JPH06265660A - 核融合装置 - Google Patents

核融合装置

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JPH06265660A
JPH06265660A JP5051016A JP5101693A JPH06265660A JP H06265660 A JPH06265660 A JP H06265660A JP 5051016 A JP5051016 A JP 5051016A JP 5101693 A JP5101693 A JP 5101693A JP H06265660 A JPH06265660 A JP H06265660A
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JP
Japan
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plate
plasma
diverter
electrodes
time
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JP5051016A
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English (en)
Inventor
Toshiko Nakamura
村 敏 子 中
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH06265660A publication Critical patent/JPH06265660A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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

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  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 炉心プラズマから流入する熱量が大きい場合
でも、炉心プラズマに影響を及ぼすことなく熱負荷を空
間的に分散させ得、これによって効率的な操作、及び柔
軟な操作を可能にする核融合装置を得る。 【構成】 ダイバータ方式の核融合装置において、炉心
プラズマ(1) とダイバータ板(2) との間に、プラズマ位
置制御用のコイルが作る磁場(5) と交差する方向に複数
の電極(3),(4) を離間配置し、時間の経過に従って大き
さ及び極性の少なくとも一方が変化する電圧を前記電極
(3),(4) に印加するように構成する。また、電極を設け
る代わりに、ダイバータ板(2) として、プラズマ位置制
御用のコイルが作る磁場(5) と交差する方向に複数の板
体(21)〜(2n)を並設したものを用い、時間の経過に従っ
て大きさ及び極性の少なくとも一方が変化する電圧を前
記板体(21)〜(2n)間に印加するように構成してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、核融合装置に関する。
【0002】
【従来の技術】炉心プラズマから逃げ出したプラズマ粒
子を排気部に導くと共に、排気部内に設けたダイバータ
板に衝突せしめて排出するダイバータ(磁気リミター)
方式の核融合装置にあっては、ダイバータ板の局所的な
スパッタリングや、ダイバータ板材料の局所的な劣化を
防止する措置を講じなければならない。そこで、例え
ば、プラズマ位置制御用のコイル電流を制御することに
より、炉心プラズマの周辺部からダイバータ板にかけて
分布する磁場を変動させ、ダイバータ板で受ける熱が空
間的に集中しないようにしたものが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、プラ
ズマ位置制御用のコイル電流を制御して炉心プラズマの
周辺部からダイバータ板にかけて分布する磁場を変動さ
せる方式では、炉心プラズマから流入する熱量が大きく
なるほど、炉心プラズマに及ぼす影響も大きくなり、そ
のため装置の効率的な操作、及び柔軟な操作ができない
という問題があった。
【0004】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたので、炉心プラズマから流入する熱量が大きい場
合でも、炉心プラズマに影響を及ぼすことなく熱負荷を
空間的に分散させ得、これによって効率的な操作、及び
柔軟な操作を可能にする核融合装置を得ることを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、ダイバータ方
式の核融合装置において、炉心プラズマとダイバータ板
との間に、プラズマ位置制御用のコイルが作る磁場と交
差する方向に複数の電極を配置し、時間の経過に従って
大きさ及び極性の少なくとも一方が変化する電圧を前記
電極に印加するように構成したものである。
【0006】また、電極を設ける代わりに、ダイバータ
板として、プラズマ位置制御用のコイルが作る磁場と交
差する方向に複数の板体を並設したものを用い、時間の
経過に従って大きさ及び極性の少なくとも一方が変化す
る電圧を前記板体間に印加するように構成することもで
きる。
【0007】好ましくは、時間の経過に従って、電圧を
印加する板体の組合わせを変更する。
【0008】
【作用】ダイバータ方式の核融合装置では、プラズマ中
心部から外に逃げ出したプラズマ粒子は磁力線に沿って
排気部に導かれ、受熱板であるタイバータ板に衝突す
る。このプラズマ粒子は磁力線を横切る方向の運動量は
小さいので、炉心プラズマからダイバータ板に到る間に
磁場を横切って広がる幅は小さい。そのため、ダイバー
タ板の熱負荷が空間的に局所化する。
【0009】この発明においては、炉心プラズマとダイ
バータ板との間に設けた電極間、あるいは、複数の板体
を並設したダイバータ板の板体間に、時間の経過に従っ
て大きさ及び極性の少なくとも一方が変化する電圧を印
加するすることにより、プラズマ位置制御用のコイルが
作る磁場と交差する方向に変動電場を生じさせている。
【0010】従って、プラズマ粒子に対して磁場と電場
に直交する方向の力を与えることができ、これによっ
て、炉心プラズマから流入する熱量が大きい場合でも、
炉心プラズマに影響を及ぼすことなく熱負荷を空間的に
分散させることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例によって詳
細に説明する。図1はこの発明の一実施例の概略構成図
である。図1において、炉心プラズマ1は図示省略の真
空容器内で造られる。この真空容器は炉心プラズマ1が
作られる空間と連通する排気部を有し、ダイバータ板2
はこの排気部に設けられる。炉心プラズマ1の外周部か
らダイバータ板2にかけて磁力線5が分布している。炉
心プラズマ1から逃げ出したプラズマ粒子は、磁力線5
に沿ってダイバータ板2に流入する。この場合、磁力線
5と交差する方向に、一対の電極3、4が離間配置され
ている。これらの電極3、4には図示省略の電源装置が
接続されている。この電源装置は、時間の経過に従って
大きさが変化する電圧を電極3,4間に印加するもので
あり、これによって、磁力線5と交差する方向に変動電
場を生じさせることができる。
【0012】このようにして、磁力線5と直交する電場
を生じさせた場合、磁力線5に沿ってダイバータ板2に
流入するプラズマ粒子は矢印6で示した方向の力を受け
る。
【0013】いま、ダイバータ板2上に、炉心プラズマ
1から遠ざかる方向をx、炉心プラズマ1と平行な方向
をyとする二次元座標を想定する。ここで、電極3,4
間に電圧を印加しなければ、ダイバータ板2に衝突する
プラズマ粒子は、時間が経過してもそのx方向分布はx
0 にピークを持った分布を維持する。このとき、炉心プ
ラズマ1から流入する粒子数が僅かであれば、即ち、ダ
イバータ板2に流入する熱量が小さければ、ダイバータ
板に局所的なスパッタリングや、材料の劣化は生じ難
い。しかし、ダイバータ板2に流入する熱量が大きくな
ると、粒子および熱負荷がピークとなるダイバータ板上
のx=x0 を中心に局所的なスパッタリングや、材料の
劣化を生じ易い。
【0014】本実施例は、このような状況にて、時間の
経過に従って大きさが変化するように直流電圧を電極
3,4間に印加してプラズマ粒子に矢印6の方向の力を
作用させると共に、その大きさも変化させるようにした
ものである。その結果、プラズマ粒子は時間の経過に従
ってx方向にその位置を変えて流入する。これによっ
て、ダイバータ板2に流入する熱量が大きくなったとし
ても、ダイバータ板での局所的なスパッタリングや、材
料の劣化を防止することができる。
【0015】図2は本発明の他の実施例の構成を示した
もので、図面及び説明の重複を避けるために、ダイバー
タ板2のみの平面図を示している。ここで、ダイバータ
板2としては、複数の板体21,22,…,26,…を磁力線
と直交する方向に並設したものを用いており、板体21,
22,…,26,…のうち、一つおきの板体間に、時間の経
過に従って大きさが変化する直流電圧を印加するように
したものである。なお、板体21,22,…,26,…に対す
る電圧印加は、時刻t0 からt′まで、図2(a) に示す
ように、板体21,25,…と3つおきに正に、板体23から
3つおきに負になるように電源装置を接続し、時刻t′
からt″まで、図2(b) に示すように、板体22,26,…
と3つおきに正に、板体24から3つおきに負になるよう
に電源装置を接続する操作を順次繰返す。
【0016】この図2に示した実施例の動作を以下に説
明する。板体21,22,…,26,…としてはプラズマ粒子
の衝突面が長方形になっているものを用い、これらが横
に並べられているとする。そして、板体の長手方向を
x、横方向をyとする座標を考える。
【0017】いま、時刻t0 からt′まで、図2(a) に
示すように、板体21から3つおきに正に、板体23から3
つおきに負になるように電圧を印加する。このとき、例
えば板体21,23,25間には板体21から板体23に向かう電
場71と、板体25から板体23に向かう電場72とを生じる。
これらの電場はそれぞれ磁力線51と交差する。従って、
板体22を中心とする領域に流入しようとするプラズマ粒
子は矢印61に示した方向の力を受け、板体24を中心とす
る領域に流入しようとするプラズマ粒子は矢印61に示し
た方向の力を受ける。従って、時刻t0 からt′までの
間に、電圧の大きさを変化させると、座標x0 を中心と
する領域に流入しようとするプラズマ粒子は、それぞれ
の板体上で、電圧変化に従って異なるx座標位置に流入
する。
【0018】次に、時刻t′からt″まで、図2(b) に
示すように、板体から3つおきに正に、板体23から3つ
おきに負になるように電圧を印加する。このとき、例え
ば板体22,24,26間には板体22から板体24に向かう電場
71と、板体26から板体24に向かう電場72とを生じる。こ
れらの電場はそれぞれ磁力線52と交差する。従って、板
体23を中心とする領域に流入しようとするプラズマ粒子
は矢印61に示した方向の力を受け、板体25を中心とする
領域に流入しようとするプラズマ粒子は矢印61に示した
方向の力を受ける。従って、時刻t′からt″までの間
に、電圧の大きさを変化させると、座標x1 を中心とす
る領域に流入しようとするプラズマ粒子は、板体21,2
2,…,26,…毎に異なるx座標位置に流入する。
【0019】かくして、時刻t0 からt′まで板体21か
ら3つおきに正に、板体23から3つおきに負になるよう
に電圧を印加し、時刻t′からt″まで、板体22から3
つおきに正に、板体23から3つおきに負になるように電
圧を印加することによって、プラズマ粒子の流入位置を
ダイバータ板2上x方向に分散させることができる。す
なわち、熱負荷を広く分担させることができる。
【0020】図3は時刻時刻t0 からt′までのx,y
座標上の代表位置の熱負荷の変化を示すものである。こ
こでは、時刻t0 ,t1 ,…,t′の間に、階段状に増
大する電圧を印加することにより、図3(b) に示したよ
うに、階段状に増大する電場Eを生じさせている。この
とき、座標x0 ,x1 ,x2 を中心とする領域の熱負荷
w はそれぞれ図3(a) に示したように変化する。
【0021】かくして、本実施例によれば、ダイバータ
板上に流入する熱量が高出力燃焼によって増大した場合
でも、ダイバータ板上の熱負荷の局所化を防ぐことがで
きる。これにより、プラズマ粒子によるダイバータ板の
局所的なスパッタリングを防止すると共に、ダイバータ
材料の局所的な劣化を防ぐことができる。
【0022】なお、図3においては、階段状に変化する
直流電圧を印加する場合を示したが、図1の電極3,4
にもこれと同様の電圧を印加してもよい。また、これら
の電圧は、時間の経過に応じて増減を繰返す三角波形状
であっても、あるいは、大きさの変化と併せて極性も変
化する正弦波状であっても、上述したと略同等の効果が
得られることは明らかである。
【0023】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、炉心プラズマから流入する熱量が大き
く、局所的にダイバータ板上に熱が流入しやすい状況で
あったとしても、炉心プラズマに影響を及ぼすことなく
熱負荷を空間的に分散させ得、これによって効率的な操
作、及び柔軟な操作が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る核融合装置の概略構成
図。
【図2】本発明の他の実施例に係る核融合装置の、ダイ
バータ板の構成を示す平面図。
【図3】図2に示した融合装置の動作を説明するため
に、熱負荷及び電場のそれぞれ時間的変化を示す図表。
【符号の説明】
1 炉心プラズマ 2 ダイバータ板 3,4 電極 5,51,52 磁力線 21〜26 板体 71,72 電場

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プラズマ周辺の磁力線の形状を操作するこ
    とによって、炉心プラズマからのプラズマ粒子を排気部
    に導くと共に、該排気部内に設けたダイバータ板に衝突
    せしめて排出する核融合装置において、前記炉心プラズ
    マと前記ダイバータ板との間に、磁場と交差する方向に
    複数の電極を配置し、時間の経過に従って大きさ及び極
    性の少なくとも一方が変化する電圧を前記電極間に印加
    することを特徴とする核融合装置。
JP5051016A 1993-03-11 1993-03-11 核融合装置 Pending JPH06265660A (ja)

Priority Applications (1)

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JP5051016A JPH06265660A (ja) 1993-03-11 1993-03-11 核融合装置

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JP5051016A JPH06265660A (ja) 1993-03-11 1993-03-11 核融合装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103093843A (zh) * 2013-01-21 2013-05-08 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于磁流体发电原理的新型偏滤器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103093843A (zh) * 2013-01-21 2013-05-08 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于磁流体发电原理的新型偏滤器
CN103093843B (zh) * 2013-01-21 2015-08-19 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于磁流体发电原理的新型偏滤器

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