer 8, the time derivative (dIp / dt) cal of the plasma current at each time from the measured value of the plasma current.
To calculate.

【0025】ディスラプション発生時には、図4および
図6に示したように通常の運転に比較してプラズマ電流
が急激に減少する。そのため以下の条件に基づき、ディ
スラプション発生の有無を判断し、さらにディスラプシ
ョン発生開始時刻を求める。
When a disruption occurs, the plasma current sharply decreases as compared with the normal operation as shown in FIGS. Therefore, based on the following conditions, it is determined whether or not a disruption has occurred, and the disruption occurrence start time is obtained.

【0026】すなわち、ディスラプションで想定される
プラズマ電流の時間変化を運転前に予め(dIp/d
t)ref として設定しておき、万一この設定値に比較し
て実際の計算値(dIp/dt)cal が(dIp/d
t)cal <0で、
That is, the time change of the plasma current assumed in the disruption is (dIp / d) in advance before the operation.
t) ref, and the actual calculated value (dIp / dt) cal is (dIp / d) in comparison with this set value.
t) cal <0,

【数5】 であれば、ディスラプション発生とみなし、且つ(5)
式の不等式を満足するようになった時刻をディスラプシ
ョン発生開始時刻tdとし、一方ディスラプションが発
生しない場合には放電終了時刻t2とする。tdの値は
中性子検出器10からの信号を処理するためのデータ処
理計算機15に送出される。このデータ処理計算機15
では中性子検出器10からの信号と上記tdの値に基づ
き、以下の式、
[Equation 5] If so, it is considered that a disruption has occurred, and (5)
The time when the inequality of the equation is satisfied is defined as the disruption occurrence start time td, while the discharge end time t2 is defined when the disruption does not occur. The value of td is sent to the data processing computer 15 for processing the signal from the neutron detector 10. This data processing computer 15
Then, based on the signal from the neutron detector 10 and the value of td, the following equation,

【数6】 から1回の放電における中性子発生数を計算する。さら
に、式(4)により実験開始から現在に至る全放電での
中性子発生数を計算する。
[Equation 6] Then, the number of neutrons generated in one discharge is calculated. Furthermore, the number of neutrons generated in all discharges from the start of the experiment to the present is calculated by the formula (4).

【0027】したがって、式(3A)の時間積分の上限
がディスラプションが発生しない場合には、放電終了時
刻となり、一方ディスラプションが発生した場合にはデ
ィスラプション発生開始時刻となる。これにより、ディ
スラプション発生時に生じると考えられる中性子発生数
の積分値の誤差を除去できる。
Therefore, the upper limit of the time integration of the equation (3A) is the discharge end time when the disruption does not occur, and becomes the disruption start time when the disruption occurs. This makes it possible to eliminate the error in the integrated value of the number of neutrons that is considered to occur when the disruption occurs.

【0028】このように本実施例によれば、ディスラプ
ションが発生した場合には、放電開始からディスラプシ
ョン発生開始時刻までの中性子発生数の積分値を計算す
るため、ディスラプションが頻繁に発生した場合でも、
プラズマ1中から発生した中性子のトータルの時間積分
量を精度良く測定することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the disruption occurs, the integration value of the number of neutrons generated from the start of the discharge to the start time of the disruption is calculated, so that the disruption is frequent. Even if it happens to
It is possible to accurately measure the total time integration amount of neutrons generated from the plasma 1.

【0029】なお、上記実施例ではディスラプション発
生の有無およびディスラプション発生開始時刻を検出す
る検出手段として、プラズマ電流検出器を用いたが、こ
れ以外に例えば、プラズマからの硬X線損失量を測定す
る手段を用いてもよい。
In the above embodiment, the plasma current detector is used as the detection means for detecting the presence or absence of the disruption and the start time of the disruption, but other than this, for example, the hard X-ray loss from the plasma is used. Means for measuring quantity may be used.

【0030】また、上記実施例において、中性子検出器
および電子装置は検出信号としてパルス信号を用いた
が、連続的な電気信号を用いてもよい。この場合には上
記電子装置の構成が若干変わるものの、基本的な構成に
変わりはない。
Further, in the above embodiment, the neutron detector and the electronic device use the pulse signal as the detection signal, but a continuous electric signal may be used. In this case, the configuration of the electronic device is slightly changed, but the basic configuration is not changed.

【0031】さらに、上記実施例ではデータ処理計算機
をディスラプション発生の有無およびディスラプション
発生開始時刻計算用と、中性子発生量の積分値計算用と
2台用いたが、2つの機能を同時に持たせるようにすれ
ば1台で済む。すなわち、第1のデータ処理手段と第2
のデータ処理手段を1台のデータ処理計算機に組み込む
ようにしてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, two data processing computers were used, one for calculating the presence / absence of disruption and for calculating the time at which the disruption occurred, and one for calculating the integral value of the neutron production amount. If you have it, you only need one. That is, the first data processing means and the second
The data processing means may be incorporated in one data processing computer.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る中性
子計測装置によれば、放電開始からディスラプション発
生開始時刻までの中性子発生数の積分値を計算するの
で、プラズマのディスラプションが頻繁に発生し、計数
値に誤差が生じた場合でも、プラズマ中から発生した中
性子のトータルの時間積分量を十分精度良く測定でき、
したがって、核融合装置の運転期間を通じて総中性子発
生量の測定が十分な精度で行えることになる。
As described above, according to the neutron measuring apparatus of the present invention, the integrated value of the number of neutrons generated from the discharge start to the disruption start time is calculated. Frequently generated, even if the count value has an error, the total time integrated amount of neutrons generated from the plasma can be measured with sufficient accuracy,
Therefore, the total amount of neutrons generated can be measured with sufficient accuracy throughout the operation period of the fusion device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る中性子計測装置の一実施例を示す
ブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a neutron measuring device according to the present invention.

【図2】図1におけるプラズマ電流検出器の配置状態を
示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an arrangement state of plasma current detectors in FIG.

【図3】一般のトカマク型核融合装置を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing a general tokamak nuclear fusion device.

【図4】(A),(B),(C)はディスラプションの
発生しない場合におけるプラズマ電流の立ち上げによる
放電開始から立ち下げによる放電終了までの1サイクル
を示す図。
4 (A), (B), and (C) are diagrams showing one cycle from the start of discharge due to rise of plasma current to the end of discharge due to fall when no disruption occurs.

【図5】従来のトカマク型核融合装置の中性子計測装置
を示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a neutron measuring device of a conventional tokamak nuclear fusion device.

【図6】(A),(B),(C)はディスラプションの
発生した場合におけるプラズマ電流の立ち上げによる放
電開始から立ち下げによる放電終了までの1サイクルを
示す図。
6 (A), (B), and (C) are diagrams showing one cycle from the discharge start due to the rise of the plasma current to the discharge end due to the fall when the disruption occurs.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プラズマ 2 真空容器 3 遮蔽体 4 トロイダル磁場コイル 5 ポロイダル磁場コイル 6 プラズマ電流検出器(検出手段) 7 積分器 8 データ処理計算機(第1のデータ処理手段) 10 中性子検出器 11 前置増幅器 12 比例増幅器 13 波高分析器 14 カウンター 15 データ処理計算機(第2のデータ処理手段) 1 plasma 2 vacuum container 3 shield 4 toroidal magnetic field coil 5 poloidal magnetic field coil 6 plasma current detector (detection means) 7 integrator 8 data processing computer (first data processing means) 10 neutron detector 11 preamplifier 12 proportional Amplifier 13 Wave height analyzer 14 Counter 15 Data processing computer (second data processing means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西谷 健夫 東京都千代田区内幸町二丁目2番2号 日 本原子力研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takeo Nishitani 2-2-2, Saiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Atomic Energy Research Institute

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プラズマのディスラプション発生の有無
およびディスラプション発生開始時刻を検出する検出手
段と、この検出信号に基づいて上記プラズマのディスラ
プション発生の有無を判断し且つディスラプション発生
開始時刻を求める第1のデータ処理手段と、上記プラズ
マで発生する中性子を検出するための中性子検出手段
と、この中性子検出手段からの中性子計数値のデータお
よび上記第1のデータ処理手段の計算結果に基づき、デ
ィスラプションが発生しない場合には、放電開始から放
電終了までの中性子発生数の積分値を、ディスラプショ
ンが発生した場合には、放電開始からディスラプション
発生開始時刻までの中性子発生数の積分値をそれぞれ計
算するための第2のデータ処理手段とを備えたことを特
徴とする中性子計測装置。
1. A detection means for detecting the presence / absence of plasma disruption and the time at which disruption starts, and determining the presence / absence of plasma disruption based on this detection signal and generating the disruption. First data processing means for obtaining a start time, neutron detection means for detecting neutrons generated in the plasma, neutron count value data from the neutron detection means, and calculation results of the first data processing means Based on the above, if the disruption does not occur, the integrated value of the number of neutrons generated from the discharge start to the discharge end, if the disruption occurs, the neutron from the discharge start to the disruption start time A neutron measuring device comprising: second data processing means for calculating the respective integrated values of the number of occurrences. Place
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111312411A (en) * 2018-12-11 2020-06-19 核工业西南物理研究院 Method for preventing plasma from cracking by injecting liquefied inert gas jet

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