JPH08110388A - 核融合装置 - Google Patents
核融合装置Info
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- JPH08110388A JPH08110388A JP6245906A JP24590694A JPH08110388A JP H08110388 A JPH08110388 A JP H08110388A JP 6245906 A JP6245906 A JP 6245906A JP 24590694 A JP24590694 A JP 24590694A JP H08110388 A JPH08110388 A JP H08110388A
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- neutral particle
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
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- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ディスラプション時にプラズマ温度を上げるた
めにＮＢＩパワーをプラズマに入射する際に、プラズマ
対向壁やビームダンプの損傷を低減する中性粒子ビーム
入射装置を提供する。 【構成】ディスラプション発生時に、プラズマ密度測定
装置２９で中性粒子ビームが通過するところのプラズマ
密度を測定し、プラズマ密度をもとにシャインスルーと
ビームエネルギを演算し、ビームエネルギに対応したビ
ーム引出し部２１の電圧を決定して、ビーム引出し部２
１に印加する。これにより、プラズマ対向壁やビームダ
ンプへのＮＢＩパワーの流入量を低減できるので、ディ
スラプション緩和にプラズマ対向壁やビームダンプの健
全性を保つことができる。
めにＮＢＩパワーをプラズマに入射する際に、プラズマ
対向壁やビームダンプの損傷を低減する中性粒子ビーム
入射装置を提供する。 【構成】ディスラプション発生時に、プラズマ密度測定
装置２９で中性粒子ビームが通過するところのプラズマ
密度を測定し、プラズマ密度をもとにシャインスルーと
ビームエネルギを演算し、ビームエネルギに対応したビ
ーム引出し部２１の電圧を決定して、ビーム引出し部２
１に印加する。これにより、プラズマ対向壁やビームダ
ンプへのＮＢＩパワーの流入量を低減できるので、ディ
スラプション緩和にプラズマ対向壁やビームダンプの健
全性を保つことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、中性粒子ビームを用い
た、ディスラプション時の熱負荷緩和に好適な核融合装
置に関する。
た、ディスラプション時の熱負荷緩和に好適な核融合装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、核融合装置の中性粒子ビ
ーム入射装置は、プラズマ加熱あるいは電流駆動用とし
て、プラズマに中性粒子ビームを入射するものである。
図２に、従来の中性粒子ビーム入射装置の構成を示す。
図２において、１はプラズマセンタ、２はドリフトダク
ト、３はフレキシブルジョイント、４は中性子シャッ
タ、５はゲートバルブ、６はカロリメータ、７はイオン
ダンプ、８はクライオポンプ、９は中性子遮蔽体、１０
は磁気遮蔽体、１１は中性化セル、１２はビームモニ
タ、１３は収縮ターゲット、１４は加速器、１５はイオ
ン（重水素）ソース生成部、１６はクライオポンプ、１
７はビーム軌道制御部、１８はビームプロファイル制御
部である。
ーム入射装置は、プラズマ加熱あるいは電流駆動用とし
て、プラズマに中性粒子ビームを入射するものである。
図２に、従来の中性粒子ビーム入射装置の構成を示す。
図２において、１はプラズマセンタ、２はドリフトダク
ト、３はフレキシブルジョイント、４は中性子シャッ
タ、５はゲートバルブ、６はカロリメータ、７はイオン
ダンプ、８はクライオポンプ、９は中性子遮蔽体、１０
は磁気遮蔽体、１１は中性化セル、１２はビームモニ
タ、１３は収縮ターゲット、１４は加速器、１５はイオ
ン（重水素）ソース生成部、１６はクライオポンプ、１
７はビーム軌道制御部、１８はビームプロファイル制御
部である。
【０００３】イオン（重水素）ソース生成部１５で生成
したビームイオンは、加速部１４で加速され、中性化セ
ル１１を通って、中性化して中性化ビームとなって、プ
ラズマセンタ１へと移動していく。中性化しなかったビ
ームイオンはイオンダンプ７で回収される。
したビームイオンは、加速部１４で加速され、中性化セ
ル１１を通って、中性化して中性化ビームとなって、プ
ラズマセンタ１へと移動していく。中性化しなかったビ
ームイオンはイオンダンプ７で回収される。
【０００４】トカマク型核融合装置には、ディスラプシ
ョン（プラズマが瞬時に消滅する現象）が存在し、ディ
スラプション発生時に誘起される電磁力に耐える構造に
するために、その炉構造設計を複雑にしている。核融合
実験炉を実現するためには、耐電磁力構造を開発すると
同時に、ディスラプションの緩和対策を開発することが
不可欠かつ急務である。
ョン（プラズマが瞬時に消滅する現象）が存在し、ディ
スラプション発生時に誘起される電磁力に耐える構造に
するために、その炉構造設計を複雑にしている。核融合
実験炉を実現するためには、耐電磁力構造を開発すると
同時に、ディスラプションの緩和対策を開発することが
不可欠かつ急務である。
【０００５】ディスラプションの緩和対策の一つに、Ｎ
ＢＩ（中性粒子ビーム入射）を用いて、ＮＢＩパワーを
プラズマに入射してプラズマの温度を上げてプラズマ抵
抗を小さくして、プラズマ電流の減衰の時定数を長くす
るというものがある。しかし、本手法を核融合実験炉に
適用する場合、ＮＢＩパワーは１００ＭＷ級と大きいの
で、ディスラプション時にプラズマが移動し、プラズマ
に吸収されなかったＮＢＩパワーが、プラズマ対向壁ま
たはビームダンプ（プラズマに吸収されずに通過したＮ
ＢＩパワーを受けとめるために特別に作られた部分）に
当たり、それらを損傷する恐れがある。ディスラプショ
ンの発生頻度は核融合実験炉で約百回／炉年である。プ
ラズマ対向壁やビームダンプの保守は、高放射線場での
作業となるために、多大な時間と労力を要する。そこ
で、プラズマ対向壁やビームダンプを損傷することなし
に、ディスラプションを緩和する対策の開発が急務であ
る(公知例；R．Yoshino，etal；The softening of curr
ent quenches in ＪＴ−６０，Nuclear Fusion vol.３
３，Ｎo.１１（１９９３）p.１５９９）。
ＢＩ（中性粒子ビーム入射）を用いて、ＮＢＩパワーを
プラズマに入射してプラズマの温度を上げてプラズマ抵
抗を小さくして、プラズマ電流の減衰の時定数を長くす
るというものがある。しかし、本手法を核融合実験炉に
適用する場合、ＮＢＩパワーは１００ＭＷ級と大きいの
で、ディスラプション時にプラズマが移動し、プラズマ
に吸収されなかったＮＢＩパワーが、プラズマ対向壁ま
たはビームダンプ（プラズマに吸収されずに通過したＮ
ＢＩパワーを受けとめるために特別に作られた部分）に
当たり、それらを損傷する恐れがある。ディスラプショ
ンの発生頻度は核融合実験炉で約百回／炉年である。プ
ラズマ対向壁やビームダンプの保守は、高放射線場での
作業となるために、多大な時間と労力を要する。そこ
で、プラズマ対向壁やビームダンプを損傷することなし
に、ディスラプションを緩和する対策の開発が急務であ
る(公知例；R．Yoshino，etal；The softening of curr
ent quenches in ＪＴ−６０，Nuclear Fusion vol.３
３，Ｎo.１１（１９９３）p.１５９９）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、ディ
スラプション時にプラズマ温度を上げるためにＮＢＩパ
ワーをプラズマに入射することを考え、プラズマに吸収
されないでプラズマを突き抜けるＮＢＩパワーについて
の考慮がなされておらず、プラズマ対向壁やビームダン
プを損傷するという問題があった。
スラプション時にプラズマ温度を上げるためにＮＢＩパ
ワーをプラズマに入射することを考え、プラズマに吸収
されないでプラズマを突き抜けるＮＢＩパワーについて
の考慮がなされておらず、プラズマ対向壁やビームダン
プを損傷するという問題があった。
【０００７】本発明の目的は、ディスラプション時にプ
ラズマ温度を上げるためにＮＢＩパワーをプラズマに入
射する際に、プラズマ対向壁やビームダンプの損傷を低
減する中性粒子ビーム入射装置を提案することにある。
ラズマ温度を上げるためにＮＢＩパワーをプラズマに入
射する際に、プラズマ対向壁やビームダンプの損傷を低
減する中性粒子ビーム入射装置を提案することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は核融合装置において、プラズマ密度測定装
置と、前記プラズマ密度測定装置で測定したプラズマ密
度をもとに中性粒子ビームのシャインスルーと前記シャ
インスルーを小さくする中性粒子ビームエネルギとを演
算する演算部と、前記演算部に従って前記中性粒子ビー
ムエネルギを可変できる中性粒子ビーム入射装置とを設
けた。
に、本発明は核融合装置において、プラズマ密度測定装
置と、前記プラズマ密度測定装置で測定したプラズマ密
度をもとに中性粒子ビームのシャインスルーと前記シャ
インスルーを小さくする中性粒子ビームエネルギとを演
算する演算部と、前記演算部に従って前記中性粒子ビー
ムエネルギを可変できる中性粒子ビーム入射装置とを設
けた。
【０００９】また、上記目的を達成するために、核融合
装置において、プラズマ密度測定装置と，前記プラズマ
密度測定装置で測定したプラズマ密度をもとに中性粒子
ビームのシャインスルーと前記シャインスルーを小さく
する中性粒子ビームエネルギと中性粒子ビームパワーと
を演算する演算部と，前記演算部に従って前記中性粒子
ビームエネルギと中性粒子ビームパワーとを可変できる
中性粒子ビーム入射装置とを設けた。
装置において、プラズマ密度測定装置と，前記プラズマ
密度測定装置で測定したプラズマ密度をもとに中性粒子
ビームのシャインスルーと前記シャインスルーを小さく
する中性粒子ビームエネルギと中性粒子ビームパワーと
を演算する演算部と，前記演算部に従って前記中性粒子
ビームエネルギと中性粒子ビームパワーとを可変できる
中性粒子ビーム入射装置とを設けた。
【００１０】また、上記目的を達成するために、核融合
装置において、ビームダンプの温度測定装置と，前記温
度測定装置で測定した温度をもとに中性粒子ビームのシ
ャインスルーと前記シャインスルーを小さくする中性粒
子ビームエネルギと中性粒子ビームパワーとを演算する
演算部と，前記演算部に従って前記中性粒子ビームエネ
ルギと中性粒子ビームパワーとを可変できる中性粒子ビ
ーム入射装置とを設けたものである。
装置において、ビームダンプの温度測定装置と，前記温
度測定装置で測定した温度をもとに中性粒子ビームのシ
ャインスルーと前記シャインスルーを小さくする中性粒
子ビームエネルギと中性粒子ビームパワーとを演算する
演算部と，前記演算部に従って前記中性粒子ビームエネ
ルギと中性粒子ビームパワーとを可変できる中性粒子ビ
ーム入射装置とを設けたものである。
【００１１】また、上記目的を達成するために、核融合
装置において、プラズマ密度測定装置と、前記プラズマ
密度測定装置で測定したプラズマ密度をもとに中性粒子
ビームのシャインスルーと前記シャインスルーを小さく
する中性粒子ビームエネルギとを演算する演算部と、前
記演算部に従って前記中性粒子ビームエネルギを可変で
きる、ポロイダル断面で上下位置に配列した複数個の中
性粒子ビーム入射装置とを設けたものである。
装置において、プラズマ密度測定装置と、前記プラズマ
密度測定装置で測定したプラズマ密度をもとに中性粒子
ビームのシャインスルーと前記シャインスルーを小さく
する中性粒子ビームエネルギとを演算する演算部と、前
記演算部に従って前記中性粒子ビームエネルギを可変で
きる、ポロイダル断面で上下位置に配列した複数個の中
性粒子ビーム入射装置とを設けたものである。
【００１２】
【作用】通常、ＮＢＩパワーはプラズマ中心に吸収され
るように入射される。しかし、ディスラプション時にプ
ラズマは収縮しながら移動して、最終的にはプラズマ対
向壁にぶつかって消滅する。ディスラプションを緩和す
るためにＮＢＩをプラズマに入射するのは、プラズマが
収縮しながら移動している時なので、ＮＢＩパワーはプ
ラズマ中心からずれて、プラズマ密度の薄いところを通
過するのでプラズマのＮＢＩパワー吸収が少なくなり、
プラズマに吸収されなかったパワーはプラズマ対向壁や
ビームダンプにいく。ＮＢＩパワーの内プラズマに吸収
されなかったパワーの割合をシャインスルー（ｆ）とい
う。
るように入射される。しかし、ディスラプション時にプ
ラズマは収縮しながら移動して、最終的にはプラズマ対
向壁にぶつかって消滅する。ディスラプションを緩和す
るためにＮＢＩをプラズマに入射するのは、プラズマが
収縮しながら移動している時なので、ＮＢＩパワーはプ
ラズマ中心からずれて、プラズマ密度の薄いところを通
過するのでプラズマのＮＢＩパワー吸収が少なくなり、
プラズマに吸収されなかったパワーはプラズマ対向壁や
ビームダンプにいく。ＮＢＩパワーの内プラズマに吸収
されなかったパワーの割合をシャインスルー（ｆ）とい
う。
【００１３】シャインスルーのプラズマ密度依存性を図
３に示す。ここで、用いたパラメータは、プラズマ温度
１０ｋｅＶ，ビームエネルギ０.５ＭｅＶ ，実効電荷
５，重水素ビームである。シャインスルーはプラズマ密
度が減少するにつれて、急激に増加することがわかる。
また、図４にシャインスルーのビームエネルギ（Ｖ）依
存性を示す。ここで、用いたパラメータは、プラズマ温
度１０ｋｅＶ，プラズマ密度５×１０17ｍ-3，実効電荷
２，重水素ビームである。シャインスルーはビームエネ
ルギを減少させていけば、減少することがわかる。プラ
ズマ対向壁やビームダンプに到達する、プラズマに吸収
されなかったパワー（Ｐ）は、プラズマに入射したＮＢ
Ｉパワー（Ｑ）を用いて、Ｐ＝Ｑｆである。
３に示す。ここで、用いたパラメータは、プラズマ温度
１０ｋｅＶ，ビームエネルギ０.５ＭｅＶ ，実効電荷
５，重水素ビームである。シャインスルーはプラズマ密
度が減少するにつれて、急激に増加することがわかる。
また、図４にシャインスルーのビームエネルギ（Ｖ）依
存性を示す。ここで、用いたパラメータは、プラズマ温
度１０ｋｅＶ，プラズマ密度５×１０17ｍ-3，実効電荷
２，重水素ビームである。シャインスルーはビームエネ
ルギを減少させていけば、減少することがわかる。プラ
ズマ対向壁やビームダンプに到達する、プラズマに吸収
されなかったパワー（Ｐ）は、プラズマに入射したＮＢ
Ｉパワー（Ｑ）を用いて、Ｐ＝Ｑｆである。
【００１４】ディスラプション時に入射したＮＢＩパワ
ーのシャインスルーを減少させるには、中性粒子ビーム
が通過するところのプラズマ密度を測定して、例えば、
図３に示すようなシャインスルーとプラズマ密度との関
係から、シャインスルーを算出する。プラズマ対向壁や
ビームダンプの許容パワー以上がそれらに流入する場
合、例えば、図４に示すようなシャインスルーとビーム
エネルギとの関係から、許容できるシャインスルーに低
減できるところまでビームエネルギを下げてプラズマに
入射する。これにより、プラズマ対向壁やビームダンプ
へのＮＢＩパワーの流入量を低減できるので、それらの
健全性を保つことができる。
ーのシャインスルーを減少させるには、中性粒子ビーム
が通過するところのプラズマ密度を測定して、例えば、
図３に示すようなシャインスルーとプラズマ密度との関
係から、シャインスルーを算出する。プラズマ対向壁や
ビームダンプの許容パワー以上がそれらに流入する場
合、例えば、図４に示すようなシャインスルーとビーム
エネルギとの関係から、許容できるシャインスルーに低
減できるところまでビームエネルギを下げてプラズマに
入射する。これにより、プラズマ対向壁やビームダンプ
へのＮＢＩパワーの流入量を低減できるので、それらの
健全性を保つことができる。
【００１５】また、上記動作に加えて、ディスラプショ
ン中常に密度の高いプラズマ中心に中性粒子ビーム入射
装置の入射パワーが吸収されるように、ポロイダル断面
で上下位置に配列した複数個の中性粒子ビーム入射装置
のプラズマへの入射パワーの入射比率を変える。これに
より、つねに密度の高いプラズマ中心に中性粒子ビーム
入射装置の入射パワーを入射できるので、プラズマ対向
壁やビームダンプへのＮＢＩパワーの流入量を低減で
き、それらの健全性を保つことができる。
ン中常に密度の高いプラズマ中心に中性粒子ビーム入射
装置の入射パワーが吸収されるように、ポロイダル断面
で上下位置に配列した複数個の中性粒子ビーム入射装置
のプラズマへの入射パワーの入射比率を変える。これに
より、つねに密度の高いプラズマ中心に中性粒子ビーム
入射装置の入射パワーを入射できるので、プラズマ対向
壁やビームダンプへのＮＢＩパワーの流入量を低減で
き、それらの健全性を保つことができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。図１において、７はイオンダンプ、１０は磁気遮蔽
体、１５はイオンソース生成部、１５ａはミラーコイ
ル、１６はクライオポンプ、２０はビーム軌道、２１は
ビーム引出し部、２４はビームエネルギ可変部、２８は
プラズマ密度をもとにシャインスルーとビームエネルギ
を演算する演算部、２９はプラズマ密度測定装置、３０
はプラズマ、３１はトーラス真空容器である。
る。図１において、７はイオンダンプ、１０は磁気遮蔽
体、１５はイオンソース生成部、１５ａはミラーコイ
ル、１６はクライオポンプ、２０はビーム軌道、２１は
ビーム引出し部、２４はビームエネルギ可変部、２８は
プラズマ密度をもとにシャインスルーとビームエネルギ
を演算する演算部、２９はプラズマ密度測定装置、３０
はプラズマ、３１はトーラス真空容器である。
【００１７】定格運転時には、イオンソース生成部１５
で生成されたビームはビーム引出し部２１でイオンソー
ス生成部１５から引き出され、磁気遮蔽体１０で囲まれ
たダクトを通ってプラズマ３０に注入される。
で生成されたビームはビーム引出し部２１でイオンソー
ス生成部１５から引き出され、磁気遮蔽体１０で囲まれ
たダクトを通ってプラズマ３０に注入される。
【００１８】まず、ディスラプション発生時に、プラズ
マ密度測定装置２９で中性粒子ビームが通過するところ
のプラズマ密度を測定する。次に、前記プラズマ密度を
もとにシャインスルーとビームエネルギを演算する演算
部で、例えば、図３に示すようなシャインスルーとプラ
ズマ密度との関係から、シャインスルーを算出する。プ
ラズマ対向壁やビームダンプの許容パワー以上がそれら
に流入する場合、例えば、図４に示すようなシャインス
ルーとビームエネルギとの関係から、許容できるシャイ
ンスルーまで低減できるビームエネルギを演算する。ビ
ームエネルギ可変部２４で、ビームエネルギに対応した
ビーム引出し部２１の電圧を決定して、ビーム引出し部
２１に印加する。これにより、プラズマ対向壁やビーム
ダンプへのＮＢＩパワーの流入量を低減できるので、デ
ィスラプション緩和にプラズマ対向壁やビームダンプの
健全性を保つことができる。
マ密度測定装置２９で中性粒子ビームが通過するところ
のプラズマ密度を測定する。次に、前記プラズマ密度を
もとにシャインスルーとビームエネルギを演算する演算
部で、例えば、図３に示すようなシャインスルーとプラ
ズマ密度との関係から、シャインスルーを算出する。プ
ラズマ対向壁やビームダンプの許容パワー以上がそれら
に流入する場合、例えば、図４に示すようなシャインス
ルーとビームエネルギとの関係から、許容できるシャイ
ンスルーまで低減できるビームエネルギを演算する。ビ
ームエネルギ可変部２４で、ビームエネルギに対応した
ビーム引出し部２１の電圧を決定して、ビーム引出し部
２１に印加する。これにより、プラズマ対向壁やビーム
ダンプへのＮＢＩパワーの流入量を低減できるので、デ
ィスラプション緩和にプラズマ対向壁やビームダンプの
健全性を保つことができる。
【００１９】本発明の他の実施例を図５に示す。図５に
おいて、７はイオンダンプ、１０は磁気遮蔽体、１５は
イオンソース生成部、１５ａはミラーコイル、１６はク
ライオポンプ、２０はビーム軌道、２１はビーム引出し
部、２５は中性粒子ビームエネルギとビームパワーとを
変化させる装置、２６はプラズマ密度をもとにシャイン
スルー，ビームエネルギ，ビームパワーを演算する演算
部、２９はプラズマ密度測定装置、３０はプラズマ、３
１はトーラス真空容器である。
おいて、７はイオンダンプ、１０は磁気遮蔽体、１５は
イオンソース生成部、１５ａはミラーコイル、１６はク
ライオポンプ、２０はビーム軌道、２１はビーム引出し
部、２５は中性粒子ビームエネルギとビームパワーとを
変化させる装置、２６はプラズマ密度をもとにシャイン
スルー，ビームエネルギ，ビームパワーを演算する演算
部、２９はプラズマ密度測定装置、３０はプラズマ、３
１はトーラス真空容器である。
【００２０】まず、ディスラプション発生時に、プラズ
マ密度測定装置２９で中性粒子ビームが通過するところ
のプラズマ密度を測定する。次に、プラズマ密度をもと
にシャインスルー，ビームエネルギ，ビームパワーを演
算する演算部で、例えば、図３に示すようなシャインス
ルーとプラズマ密度との関係から、シャインスルーを算
出する。プラズマ対向壁やビームダンプの許容パワー以
上がそれらに流入する場合、例えば、図４に示すような
シャインスルーとビームエネルギとの関係から、許容で
きるシャインスルーまで低減できるビームエネルギを演
算する。プラズマに吸収されるパワー（Ｒ）は、プラズ
マに入射したＮＢＩパワー（Ｑ）を用いて、Ｒ＝Ｑ（１
−ｆ）である。プラズマに吸収されるパワーを一定に保
つ必要がある場合には、Ｒ一定になるようにＱを変え
る。中性粒子ビームエネルギとビームパワーとを変化さ
せる装置２５で、ビームエネルギに対応したビーム引出
し部２１の電圧と電流を決定して、ビーム引出し部２１
に印加する。これにより、プラズマ対向壁やビームダン
プへのＮＢＩパワーの流入量を低減できるので、ディス
ラプション緩和に必要なパワーがプラズマに供給できる
とともに、プラズマ対向壁やビームダンプの健全性を保
つことができる。
マ密度測定装置２９で中性粒子ビームが通過するところ
のプラズマ密度を測定する。次に、プラズマ密度をもと
にシャインスルー，ビームエネルギ，ビームパワーを演
算する演算部で、例えば、図３に示すようなシャインス
ルーとプラズマ密度との関係から、シャインスルーを算
出する。プラズマ対向壁やビームダンプの許容パワー以
上がそれらに流入する場合、例えば、図４に示すような
シャインスルーとビームエネルギとの関係から、許容で
きるシャインスルーまで低減できるビームエネルギを演
算する。プラズマに吸収されるパワー（Ｒ）は、プラズ
マに入射したＮＢＩパワー（Ｑ）を用いて、Ｒ＝Ｑ（１
−ｆ）である。プラズマに吸収されるパワーを一定に保
つ必要がある場合には、Ｒ一定になるようにＱを変え
る。中性粒子ビームエネルギとビームパワーとを変化さ
せる装置２５で、ビームエネルギに対応したビーム引出
し部２１の電圧と電流を決定して、ビーム引出し部２１
に印加する。これにより、プラズマ対向壁やビームダン
プへのＮＢＩパワーの流入量を低減できるので、ディス
ラプション緩和に必要なパワーがプラズマに供給できる
とともに、プラズマ対向壁やビームダンプの健全性を保
つことができる。
【００２１】本発明の他の実施例を図６に示す。図６に
おいて、７はイオンダンプ、１０は磁気遮蔽体、１５は
イオンソース生成部、１５ａはミラーコイル、１６はク
ライオポンプ、２０はビーム軌道、２１はビーム引出し
部、２５は中性粒子ビームエネルギとビームパワーとを
変化させる装置、２３はビームダンプの温度をもとにシ
ャインスルー，ビームエネルギ，ビームパワーを演算す
る演算部、２７はビームダンプの温度測定装置、３０は
プラズマ、３１はトーラス真空容器である。
おいて、７はイオンダンプ、１０は磁気遮蔽体、１５は
イオンソース生成部、１５ａはミラーコイル、１６はク
ライオポンプ、２０はビーム軌道、２１はビーム引出し
部、２５は中性粒子ビームエネルギとビームパワーとを
変化させる装置、２３はビームダンプの温度をもとにシ
ャインスルー，ビームエネルギ，ビームパワーを演算す
る演算部、２７はビームダンプの温度測定装置、３０は
プラズマ、３１はトーラス真空容器である。
【００２２】まず、ディスラプション発生時に、ビーム
ダンプの温度測定装置２７で中性粒子ビームが通過して
当たっているところのビームダンプの温度を測定する。
次に、プラズマ温度をもとにシャインスルー，ビームエ
ネルギ，ビームパワーを演算する演算２３で、ビームダ
ンプの許容温度から、許容できるシャインスルーを算出
する。例えば、図４に示すようなシャインスルーとビー
ムエネルギとの関係から、許容できるシャインスルーま
で低減できるビームエネルギを演算する。プラズマに吸
収されるパワー（Ｒ）は、プラズマに入射したＮＢＩパ
ワー（Ｑ）を用いて、Ｒ＝Ｑ（１−ｆ）である。プラズ
マに吸収されるパワーを一定に保つ必要がある場合に
は、Ｒ一定になるようにＱを変える。中性粒子ビームエ
ネルギとビームパワーとを変化させる装置２５で、ビー
ムエネルギに対応したビーム引出し部２１の電圧と電流
を決定して、ビーム引出し部２１に印加する。これによ
り、ビームダンプへのＮＢＩパワーの流入量をビームダ
ンプ温度から確実に低減できるので、ディスラプション
緩和に必要なパワーがプラズマに供給できるとともに、
プラズマ対向壁やビームダンプの健全性を保つことがで
きる。
ダンプの温度測定装置２７で中性粒子ビームが通過して
当たっているところのビームダンプの温度を測定する。
次に、プラズマ温度をもとにシャインスルー，ビームエ
ネルギ，ビームパワーを演算する演算２３で、ビームダ
ンプの許容温度から、許容できるシャインスルーを算出
する。例えば、図４に示すようなシャインスルーとビー
ムエネルギとの関係から、許容できるシャインスルーま
で低減できるビームエネルギを演算する。プラズマに吸
収されるパワー（Ｒ）は、プラズマに入射したＮＢＩパ
ワー（Ｑ）を用いて、Ｒ＝Ｑ（１−ｆ）である。プラズ
マに吸収されるパワーを一定に保つ必要がある場合に
は、Ｒ一定になるようにＱを変える。中性粒子ビームエ
ネルギとビームパワーとを変化させる装置２５で、ビー
ムエネルギに対応したビーム引出し部２１の電圧と電流
を決定して、ビーム引出し部２１に印加する。これによ
り、ビームダンプへのＮＢＩパワーの流入量をビームダ
ンプ温度から確実に低減できるので、ディスラプション
緩和に必要なパワーがプラズマに供給できるとともに、
プラズマ対向壁やビームダンプの健全性を保つことがで
きる。
【００２３】本発明の他の実施例を図７に示す。図７に
おいて、３０はプラズマ、３１はトーラス真空容器、３
２はトロイダル磁場コイル、３３はソレノイドコイル、
３４はポロイダル磁場コイル、３５は中性粒子ビーム入
射装置である。
おいて、３０はプラズマ、３１はトーラス真空容器、３
２はトロイダル磁場コイル、３３はソレノイドコイル、
３４はポロイダル磁場コイル、３５は中性粒子ビーム入
射装置である。
【００２４】まず、ディスラプション発生時に、プラズ
マ密度測定装置で中性粒子ビームが通過するところのプ
ラズマ密度を測定する。次に、プラズマ密度をもとにシ
ャインスルー，ビームエネルギ，ビームパワーを演算す
る演算部で、例えば、図３に示すようなシャインスルー
とプラズマ密度との関係から、シャインスルーを算出す
る。プラズマ対向壁やビームダンプの許容パワー以上が
それらに流入する場合、例えば、図４に示すようなシャ
インスルーとビームエネルギとの関係から、許容できる
シャインスルーまで低減できるビームエネルギを演算す
る。プラズマに吸収されるパワー（Ｒ）は、プラズマに
入射したＮＢＩパワー（Ｑ）を用いて、Ｒ＝Ｑ（１−
ｆ）である。プラズマに吸収されるパワーを一定に保つ
必要がある場合には、Ｒ一定になるようにＱを変える。
マ密度測定装置で中性粒子ビームが通過するところのプ
ラズマ密度を測定する。次に、プラズマ密度をもとにシ
ャインスルー，ビームエネルギ，ビームパワーを演算す
る演算部で、例えば、図３に示すようなシャインスルー
とプラズマ密度との関係から、シャインスルーを算出す
る。プラズマ対向壁やビームダンプの許容パワー以上が
それらに流入する場合、例えば、図４に示すようなシャ
インスルーとビームエネルギとの関係から、許容できる
シャインスルーまで低減できるビームエネルギを演算す
る。プラズマに吸収されるパワー（Ｒ）は、プラズマに
入射したＮＢＩパワー（Ｑ）を用いて、Ｒ＝Ｑ（１−
ｆ）である。プラズマに吸収されるパワーを一定に保つ
必要がある場合には、Ｒ一定になるようにＱを変える。
【００２５】上記動作に加えて、ディスラプション中常
に密度の高いプラズマ中心に中性粒子ビーム入射装置の
入射パワーが吸収されるように、測定したプラズマ密度
分布から、ポロイダル断面で上下位置に配列した複数個
の中性粒子ビーム入射装置３５のプラズマへの入射パワ
ーの入射比率を変えて、つねに密度の高いプラズマ中心
に中性粒子ビーム入射装置３５の入射パワーを入射す
る。これにより、プラズマ対向壁やビームダンプへのＮ
ＢＩパワーの流入量を低減できるので、ディスラプショ
ン緩和に必要なパワーがプラズマに供給できるととも
に、プラズマ対向壁やビームダンプの健全性を保つこと
ができる。
に密度の高いプラズマ中心に中性粒子ビーム入射装置の
入射パワーが吸収されるように、測定したプラズマ密度
分布から、ポロイダル断面で上下位置に配列した複数個
の中性粒子ビーム入射装置３５のプラズマへの入射パワ
ーの入射比率を変えて、つねに密度の高いプラズマ中心
に中性粒子ビーム入射装置３５の入射パワーを入射す
る。これにより、プラズマ対向壁やビームダンプへのＮ
ＢＩパワーの流入量を低減できるので、ディスラプショ
ン緩和に必要なパワーがプラズマに供給できるととも
に、プラズマ対向壁やビームダンプの健全性を保つこと
ができる。
【００２６】本発明の他の実施例を図８に示す。図８に
おいて、３１はトーラス真空容器、３２はトロイダル磁
場コイル、３５は中性粒子ビーム入射装置である。本実
施例では、中性粒子ビーム入射装置３５をプラズマの電
流駆動用に用いることを想定して、トーラスに接線方向
に設置した中性粒子ビーム入射装置を示してある。この
場合も、ポロイダル断面に中性粒子ビーム入射装置位置
を射影してみると、図８（ｂ）のように、上下位置に配
列するように設置する。
おいて、３１はトーラス真空容器、３２はトロイダル磁
場コイル、３５は中性粒子ビーム入射装置である。本実
施例では、中性粒子ビーム入射装置３５をプラズマの電
流駆動用に用いることを想定して、トーラスに接線方向
に設置した中性粒子ビーム入射装置を示してある。この
場合も、ポロイダル断面に中性粒子ビーム入射装置位置
を射影してみると、図８（ｂ）のように、上下位置に配
列するように設置する。
【００２７】動作は、図７の場合と同じである。効果
は、電流駆動用中性粒子ビーム入射装置でプラズマにパ
ワーを入射する場合でも上記動作によりディスラプショ
ン時に、プラズマ対向壁やビームダンプへのＮＢＩパワ
ーの流入量を低減できるので、ディスラプション緩和に
必要なパワーがプラズマに供給できるとともに、プラズ
マ対向壁やビームダンプの健全性を保つことができる。
は、電流駆動用中性粒子ビーム入射装置でプラズマにパ
ワーを入射する場合でも上記動作によりディスラプショ
ン時に、プラズマ対向壁やビームダンプへのＮＢＩパワ
ーの流入量を低減できるので、ディスラプション緩和に
必要なパワーがプラズマに供給できるとともに、プラズ
マ対向壁やビームダンプの健全性を保つことができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、プラズマ密度測定装置
と、プラズマ密度測定装置で測定したプラズマ密度をも
とに中性粒子ビームのシャインスルーとシャインスルー
を小さくする中性粒子ビームエネルギとを演算する演算
部と、演算部に従って中性粒子ビームエネルギを可変で
きる中性粒子ビーム入射装置とを設けたことにより、プ
ラズマ対向壁やビームダンプへのＮＢＩパワーの流入量
を低減できるので、ディスラプション緩和に必要なパワ
ーがプラズマに供給できるとともに、プラズマ対向壁や
ビームダンプの健全性を保つことができ、プラズマ対向
壁やビームダンプの保守に要する高放射線場での多大な
時間と労力を伴う作業を軽減できる。
と、プラズマ密度測定装置で測定したプラズマ密度をも
とに中性粒子ビームのシャインスルーとシャインスルー
を小さくする中性粒子ビームエネルギとを演算する演算
部と、演算部に従って中性粒子ビームエネルギを可変で
きる中性粒子ビーム入射装置とを設けたことにより、プ
ラズマ対向壁やビームダンプへのＮＢＩパワーの流入量
を低減できるので、ディスラプション緩和に必要なパワ
ーがプラズマに供給できるとともに、プラズマ対向壁や
ビームダンプの健全性を保つことができ、プラズマ対向
壁やビームダンプの保守に要する高放射線場での多大な
時間と労力を伴う作業を軽減できる。
【００２９】また、本発明によれば、プラズマ密度測定
装置と、プラズマ密度測定装置で測定したプラズマ密度
をもとに中性粒子ビームのシャインスルーとシャインス
ルーを小さくする中性粒子ビームエネルギと中性粒子ビ
ームパワーとを演算する演算部と、演算部に従って中性
粒子ビームエネルギと中性粒子ビームパワーとを可変で
きる中性粒子ビーム入射装置とを設けたことにより、プ
ラズマ対向壁やビームダンプへのＮＢＩパワーの流入量
を低減できるので、ディスラプション緩和に必要なパワ
ーがプラズマに供給できるとともに、プラズマ対向壁や
ビームダンプの健全性を保つことができる。
装置と、プラズマ密度測定装置で測定したプラズマ密度
をもとに中性粒子ビームのシャインスルーとシャインス
ルーを小さくする中性粒子ビームエネルギと中性粒子ビ
ームパワーとを演算する演算部と、演算部に従って中性
粒子ビームエネルギと中性粒子ビームパワーとを可変で
きる中性粒子ビーム入射装置とを設けたことにより、プ
ラズマ対向壁やビームダンプへのＮＢＩパワーの流入量
を低減できるので、ディスラプション緩和に必要なパワ
ーがプラズマに供給できるとともに、プラズマ対向壁や
ビームダンプの健全性を保つことができる。
【００３０】また、本発明によれば、ビームダンプの温
度測定装置と，温度測定装置で測定した温度をもとに中
性粒子ビームのシャインスルーとシャインスルーを小さ
くする中性粒子ビームエネルギと中性粒子ビームパワー
とを演算する演算部と，演算部に従って中性粒子ビーム
エネルギと中性粒子ビームパワーとを可変できる中性粒
子ビーム入射装置とを設けたことにより、ビームダンプ
へのＮＢＩパワーの流入量をビームダンプ温度から確実
に低減できるので、ディスラプション緩和に必要なパワ
ーがプラズマに供給できるとともに、プラズマ対向壁や
ビームダンプの健全性を保つことができる。
度測定装置と，温度測定装置で測定した温度をもとに中
性粒子ビームのシャインスルーとシャインスルーを小さ
くする中性粒子ビームエネルギと中性粒子ビームパワー
とを演算する演算部と，演算部に従って中性粒子ビーム
エネルギと中性粒子ビームパワーとを可変できる中性粒
子ビーム入射装置とを設けたことにより、ビームダンプ
へのＮＢＩパワーの流入量をビームダンプ温度から確実
に低減できるので、ディスラプション緩和に必要なパワ
ーがプラズマに供給できるとともに、プラズマ対向壁や
ビームダンプの健全性を保つことができる。
【００３１】また、本発明によれば、プラズマ密度測定
装置と，プラズマ密度測定装置で測定したプラズマ密度
をもとに中性粒子ビームのシャインスルーとシャインス
ルーを小さくする中性粒子ビームエネルギとを演算する
演算部と，演算部に従って中性粒子ビームエネルギを可
変できる、ポロイダル断面で上下位置に配列した複数個
の中性粒子ビーム入射装置とを設けたことにより、ディ
スラプション中常にプラズマ中心に中性粒子ビーム入射
装置からのパワーを入射することができるので、プラズ
マ対向壁やビームダンプへのＮＢＩパワーの流入量を低
減でき、ディスラプション緩和に必要なパワーがプラズ
マに供給でき、プラズマ対向壁やビームダンプの健全性
を保つことができ、プラズマ対向壁やビームダンプの保
守に要する高放射線場での多大な時間と労力を伴う作業
を軽減できる。
装置と，プラズマ密度測定装置で測定したプラズマ密度
をもとに中性粒子ビームのシャインスルーとシャインス
ルーを小さくする中性粒子ビームエネルギとを演算する
演算部と，演算部に従って中性粒子ビームエネルギを可
変できる、ポロイダル断面で上下位置に配列した複数個
の中性粒子ビーム入射装置とを設けたことにより、ディ
スラプション中常にプラズマ中心に中性粒子ビーム入射
装置からのパワーを入射することができるので、プラズ
マ対向壁やビームダンプへのＮＢＩパワーの流入量を低
減でき、ディスラプション緩和に必要なパワーがプラズ
マに供給でき、プラズマ対向壁やビームダンプの健全性
を保つことができ、プラズマ対向壁やビームダンプの保
守に要する高放射線場での多大な時間と労力を伴う作業
を軽減できる。
【図１】本発明の一実施例の説明図。
【図２】従来の中性粒子ビーム入射装置の説明図。
【図３】シャインスルーのプラズマ密度依存性の説明
図。
図。
【図４】シャインスルーのビームエネルギ依存性の説明
図。
図。
【図５】本発明の他の実施例の説明図。
【図６】本発明の他の実施例の説明図。
【図７】本発明の他の実施例の説明図。
【図８】本発明の他の実施例の説明図。
７…イオンダンプ、１０…磁気遮蔽体、１５…イオン
（重水素）ソース生成部、１６…クライオポンプ、２０
…ビーム軌道、２１…ビーム引出し部、２４…ビームエ
ネルギ可変部、２８…プラズマ密度をもとにシャインス
ルーとビームエネルギを演算する演算部、２９…プラズ
マ密度測定装置、３０…プラズマ、３１…トーラス真空
容器。
（重水素）ソース生成部、１６…クライオポンプ、２０
…ビーム軌道、２１…ビーム引出し部、２４…ビームエ
ネルギ可変部、２８…プラズマ密度をもとにシャインス
ルーとビームエネルギを演算する演算部、２９…プラズ
マ密度測定装置、３０…プラズマ、３１…トーラス真空
容器。
Claims (4)
- 【請求項１】核融合装置において、プラズマ密度測定装
置と，前記プラズマ密度測定装置で測定したプラズマ密
度をもとに中性粒子ビームのシャインスルーと前記シャ
インスルーを小さくする中性粒子ビームエネルギとを演
算する演算部と，前記演算部に従って前記中性粒子ビー
ムエネルギを可変できる中性粒子ビーム入射装置とを設
けたことを特徴とする核融合装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記プラズマ密度測定
装置と，前記プラズマ密度測定装置で測定したプズマ密
度をもとに中性粒子ビームのシャインスルーと前記シャ
インスルーを小さくする中性粒子ビームエネルギと中性
粒子ビームパワーとを演算する演算部と，前記演算部に
従って前記中性粒子ビームエネルギと前記中性粒子ビー
ムパワーとを可変できる中性粒子ビーム入射装置とを設
けた核融合装置。 - 【請求項３】請求項１において、ビームダンプの温度測
定装置と，前記温度測定装置で測定した温度をもとに中
性粒子ビームのシャインスルーと前記シャインスルーを
小さくする中性粒子ビームエネルギと中性粒子ビームパ
ワーとを演算する演算部と，前記演算部に従って前記中
性粒子ビームエネルギと前記中性粒子ビームパワーとを
可変できる中性粒子ビーム入射装置とを設けた核融合装
置。 - 【請求項４】請求項１において、プラズマ密度測定装置
と，前記プラズマ密度測定装置で測定したプラズマ密度
をもとに前記中性粒子ビームの前記シャインスルーと前
記シャインスルーを小さくする中性粒子ビームエネルギ
とを演算する演算部と，前記演算部に従って前記中性粒
子ビームエネルギを可変できる、ポロイダル断面で上下
位置に配列した複数個の中性粒子ビーム入射装置とを設
けた核融合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6245906A JPH08110388A (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | 核融合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6245906A JPH08110388A (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | 核融合装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08110388A true JPH08110388A (ja) | 1996-04-30 |
Family
ID=17140590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6245906A Pending JPH08110388A (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | 核融合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08110388A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101331779B1 (ko) * | 2004-04-29 | 2013-11-21 | 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드 | 테트라플루오로프로펜과 하이드로플루오로카본으로 이루어진 공비-성 조성물 |
-
1994
- 1994-10-12 JP JP6245906A patent/JPH08110388A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101331779B1 (ko) * | 2004-04-29 | 2013-11-21 | 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드 | 테트라플루오로프로펜과 하이드로플루오로카본으로 이루어진 공비-성 조성물 |
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