JPH1123755A - 核融合装置の第一壁 - Google Patents
核融合装置の第一壁Info
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- JPH1123755A JPH1123755A JP9179926A JP17992697A JPH1123755A JP H1123755 A JPH1123755 A JP H1123755A JP 9179926 A JP9179926 A JP 9179926A JP 17992697 A JP17992697 A JP 17992697A JP H1123755 A JPH1123755 A JP H1123755A
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- wall
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】線膨脹係数の異なるアーマとヒートシンクを確
実にロウ付け接合し、且つ角部や端部にもアーマを取付
けることを可能とすることにある。 【解決手段】プラズマを閉じ込める真空容器内のブラン
ケット、ダイバータあるいは遮蔽体の表面に取付けら
れ、プラズマからの高熱、高粒子負荷を受ける核融合装
置の第一壁において、１枚当たりの薄い無酸素銅の接合
基板１２に複数個のアーマ９を接合し、さらにこの接合
基板１２を冷却配管１１を備えたアルミナ分散強化銅で
構成されたヒートシンク１０上に接合して取付ける。
実にロウ付け接合し、且つ角部や端部にもアーマを取付
けることを可能とすることにある。 【解決手段】プラズマを閉じ込める真空容器内のブラン
ケット、ダイバータあるいは遮蔽体の表面に取付けら
れ、プラズマからの高熱、高粒子負荷を受ける核融合装
置の第一壁において、１枚当たりの薄い無酸素銅の接合
基板１２に複数個のアーマ９を接合し、さらにこの接合
基板１２を冷却配管１１を備えたアルミナ分散強化銅で
構成されたヒートシンク１０上に接合して取付ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマを閉じ込
めるための核融合装置に係り、特にプラズマを取り囲む
真空容器、ブランケットあるいは遮蔽体の表面に設置さ
れる第一壁に関する。
めるための核融合装置に係り、特にプラズマを取り囲む
真空容器、ブランケットあるいは遮蔽体の表面に設置さ
れる第一壁に関する。
【０００２】
【従来の技術】トカマク型核融合装置としては、例えば
図１２に示すような構成が採用されている。図１２にお
いて、１は全体がドーナツ状に形成され、且つ真空中で
プラズマ２を閉じ込めるための真空容器で、この真空容
器１の内側には燃料を増殖するブランケットまたは放射
線遮蔽体３（以下遮蔽体と称する）およびダイバータ４
が設置され、またこの遮蔽体３およびダイバータ４のプ
ラズマ２に対向する面にはプラズマ２に放射される高エ
ネルギ粒子を受けとめる防護壁（以下第一壁と称する）
５およびダイバータ４が設けられている。
図１２に示すような構成が採用されている。図１２にお
いて、１は全体がドーナツ状に形成され、且つ真空中で
プラズマ２を閉じ込めるための真空容器で、この真空容
器１の内側には燃料を増殖するブランケットまたは放射
線遮蔽体３（以下遮蔽体と称する）およびダイバータ４
が設置され、またこの遮蔽体３およびダイバータ４のプ
ラズマ２に対向する面にはプラズマ２に放射される高エ
ネルギ粒子を受けとめる防護壁（以下第一壁と称する）
５およびダイバータ４が設けられている。
【０００３】さらに、真空容器１の外周にはプラズマ２
を磁場で閉じ込めて、その形状を制御するためのトロイ
ダル磁場コイル６が複数個トーラス方向に放射状に、ま
たポロイダル磁場コイル７が周方向に設置されている。
を磁場で閉じ込めて、その形状を制御するためのトロイ
ダル磁場コイル６が複数個トーラス方向に放射状に、ま
たポロイダル磁場コイル７が周方向に設置されている。
【０００４】そして、これら全体はクライオスタット８
の中に収納されている。このような構成の核融合装置に
おいて、プラズマ２の核融合反応による高温、高エネル
ギのプラズマ２から高熱負荷、高粒子負荷に対し、真空
容器１、遮蔽体３およびダイバータ４等の機器を保護す
る目的で、図１１に示すようにこれら機器の表面に取付
けられている第一壁５は、ブロック状またはタイル状の
アーマ９と冷却材を流通させる冷却配管１１を備えたヒ
ートシンク１０とから構成されている。
の中に収納されている。このような構成の核融合装置に
おいて、プラズマ２の核融合反応による高温、高エネル
ギのプラズマ２から高熱負荷、高粒子負荷に対し、真空
容器１、遮蔽体３およびダイバータ４等の機器を保護す
る目的で、図１１に示すようにこれら機器の表面に取付
けられている第一壁５は、ブロック状またはタイル状の
アーマ９と冷却材を流通させる冷却配管１１を備えたヒ
ートシンク１０とから構成されている。
【０００５】ここで、上記アーマ９は、炉運転中に発生
する荷電交換中の中性粒子等が金属壁に入射し、スパッ
タリング等の現象によって金属原子がプラズマの不純物
として混入し、プラズマ運転に支障をきたさないように
黒鉛系材料やベリリウムのような高融点で低原子番号の
材料で構成されている。また、ヒートシンク１０はプラ
ズマ中の超高温熱を良好に吸収する高熱伝導材、例えば
銅または銅合金により作られている。
する荷電交換中の中性粒子等が金属壁に入射し、スパッ
タリング等の現象によって金属原子がプラズマの不純物
として混入し、プラズマ運転に支障をきたさないように
黒鉛系材料やベリリウムのような高融点で低原子番号の
材料で構成されている。また、ヒートシンク１０はプラ
ズマ中の超高温熱を良好に吸収する高熱伝導材、例えば
銅または銅合金により作られている。
【０００６】ところで、第一壁５のアーマ９は、ヒート
シンク１０に確実且つ強固に被着させ、ヒートシンク１
０を良好な熱吸収体として機能させるため、金属ロウに
より接合されてきた。
シンク１０に確実且つ強固に被着させ、ヒートシンク１
０を良好な熱吸収体として機能させるため、金属ロウに
より接合されてきた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような構成の核融
合装置の第一壁５において、プラズマ運転中に発生する
中性子により、ヒートシンク１０が脆化するおそれがあ
る。そのため脆化の少ない、アルミナを混入したアルミ
ナ分散強化銅が使われる。
合装置の第一壁５において、プラズマ運転中に発生する
中性子により、ヒートシンク１０が脆化するおそれがあ
る。そのため脆化の少ない、アルミナを混入したアルミ
ナ分散強化銅が使われる。
【０００８】しかし、この材料を用いたヒートシンク１
０とアーマ９の接合は、熱膨脹係数の相違により接合部
に応力が発生し、アーマ９を直接ヒートシンク１０に接
合することは難しく、その接合力を確実に確保すること
はできない。また、装置の大型化に伴い真空容器１内の
遮蔽体３やダイバータ４の表面に取付けられる第一壁の
アーマ９の数は極端に増加しており、多数のアーマを一
度にヒートシンクに接合することは困難である。
０とアーマ９の接合は、熱膨脹係数の相違により接合部
に応力が発生し、アーマ９を直接ヒートシンク１０に接
合することは難しく、その接合力を確実に確保すること
はできない。また、装置の大型化に伴い真空容器１内の
遮蔽体３やダイバータ４の表面に取付けられる第一壁の
アーマ９の数は極端に増加しており、多数のアーマを一
度にヒートシンクに接合することは困難である。
【０００９】さらに、遮蔽体３やダイバータ４は数百ま
たは数十個のモジュールあるいはセクターで構成されて
いるため、これらのモジュールやセクターには必ずプラ
ズマ２に対向する面に角部あるいは端部が存在し、これ
らの箇所にもアーマ９を取付ける必要がある。
たは数十個のモジュールあるいはセクターで構成されて
いるため、これらのモジュールやセクターには必ずプラ
ズマ２に対向する面に角部あるいは端部が存在し、これ
らの箇所にもアーマ９を取付ける必要がある。
【００１０】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、線膨脹係数の異なるアーマとヒートシンクを確実に
ロウ付け接合し、且つ角部や端部にもアーマを取付ける
ことができる核融合装置の第一壁を提供することを目的
とする。
で、線膨脹係数の異なるアーマとヒートシンクを確実に
ロウ付け接合し、且つ角部や端部にもアーマを取付ける
ことができる核融合装置の第一壁を提供することを目的
とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような課
題を解決するため、次のような手段により核融合装置の
第一壁を構成するものである。請求項１に対応する発明
は、プラズマを閉じ込める真空容器内のブランケット、
ダイバータあるいは遮蔽体の表面に取付けられ、プラズ
マからの高熱、高粒子負荷を受ける核融合装置の第一壁
において、プラズマに対向する面に設けられる複数個の
アーマを薄い無酸素銅からなる接合基板に接合し、さら
にこの接合基板を冷却配管を備えたアルミナ分散強化銅
で構成されたヒートシンク上に接合して取付ける。
題を解決するため、次のような手段により核融合装置の
第一壁を構成するものである。請求項１に対応する発明
は、プラズマを閉じ込める真空容器内のブランケット、
ダイバータあるいは遮蔽体の表面に取付けられ、プラズ
マからの高熱、高粒子負荷を受ける核融合装置の第一壁
において、プラズマに対向する面に設けられる複数個の
アーマを薄い無酸素銅からなる接合基板に接合し、さら
にこの接合基板を冷却配管を備えたアルミナ分散強化銅
で構成されたヒートシンク上に接合して取付ける。
【００１２】請求項２に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の核融合装置の第一壁において、接合基板と
複数個のアーマとの接合にＴｉ−Ｃｕ等の高温融点ロウ
材を用い、接合基板とヒートシンクとの接合にＡｌ−Ｇ
ｅ等の低融点ロウ材を用いる。
応する発明の核融合装置の第一壁において、接合基板と
複数個のアーマとの接合にＴｉ−Ｃｕ等の高温融点ロウ
材を用い、接合基板とヒートシンクとの接合にＡｌ−Ｇ
ｅ等の低融点ロウ材を用いる。
【００１３】請求項３に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の核融合装置の第一壁において、アーマを接
合した接合基板に、前記アーマの接合面側の各エッジに
沿って切り欠きを設ける。
応する発明の核融合装置の第一壁において、アーマを接
合した接合基板に、前記アーマの接合面側の各エッジに
沿って切り欠きを設ける。
【００１４】請求項４に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の核融合装置の第一壁において、接合基板の
適宜箇所に銅あるいは銅合金製のＴ型のレールをヒート
シンク側に挿通して加工あるいは高融点ロウ材で接合
し、これらレール間にアーマを配設して接合する。
応する発明の核融合装置の第一壁において、接合基板の
適宜箇所に銅あるいは銅合金製のＴ型のレールをヒート
シンク側に挿通して加工あるいは高融点ロウ材で接合
し、これらレール間にアーマを配設して接合する。
【００１５】請求項５に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の核融合装置の第一壁において、ヒートシン
クにＴ型の溝を加工し、その溝の中に銅あるいは銅合金
製のＩ字型レールの一端部を挿入すると共に、他端部を
ヒートシンク上に突出させて上面に這わせ、そのレール
間にアーマを接合した接合基板を配設して接合する。
応する発明の核融合装置の第一壁において、ヒートシン
クにＴ型の溝を加工し、その溝の中に銅あるいは銅合金
製のＩ字型レールの一端部を挿入すると共に、他端部を
ヒートシンク上に突出させて上面に這わせ、そのレール
間にアーマを接合した接合基板を配設して接合する。
【００１６】請求項６に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の核融合装置の第一壁において、アーマを取
付ける遮蔽体やダイバータのモジュールの両端のヒート
シンク内を流れる冷却配管をその冷却管の隣の冷却配管
よりも低い位置に取付け、それに合わせて加工されたヒ
ートシンクの階段状の段部の上にアーマを接合した接合
基板を接合する。
応する発明の核融合装置の第一壁において、アーマを取
付ける遮蔽体やダイバータのモジュールの両端のヒート
シンク内を流れる冷却配管をその冷却管の隣の冷却配管
よりも低い位置に取付け、それに合わせて加工されたヒ
ートシンクの階段状の段部の上にアーマを接合した接合
基板を接合する。
【００１７】請求項７に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の核融合装置の第一壁において、アーマを取
付ける遮蔽体やダイバータのモジュールの両端で、ヒー
トシンク上に取付け接合される接合基板の両端部分に階
段状の段部を加工し、その上にアーマを接合した接合基
板を接合する。
応する発明の核融合装置の第一壁において、アーマを取
付ける遮蔽体やダイバータのモジュールの両端で、ヒー
トシンク上に取付け接合される接合基板の両端部分に階
段状の段部を加工し、その上にアーマを接合した接合基
板を接合する。
【００１８】請求項８に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の核融合装置の第一壁において、アーマを取
付ける遮蔽体やダイバータのモジュールの両端のヒート
シンク部分にテーパを形成し、その上面および側面部分
にアーマを接合した接合基板を接合する。
応する発明の核融合装置の第一壁において、アーマを取
付ける遮蔽体やダイバータのモジュールの両端のヒート
シンク部分にテーパを形成し、その上面および側面部分
にアーマを接合した接合基板を接合する。
【００１９】請求項９に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の核融合装置の第一壁において、ある曲率半
径を持ったコーナ部分を有し、且つアーマを取付ける遮
蔽体モジュールあるいはダイバータセクタのコーナ部に
複数のテーパ面を連接して形成し、そのテーパ面上にア
ーマを接合した接合基板を接合する。
応する発明の核融合装置の第一壁において、ある曲率半
径を持ったコーナ部分を有し、且つアーマを取付ける遮
蔽体モジュールあるいはダイバータセクタのコーナ部に
複数のテーパ面を連接して形成し、そのテーパ面上にア
ーマを接合した接合基板を接合する。
【００２０】請求項１０に対応する発明は、請求項１に
対応する発明の核融合装置の第一壁において、ある曲率
半径を持ったコーナ部分を有し、且つアーマを取付ける
遮蔽体モジュールあるいはダイバータセクタのコーナ部
分のヒートシンクの厚さを平面部分より厚くして、その
上にアーマを接合した接合基板を接合する。
対応する発明の核融合装置の第一壁において、ある曲率
半径を持ったコーナ部分を有し、且つアーマを取付ける
遮蔽体モジュールあるいはダイバータセクタのコーナ部
分のヒートシンクの厚さを平面部分より厚くして、その
上にアーマを接合した接合基板を接合する。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明による核融合装置の第
一壁の第１の実施の形態を示す模式図であり、図１１と
同一部品には同一符号を付して説明する。
参照して説明する。図１は本発明による核融合装置の第
一壁の第１の実施の形態を示す模式図であり、図１１と
同一部品には同一符号を付して説明する。
【００２２】図１において、真空容器の内側に設けられ
る遮蔽体３やダイバータ４の表面に取付けられる第一壁
５として、冷却配管１１を備えたアルミナ分散強化銅で
構成されたヒートシンク１０にアーマ９を取付ける前
に、薄い無酸素銅からなる接合基板１２に複数個のアー
マ９を接合し、さらにこの接合基板１２をヒートシンク
１０に接合する構成とするものである。
る遮蔽体３やダイバータ４の表面に取付けられる第一壁
５として、冷却配管１１を備えたアルミナ分散強化銅で
構成されたヒートシンク１０にアーマ９を取付ける前
に、薄い無酸素銅からなる接合基板１２に複数個のアー
マ９を接合し、さらにこの接合基板１２をヒートシンク
１０に接合する構成とするものである。
【００２３】このような構成とする理由は、黒鉛系材料
であるアーマ９とアルミナ分酸化銅でできたヒートシン
ク１０を接合する場合、線膨脹係数の相違により接合面
の応力が大きくなり、接合強度が低下するためである。
であるアーマ９とアルミナ分酸化銅でできたヒートシン
ク１０を接合する場合、線膨脹係数の相違により接合面
の応力が大きくなり、接合強度が低下するためである。
【００２４】そこで、上記のようにアーマ９を接合基板
１２と接合することにより、アーマ９の接合界面応力が
緩和され、またヒートシンク１０と接合基板１２とを確
実に接合できる。また、複数個のアーマ９を接合基板１
２に接合することにより、一度に多くのアーマ９をヒー
トシンク１０に接合することができる。
１２と接合することにより、アーマ９の接合界面応力が
緩和され、またヒートシンク１０と接合基板１２とを確
実に接合できる。また、複数個のアーマ９を接合基板１
２に接合することにより、一度に多くのアーマ９をヒー
トシンク１０に接合することができる。
【００２５】このような構成の核融合装置の第一壁とす
れば、線膨脹係数の相違による応力を緩和し、アーマ９
をヒートシンク１０に接合することができ、さらに一度
に多くのアーマ９をヒートシンク１０上に接合すること
ができる。
れば、線膨脹係数の相違による応力を緩和し、アーマ９
をヒートシンク１０に接合することができ、さらに一度
に多くのアーマ９をヒートシンク１０上に接合すること
ができる。
【００２６】図２は本発明による核融合装置の第一壁の
第２の実施の形態を示す模式図で、図１１と同一部品に
は同一符号を付して説明する。第２の実施の形態におい
ては、第１の実施の形態と同様の構成であるが、接合基
板１２に複数個のアーマ９をＴｉ−Ｃｕ等の高融点ロウ
材１５を用いて接合し、また接合基板１２とヒートシン
ク１０とは上記ロウ材よりも接合温度の低いＡｌ−Ｇｅ
等の低融点ロウ材１６を用いて接合する構成とするもの
である。
第２の実施の形態を示す模式図で、図１１と同一部品に
は同一符号を付して説明する。第２の実施の形態におい
ては、第１の実施の形態と同様の構成であるが、接合基
板１２に複数個のアーマ９をＴｉ−Ｃｕ等の高融点ロウ
材１５を用いて接合し、また接合基板１２とヒートシン
ク１０とは上記ロウ材よりも接合温度の低いＡｌ−Ｇｅ
等の低融点ロウ材１６を用いて接合する構成とするもの
である。
【００２７】このような構成の核融合装置の第一壁とす
れば、線膨脹係数の相違による応力を緩和し、アーマ９
をヒートシンク１０に接合でき、さらに一度に多くのア
ーマ９をヒートシンク１０上に接合できると共に、低融
点ロウ材１６の融点より高い温度で容易にアーマ９を交
換することができる。
れば、線膨脹係数の相違による応力を緩和し、アーマ９
をヒートシンク１０に接合でき、さらに一度に多くのア
ーマ９をヒートシンク１０上に接合できると共に、低融
点ロウ材１６の融点より高い温度で容易にアーマ９を交
換することができる。
【００２８】図３（ａ），（ｂ）は本発明による核融合
装置の第一壁の第３の実施の形態を示す模式図で、図１
１と同一部品には同一符号を付して説明する。第３の実
施の形態においては、第１の実施の形態と同様の構成で
あるが、接合基板１２上にアーマ９の接合面側の各エッ
ジに沿って切り欠き１２ａをそれぞれ設けるものであ
る。
装置の第一壁の第３の実施の形態を示す模式図で、図１
１と同一部品には同一符号を付して説明する。第３の実
施の形態においては、第１の実施の形態と同様の構成で
あるが、接合基板１２上にアーマ９の接合面側の各エッ
ジに沿って切り欠き１２ａをそれぞれ設けるものであ
る。
【００２９】このような切り欠き１２ａを設けることに
より、アーマ９のエッジと接合基板１２の接合面のエッ
ジ位置を一致させることにより、接合面端部に発生する
応力を緩和できる。
より、アーマ９のエッジと接合基板１２の接合面のエッ
ジ位置を一致させることにより、接合面端部に発生する
応力を緩和できる。
【００３０】このような構成の核融合装置の第一壁とす
れば、第１の実施の形態と同様の作用効果が得られ、且
つ接合端部の応力の軽減を図ることができる。図４は本
発明による核融合装置の第一壁の第４の実施の形態を示
す模式図で、図１１と同一部品には同一符号を付して説
明する。
れば、第１の実施の形態と同様の作用効果が得られ、且
つ接合端部の応力の軽減を図ることができる。図４は本
発明による核融合装置の第一壁の第４の実施の形態を示
す模式図で、図１１と同一部品には同一符号を付して説
明する。
【００３１】第４の実施の形態においては、第１の実施
の形態と同様の構成であるが、アーマ９を接合する接合
基盤１２の適宜箇所にＴ字型レール１３をヒートシンク
１０側に挿通して加工あるいはＴｉ−Ｃｕ等の高融点ロ
ウ材で接合し、そのレール間にアーマ９を配設して接合
する構成とするものである。
の形態と同様の構成であるが、アーマ９を接合する接合
基盤１２の適宜箇所にＴ字型レール１３をヒートシンク
１０側に挿通して加工あるいはＴｉ−Ｃｕ等の高融点ロ
ウ材で接合し、そのレール間にアーマ９を配設して接合
する構成とするものである。
【００３２】このような構成の核融合装置の第一壁とす
れば、炉稼働中に規定以上の熱負荷を受け、接合面温度
が接合温度以上になった場合、接合基板１２とヒートシ
ンク１０は剥がれるが、Ｔ字型レール１３によって接合
基板１２が支持されるので、炉内にこれらの機器が落下
せず、他の機器に損傷を与えることがなくなる。
れば、炉稼働中に規定以上の熱負荷を受け、接合面温度
が接合温度以上になった場合、接合基板１２とヒートシ
ンク１０は剥がれるが、Ｔ字型レール１３によって接合
基板１２が支持されるので、炉内にこれらの機器が落下
せず、他の機器に損傷を与えることがなくなる。
【００３３】図５は本発明による核融合装置の第一壁の
第５の実施の形態を示す模式図で、図１１と同一部品に
は同一符号を付して説明する。第５の実施の形態におい
ては、第１の実施の形態と同様の構成であるが、さらに
アーマ９を接合するヒートシンク１０側の適宜箇所にＴ
字型の溝を加工しておき、その溝の中に銅あるいは銅合
金製のＩ字型レール１４の一端部を挿入すると共に、他
端部をヒートシンク１０上に突出させて接合基板１２の
上面に這わせ、そのレール間にアーマ９を配設して接合
する構成とするものである。
第５の実施の形態を示す模式図で、図１１と同一部品に
は同一符号を付して説明する。第５の実施の形態におい
ては、第１の実施の形態と同様の構成であるが、さらに
アーマ９を接合するヒートシンク１０側の適宜箇所にＴ
字型の溝を加工しておき、その溝の中に銅あるいは銅合
金製のＩ字型レール１４の一端部を挿入すると共に、他
端部をヒートシンク１０上に突出させて接合基板１２の
上面に這わせ、そのレール間にアーマ９を配設して接合
する構成とするものである。
【００３４】このような構成の核融合装置の第一壁によ
れば、Ｉ字型レール１４がヒートシンク１０のＴ字溝に
係止されているので、第４の実施の形態のようにＩ字型
レール１４をヒートシンク１０に接合する必要がなく、
また接合面温度が接合温度以上になった場合、接合基板
１２とヒートシンク１０が剥がれても、Ｉ字型レール１
４に支持されているので、炉内にこれら機器が落下せ
ず、他の機器に損傷を与えることがなくなる。
れば、Ｉ字型レール１４がヒートシンク１０のＴ字溝に
係止されているので、第４の実施の形態のようにＩ字型
レール１４をヒートシンク１０に接合する必要がなく、
また接合面温度が接合温度以上になった場合、接合基板
１２とヒートシンク１０が剥がれても、Ｉ字型レール１
４に支持されているので、炉内にこれら機器が落下せ
ず、他の機器に損傷を与えることがなくなる。
【００３５】図６は本発明による核融合装置の第一壁の
第６の実施の形態を示す模式図で、図１１と同一部品に
は同一符号を付して説明する。第６の実施の形態では、
アーマ９を取付ける遮蔽体モジュールあるいはダイバー
タセクタにおいて、その両端のヒートシンク１０内を流
れる冷却配管１１をその隣の冷却配管１１よりも低い位
置に取付け、冷却配管１１の配置に合わせてヒートシン
ク１４を階段状に加工し、その段部に第１の実施の形態
と同様のアーマ９を接合した接合基板１２を接合する構
成とするものである。
第６の実施の形態を示す模式図で、図１１と同一部品に
は同一符号を付して説明する。第６の実施の形態では、
アーマ９を取付ける遮蔽体モジュールあるいはダイバー
タセクタにおいて、その両端のヒートシンク１０内を流
れる冷却配管１１をその隣の冷却配管１１よりも低い位
置に取付け、冷却配管１１の配置に合わせてヒートシン
ク１４を階段状に加工し、その段部に第１の実施の形態
と同様のアーマ９を接合した接合基板１２を接合する構
成とするものである。
【００３６】このような構成の核融合装置の第一壁とす
れば、斜めに入射してくる粒子に対し、直接ヒートシン
ク１０の部分が晒されず、必ずアーマ９に衝突すること
になり、ヒートシンク部が損傷することはない。
れば、斜めに入射してくる粒子に対し、直接ヒートシン
ク１０の部分が晒されず、必ずアーマ９に衝突すること
になり、ヒートシンク部が損傷することはない。
【００３７】図７は本発明による核融合装置の第一壁の
第７の実施の形態を示す模式図で、図１１と同一部品に
は同一符号を付して説明する。第７の実施の形態におい
ては、アーマ９を取付ける遮蔽体モジュールあるいはダ
イバータセクタの両端で、ヒートシンク１０上に接合さ
れる無酸素銅の接合基板１２の両端部分に階段状に段部
を加工し、その上にアーマ９を接合し、さらに接合基板
１２をヒートシンク１０に接合する構成とするものであ
る。
第７の実施の形態を示す模式図で、図１１と同一部品に
は同一符号を付して説明する。第７の実施の形態におい
ては、アーマ９を取付ける遮蔽体モジュールあるいはダ
イバータセクタの両端で、ヒートシンク１０上に接合さ
れる無酸素銅の接合基板１２の両端部分に階段状に段部
を加工し、その上にアーマ９を接合し、さらに接合基板
１２をヒートシンク１０に接合する構成とするものであ
る。
【００３８】このような構成の核融合装置の第一壁とす
れば、トロイダル方向に沿って斜めに入射してくる粒子
に対し、直接ヒートシンク１０部分が晒されず、必ずア
ーマ９に衝突するので、ヒートシンク１０部が損傷する
ことがなく、また接合基板１２が分割されないため、ヒ
ートシンク１０の接合が容易になる。
れば、トロイダル方向に沿って斜めに入射してくる粒子
に対し、直接ヒートシンク１０部分が晒されず、必ずア
ーマ９に衝突するので、ヒートシンク１０部が損傷する
ことがなく、また接合基板１２が分割されないため、ヒ
ートシンク１０の接合が容易になる。
【００３９】図８は本発明による核融合装置の第一壁の
第８の実施の形態を示す模式図で、図１１と同一部品に
は同一符号を付して説明する。第８の実施の形態におい
ては、アーマ９を取付ける遮蔽体モジュールあるいはダ
イバータセクタの両端のヒートシンク１０部分にテーパ
１０ａを形成し、その上面および側面部分に第１の実施
の形態と同様にアーマ９を接合した接合基板１２を接合
する構成とするものである。
第８の実施の形態を示す模式図で、図１１と同一部品に
は同一符号を付して説明する。第８の実施の形態におい
ては、アーマ９を取付ける遮蔽体モジュールあるいはダ
イバータセクタの両端のヒートシンク１０部分にテーパ
１０ａを形成し、その上面および側面部分に第１の実施
の形態と同様にアーマ９を接合した接合基板１２を接合
する構成とするものである。
【００４０】このような構成の核融合装置の第一壁とす
れば、第４の実施の形態と同様にヒートシンク１０の側
面部分に影響を与えることがない。図９は本発明による
核融合装置の第一壁の第９の実施の形態を示す模式図
で、図１１と同一部品には同一符号を付して説明する。
れば、第４の実施の形態と同様にヒートシンク１０の側
面部分に影響を与えることがない。図９は本発明による
核融合装置の第一壁の第９の実施の形態を示す模式図
で、図１１と同一部品には同一符号を付して説明する。
【００４１】第９の実施の形態においては、ある曲率半
径を持ったコーナ部分を有し、且つアーマ９を取付ける
遮蔽体モジュールあるいはダイバータセクタのヒートシ
ンク１０部のコーナ部分に複数のテーパ面１０ｂを連接
して形成し、そのテーパ面１０ｂ上に第１の実施の形態
と同様にアーマ９を接合した接合基板１２を接合する構
成とするものである。
径を持ったコーナ部分を有し、且つアーマ９を取付ける
遮蔽体モジュールあるいはダイバータセクタのヒートシ
ンク１０部のコーナ部分に複数のテーパ面１０ｂを連接
して形成し、そのテーパ面１０ｂ上に第１の実施の形態
と同様にアーマ９を接合した接合基板１２を接合する構
成とするものである。
【００４２】このような構成の核融合装置の第一壁とす
れば、コーナ部分の曲面に沿って形成された連接する複
数のテーパ面とすることにより、曲面部分を平面状にす
ることができるので、アーマ９を曲面状に加工すること
なくヒートシンク１０を接合することができる。
れば、コーナ部分の曲面に沿って形成された連接する複
数のテーパ面とすることにより、曲面部分を平面状にす
ることができるので、アーマ９を曲面状に加工すること
なくヒートシンク１０を接合することができる。
【００４３】図１０は本発明による核融合装置の第一壁
の第１０の実施の形態を示す模式図で、図１１と同一部
品には同一符号を付して説明する。第１０の実施の形態
においては、ある曲率半径を持ったコーナ部分を有し、
且つアーマ９を取付ける遮蔽体モジュールあるいはダイ
バータセクタのコーナ部分１０ｃのヒートシンク１０の
厚さを水平部分より厚くし、そのコーナ部に複数のテー
パ面を施し、そのテーパ面に第１の実施の形態と同様に
アーマ９を接合した接合基板１２を接合する構成とする
ものである。
の第１０の実施の形態を示す模式図で、図１１と同一部
品には同一符号を付して説明する。第１０の実施の形態
においては、ある曲率半径を持ったコーナ部分を有し、
且つアーマ９を取付ける遮蔽体モジュールあるいはダイ
バータセクタのコーナ部分１０ｃのヒートシンク１０の
厚さを水平部分より厚くし、そのコーナ部に複数のテー
パ面を施し、そのテーパ面に第１の実施の形態と同様に
アーマ９を接合した接合基板１２を接合する構成とする
ものである。
【００４４】このような構成の核融合装置の第一壁とす
れば、コーナ部のヒートシンク１０の厚さを厚くするこ
とにより、コーナ部に沿って設置される冷却配管１１の
曲率半径よりも小さい曲率半径のコーナ部が製作でき、
プラズマ２からの粒子がコーナ部間の隙間に入り込むこ
とを低減できる。
れば、コーナ部のヒートシンク１０の厚さを厚くするこ
とにより、コーナ部に沿って設置される冷却配管１１の
曲率半径よりも小さい曲率半径のコーナ部が製作でき、
プラズマ２からの粒子がコーナ部間の隙間に入り込むこ
とを低減できる。
【００４５】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、接合
が困難である材料間の接合ができ、且つ一度に接合する
アーマの個数を削減でき、また遮蔽体モジュールやダイ
バータセクタのような分割された機器のエッジ部やコー
ナ部にもアーマを接合し、取付けることができる核融合
装置の第一壁を提供できる。
が困難である材料間の接合ができ、且つ一度に接合する
アーマの個数を削減でき、また遮蔽体モジュールやダイ
バータセクタのような分割された機器のエッジ部やコー
ナ部にもアーマを接合し、取付けることができる核融合
装置の第一壁を提供できる。
【図１】本発明による核融合装置の第一壁の第１の実施
の形態を示す模式図。
の形態を示す模式図。
【図２】本発明による核融合装置の第一壁の第２の実施
の形態を示す模式図。
の形態を示す模式図。
【図３】本発明による核融合装置の第一壁の第３の実施
の形態を示す模式図。
の形態を示す模式図。
【図４】本発明による核融合装置の第一壁の第４の実施
の形態を示す模式図。
の形態を示す模式図。
【図５】本発明による核融合装置の第一壁の第５の実施
の形態を示す模式図。
の形態を示す模式図。
【図６】本発明による核融合装置の第一壁の第６の実施
の形態を示す模式図。
の形態を示す模式図。
【図７】本発明による核融合装置の第一壁の第７の実施
の形態を示す模式図。
の形態を示す模式図。
【図８】本発明による核融合装置の第一壁の第８の実施
の形態を示す模式図。
の形態を示す模式図。
【図９】本発明による核融合装置の第一壁の第９の実施
の形態を示す模式図。
の形態を示す模式図。
【図１０】本発明による核融合装置の第一壁の第１０の
実施の形態を示す模式図。
実施の形態を示す模式図。
【図１１】従来の核融合装置の第一壁の構成例を示す概
略図。
略図。
【図１２】従来の核融合装置の構成例を示す縦断面図。
１……真空容器 ２……プラズマ ３……遮蔽体 ４……ダイバータ ５……第一壁 ６……トロイダル磁場コイル ７……ポロイダル磁場コイル ８……クライオスタット ９……アーマ １０……ヒートシンク １０ａ……テーパ １０ｂ……テーパ面 １０ｃ……コーナ部 １１……冷却配管 １２……接合基板 １２ａ……切り欠き １３……Ｔ字型レール １４……Ｉ字型レール １５……高融点ロウ材 １６……低融点ロウ材
Claims (10)
- 【請求項１】 プラズマを閉じ込める真空容器内のブラ
ンケット、ダイバータあるいは遮蔽体の表面に取付けら
れ、プラズマからの高熱、高粒子負荷を受ける核融合装
置の第一壁において、 プラズマに対向する面に設けられる複数個のアーマを薄
い無酸素銅からなる接合基板に接合し、さらにこの接合
基板を冷却配管を備えたアルミナ分散強化銅で構成され
たヒートシンク上に接合して取付けたことを特徴とする
核融合装置の第一壁。 - 【請求項２】 接合基板と複数個のアーマとの接合にＴ
ｉ−Ｃｕ等の高温融点ロウ材を用い、接合基板とヒート
シンクとの接合にＡｌ−Ｇｅ等の低融点ロウ材を用いる
ことを特徴とする請求項１記載の核融合装置の第一壁。 - 【請求項３】 アーマを接合した接合基板に、前記アー
マの接合面側の各エッジに沿って切り欠きを設けたこと
を特徴とする請求項１記載の核融合装置の第一壁。 - 【請求項４】 接合基板の適宜箇所に銅あるいは銅合金
製のＴ型のレールをヒートシンク側に挿通して加工ある
いは高融点ロウ材で接合し、これらレール間にアーマを
配設して接合することを特徴とする請求項１記載の核融
合装置の第一壁。 - 【請求項５】 ヒートシンクにＴ型の溝を加工し、その
溝の中に銅あるいは銅合金製のＩ字型レールの一端部を
挿入すると共に、他端部をヒートシンク上に突出させて
接合基盤の上面に這わせ、そのレール間にアーマを接合
することを特徴とする請求項１記載の核融合装置の第一
壁。 - 【請求項６】 アーマを取付ける遮蔽体やダイバータの
モジュールの両端のヒートシンク内を流れる冷却配管を
その冷却管の隣の冷却配管よりも低い位置に取付け、そ
れに合わせて加工されたヒートシンクの階段状の段部の
上にアーマを接合した接合基板を接合することを特徴と
する請求項１記載の核融合装置の第一壁。 - 【請求項７】 アーマを取付ける遮蔽体やダイバータの
モジュールの両端で、ヒートシンク上に取付け接合され
る接合基板の両端部分に階段状の段部を加工し、その上
にアーマを接合した接合基板を接合することを特徴とす
る請求項１記載の核融合装置の第一壁。 - 【請求項８】 アーマを取付ける遮蔽体やダイバータの
モジュールの両端のヒートシンク部分にテーパを形成
し、その上面および側面部分にアーマを接合した接合基
板を接合することを特徴とする請求項１記載の核融合装
置の第一壁。 - 【請求項９】 ある曲率半径を持ったコーナ部分を有
し、且つアーマを取付ける遮蔽体モジュールあるいはダ
イバータセクタのコーナ部に複数のテーパ面を連接して
形成し、そのテーパ面上にアーマを接合した接合基板を
接合することを特徴とする請求項１記載の核融合装置の
第一壁。 - 【請求項１０】 ある曲率半径を持ったコーナ部分を有
し、且つアーマを取付ける遮蔽体モジュールあるいはダ
イバータセクタのコーナ部分のヒートシンクの厚さを平
面部分より厚くして、その上にアーマを接合した接合基
板を接合することを特徴とする請求項１記載の核融合装
置の第一壁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17992697A JP3779438B2 (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 核融合装置の第一壁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17992697A JP3779438B2 (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 核融合装置の第一壁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1123755A true JPH1123755A (ja) | 1999-01-29 |
| JP3779438B2 JP3779438B2 (ja) | 2006-05-31 |
Family
ID=16074350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17992697A Expired - Fee Related JP3779438B2 (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 核融合装置の第一壁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3779438B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013137217A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 核融合炉ダイバータ曲率部加工方法 |
| CN105989902A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-10-05 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种用于核聚变装置城堡形部件结构研究的样品设计方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102374935A (zh) * | 2010-08-17 | 2012-03-14 | 上海卫星工程研究所 | 应用于真空罐内负载冷却的装置 |
-
1997
- 1997-07-04 JP JP17992697A patent/JP3779438B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013137217A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 核融合炉ダイバータ曲率部加工方法 |
| CN105989902A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-10-05 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种用于核聚变装置城堡形部件结构研究的样品设计方法 |
| CN105989902B (zh) * | 2015-12-23 | 2018-11-13 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种用于核聚变装置城堡形部件结构研究的样品设计方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3779438B2 (ja) | 2006-05-31 |
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