JPS5952784A - Nuclear fusion device - Google Patents

Nuclear fusion device

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Publication number
JPS5952784A
JPS5952784A JP57164254A JP16425482A JPS5952784A JP S5952784 A JPS5952784 A JP S5952784A JP 57164254 A JP57164254 A JP 57164254A JP 16425482 A JP16425482 A JP 16425482A JP S5952784 A JPS5952784 A JP S5952784A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bellows
plasma
shield
blanket
vacuum vessel
Prior art date
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Pending
Application number
JP57164254A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
内田 孝穂
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
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP57164254A priority Critical patent/JPS5952784A/en
Publication of JPS5952784A publication Critical patent/JPS5952784A/en
Pending legal-status Critical Current

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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

Landscapes

  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Discharge Heating (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は核融合装置に関する。[Detailed description of the invention] [Technical field of invention] The present invention relates to a nuclear fusion device.

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

第1図ないし第3図を参照し7て従来例を説明する。第
1図は核融合装置の概略構成図である。
A conventional example will be explained with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a schematic diagram of a nuclear fusion device.

図中1は真空容器を示す。この真空容器1はトーラス状
をなし内部に重水素(D)および三重水素(T)を燃料
としたプラズマ2を封じ込め高真空を維持している。こ
の真空容器1の内側に上記プラズマ2を囲むようにブラ
ンケット3が設けられている。このブランケット3内に
は例えばL i20等のセラミックよりなるトリチウム
増殖材が収容されている。
In the figure, 1 indicates a vacuum container. This vacuum vessel 1 has a toroidal shape and contains a plasma 2 fueled with deuterium (D) and tritium (T) inside to maintain a high vacuum. A blanket 3 is provided inside the vacuum container 1 so as to surround the plasma 2. This blanket 3 contains a tritium breeding material made of ceramic such as Li20.

上記プラズマ2から14 MeVの中性子が発生しこの
中性子は上記ブランケット3内で三重水素の増殖および
中性子発熱を行々う。そして熱ばブランケット3内に配
設された冷却配管(図示せず)を通流する冷却材により
外部に取り出される構成である。このブランケット3と
前記入学容器1との間には遮蔽体4が設けられている。
Neutrons of 14 MeV are generated from the plasma 2, and these neutrons multiply tritium and generate neutron heat within the blanket 3. The cooling material is then taken out to the outside by a coolant flowing through a cooling pipe (not shown) disposed inside the hot blanket 3. A shield 4 is provided between this blanket 3 and the admission container 1.

上記真空容器1外周にはトロイダルコイル5が設けられ
ておりさらにその外周にはボロイグルコイル6が設けら
れている。このポロイダルコイル6ば、フ0ラズマ2側
にできるだけ近づけて設けられている。これは、プラズ
マ2の性能を上げる為アスペクト比(R/a 、 R:
プラズマ主半径、a:プラズマ副半径)を小さくしかつ
ポロイダルコイル6とプラズマ2とのカップリングを良
好にし電源容量を小容量化する為である。そして上記ト
ロイダルコイル5により前記プラズマ2をとじ込め、上
記ポロイダルコイル6によりプラズマ2の立ち上げ、立
ち下げおよび位置、形状の制御を行なう構成である。ま
た上記トロイダルコイル5およびポロイダルコイル6は
共に超電導コイルによシ構成されている。図中7はベル
ジャをまた8は前記遮蔽体4に接近する為のアクセスト
ンネルをそれぞれ示すO 一般に前記遮蔽体4、ブランケット3および真空容器1
等はトーラス方向にプラズマ2に比べて十分高い1ター
ン抵抗を有する必要がある。
A toroidal coil 5 is provided on the outer periphery of the vacuum vessel 1, and a voloigle coil 6 is further provided on the outer periphery of the toroidal coil 5. This poloidal coil 6 is provided as close as possible to the plasma 2 side. This is because the aspect ratio (R/a, R:
This is to reduce the plasma major radius (a: plasma minor radius), improve the coupling between the poloidal coil 6 and the plasma 2, and reduce the power supply capacity. The plasma 2 is contained by the toroidal coil 5, and the poloidal coil 6 controls the rise and fall of the plasma 2, as well as its position and shape. Further, both the toroidal coil 5 and the poloidal coil 6 are constructed of superconducting coils. In the figure, 7 indicates a bell jar, and 8 indicates an access tunnel for approaching the shield 4. In general, the shield 4, the blanket 3, and the vacuum vessel 1
etc., must have a sufficiently higher one-turn resistance in the torus direction than the plasma 2.

これは前記ポロイダルコイル6によシプラズマ2の立ち
上げ、立ち下げ、位置および形状の告制御を行なう場合
、ポロイダルコイル6の制作1電流が上記遮蔽体4、ブ
ランケット3および真空容器1に誘起されるのを防止す
る為である。そこで第3図に示すように遮蔽体4および
真空容器1には高抵抗ベローズ9および10がそれぞれ
設けられている。この高抵抗ベローズ9および10によ
り遮蔽体4および真空容器1は高い1ターン抵抗を有す
ることができる構成である。
This is because when the poloidal coil 6 is used to control the startup, shutdown, position, and shape of the plasma 2, the production current of the poloidal coil 6 is induced in the shield 4, the blanket 3, and the vacuum vessel 1. This is to prevent this. Therefore, as shown in FIG. 3, high resistance bellows 9 and 10 are provided on the shield 4 and the vacuum vessel 1, respectively. The high-resistance bellows 9 and 10 allow the shield 4 and the vacuum vessel 1 to have a high one-turn resistance.

まだ遮蔽体4およびブランケット3は分割部にセラミッ
ク等よりなる絶縁材11をそれぞれ有しており、この絶
縁材11によっても1ターン抵抗を高める構成である。
The shield 4 and the blanket 3 each have an insulating material 11 made of ceramic or the like in the divided portions, and this insulating material 11 also increases the one-turn resistance.

〔背景技術の問題点〕[Problems with background technology]

上記構成によると、遮蔽体4および真空容器1にベロー
ズ9,10を設けることによりその部分における遮蔽厚
さが薄く々リドロイダルコイル5の超電導導体の比抵抗
が短期間に使用限界値を越える、換言すれば安定化鋼の
抵抗値が限界を越える恐れがあり、これを回復する為に
短期間におけるアニーリングを必要とし、装置としての
稼動率低下をひきおこす恐れがあった。
According to the above configuration, by providing the bellows 9 and 10 in the shielding body 4 and the vacuum vessel 1, the shielding thickness in those parts is thin, and the specific resistance of the superconducting conductor of the redroidal coil 5 exceeds the service limit value in a short period of time. In other words, there is a risk that the resistance value of the stabilizing steel will exceed its limit, and in order to recover from this, annealing is required for a short period of time, which may cause a decrease in the operating rate of the device.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的とするところはトロイダルコイルの超電導
導体の比抵抗が短期間のうちに使用限界値を越えるとい
った事態を未然に防止し、それによって装置としての稼
動率向上を図ることができる信頼性の高い核融合装置を
提供することにある。
The purpose of the present invention is to prevent the situation in which the specific resistance of the superconducting conductor of the toroidal coil exceeds the usage limit value in a short period of time, and thereby improve the reliability of the device by improving its operating rate. The objective is to provide a high-performance nuclear fusion device.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明による核融合装置はトーラス状をなし内部にプラ
ズマを封じ込めベローズを有する真空容器と、この真空
容器の内側に上記プラズマを囲むように設けられ増殖材
を収容するブランケットと、上記真空容器およびブラン
ケットとの間に設けられベローズを有する遮蔽体と、上
記真空容器外周に設けられたトロイダルコイルと、上記
遮蔽体に設けられたベローズの内側および外側の内部く
ともどちらか一方に設けられだ補助遮蔽体とを具備した
構成である。
A nuclear fusion device according to the present invention includes a vacuum vessel having a toroidal shape and having a bellows to contain a plasma therein, a blanket provided inside the vacuum vessel so as to surround the plasma and containing a breeding material, the vacuum vessel and the blanket. a toroidal coil provided on the outer periphery of the vacuum vessel; and an auxiliary shield provided on either the inside or outside of the bellows provided on the shield. The configuration includes a body.

すなわち遮蔽体に設けられたベローズの内側および外側
の少くともどちらか一方に補助遮蔽体を設はベローズの
部分における遮蔽厚さを確保しようとする構成である。
In other words, by providing an auxiliary shield on at least one of the inside and outside of the bellows provided on the shield, the shielding thickness at the bellows portion is ensured.

したがってベローズ部分におしへても確実に遮蔽厚さを
確保できるのでトロイダルコイルの超電導導体の比抵抗
が短期間のうちに使用限界値を越えるといった事態を未
然に防止することができ装置としての稼動率を向上させ
る上できわめて効果的である。
Therefore, even if it is placed in the bellows part, the shielding thickness can be ensured, so it is possible to prevent the situation where the specific resistance of the superconducting conductor of the toroidal coil exceeds the usage limit value in a short period of time. This is extremely effective in improving operating rates.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第4図ないし第6図を参照して本発明の一実施例を説明
する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6.

第4図は核融合装置の概略(苫成図である。図中101
は真空容器を示す。この真空容器10)はトーラス状を
表し内部に重水素(D) 、t;−よび三重水素(T>
を燃料としたプラズマ102を封じ込め高真空を維持し
ている。この真空容器lθ)の内側に上記プラズマ10
2を囲むようにブランケット103が設けられている。
Figure 4 is a schematic diagram of the nuclear fusion device.
indicates a vacuum container. This vacuum vessel 10) has a toroidal shape and contains deuterium (D), t;- and tritium (T>
A high vacuum is maintained by confining the plasma 102 fueled by The plasma 10 is inside this vacuum container lθ).
A blanket 103 is provided to surround 2.

このプランケアト103内には例えばL120等のセラ
ミックよりなるトリチウム増殖材が収容されている。
A tritium breeding material made of ceramic, such as L120, is housed within this Planckeat 103.

上記プラズマ102から14 MeVの中性子が発生し
この中性子は上記ブランケット103内で三重水素の増
殖および中性子発熱を折々う。
Neutrons of 14 MeV are generated from the plasma 102, and these neutrons multiply tritium and cause neutron heat generation within the blanket 103.

そして熱はブランケット103内に配設された冷却配管
(図示せず)を通流する冷却材により外部に取り出され
る構成である。このブランケラトノ03と前記真空容器
101との間には遮蔽体104が設けられている。上記
真空容器101外周にはトロイダルコイル105が設け
られておシさらにその外周にはポロイダルコイル106
が設けられている。とのポロイダルコイル106は、プ
ラズマ102側にできるだけ近づけて設けられている。
The heat is then extracted to the outside by a coolant flowing through a cooling pipe (not shown) disposed within the blanket 103. A shield 104 is provided between this blanket 03 and the vacuum container 101. A toroidal coil 105 is provided on the outer periphery of the vacuum vessel 101, and a poloidal coil 106 is provided on the outer periphery of the vacuum vessel 101.
is provided. The poloidal coil 106 is provided as close as possible to the plasma 102 side.

これは、プラズマ102の性能を上げる為アスペクト比
(R/a。
This is determined by the aspect ratio (R/a) in order to improve the performance of the plasma 102.

Rニア″ラズマ主半径、a、プラズマ副半径)を小さく
しかつポロイダルコイル106とプラズマ102とのカ
ップリングを良好にし電源容量を小容量化する為である
。そして上記トロイダルコイル105により前記プラズ
マ102をとじ込め、上記ポロイダルコイル106によ
りプラズマ102の立ち上げ、立ち下げおよび位置、形
状の制御を行なう構成である。まだ上記トロイダルコイ
ル105およびポロイダルコイル106は共に超電導コ
イルにより構成されている。図中107はベルジャをま
だ108は前記遮蔽体104に接近する為のアクセスト
ンネルをそれぞれ示す。
This is to reduce the Rnear'' lasma major radius (a, plasma minor radius), improve the coupling between the poloidal coil 106 and the plasma 102, and reduce the power supply capacity. The configuration is such that the poloidal coil 106 controls the start-up, fall, position, and shape of the plasma 102.The toroidal coil 105 and the poloidal coil 106 are both constructed of superconducting coils.In the figure, 107 is a bell jar. and 108 indicate access tunnels for approaching the shield 104, respectively.

上記遮蔽体104および真空容器101には高抵抗ベロ
ーズ109および110がそれぞれ設けられている。こ
の高抵抗ベローズ109および110によシ遮蔽体ノθ
4および真空容器101は高い1ターン抵抗を有するこ
とができる構成である。−!!た遮蔽体104およびブ
ランケット103は分割部にセラミック等よりなる絶縁
材11ノをそれぞれ有しておりこの絶縁材111により
1ターン抵抗を高める構成である。
High resistance bellows 109 and 110 are provided on the shield 104 and the vacuum vessel 101, respectively. The high resistance bellows 109 and 110 allow the shielding body to
4 and the vacuum container 101 have a structure that can have a high one-turn resistance. -! ! The shield 104 and the blanket 103 each have an insulating material 11 made of ceramic or the like in the divided portions, and the insulating material 111 increases the one-turn resistance.

上記ベローズ109の内側および外側には補助遮蔽体1
12および113がそれぞれ設けられており補助遮蔽体
112は?シト116にょシ遮蔽体ノθ4KJp3縁さ
れて固定されている。
Auxiliary shields 1 are provided inside and outside the bellows 109.
12 and 113 are provided respectively, and the auxiliary shield 112 is? The edge of the shield θ4KJp3 is fixed to the side 116.

まだこの補助遮蔽体112および113とベローズ10
9との間には絶縁被膜114および115がそれぞれ設
けられている。この絶縁被膜114.115はセラミッ
クスをコーティングした材料あるいは、l IJイミド
等で構成されている。また上記補助遮蔽体112および
113はポロイダル方向に多分割して設置されてお)相
互の合せ目に段を設はプラズマ102から発生する中性
子のス)IJ9ングを防止する構成となっている。
Still this auxiliary shield 112 and 113 and bellows 10
Insulating coatings 114 and 115 are provided between them and 9, respectively. The insulating coatings 114 and 115 are made of ceramic-coated material, lIJ imide, or the like. The auxiliary shields 112 and 113 are installed in multiple sections in the poloidal direction, and steps are provided at their joints to prevent the neutrons generated from the plasma 102 from being exposed.

以上の構成によると、ベローズ109においても従来の
構成を損うことなく十分な遮蔽厚さを確保することがで
き、従来懸念されていたトロイダルコイル105の超電
導導体の比抵抗が短期間の内に使用限界値を越えるとい
っだ事態を未然に防止することができ、アニーリングの
必要もなくなシ装置としての稼動率を大幅に向上させる
ことができる。またベローズ109は高い1ターン抵抗
を得る為に薄板が使用されておシ長さも長くなっている
。このため外部が1気圧、内部が真空とbった状況にお
いて強度的に心配されるが上記補助遮蔽体112,11
3を設けることによりベローズ109を支持することが
できベローズ109の変位を防止し強度本発明による核
融合装置はトーラス状を表し内部にプラズマを封じ込め
ベローズを有する真空容器と、この真空容器の内側に上
記プラズマを囲むように設けられ増殖材を収容するブラ
ンケットと、上記真空容器およびブランケットとの間に
設けられベローズを有する遮蔽体と、上記真空容器外周
に設けられたトロイダルコイルと、上記遮蔽体に設けら
れたベローズの内側および外側の内部くともどちらが一
方に設けられた補助遮蔽体とを具備した構成である。
According to the above configuration, a sufficient shielding thickness can be secured in the bellows 109 without impairing the conventional configuration, and the specific resistance of the superconducting conductor of the toroidal coil 105, which was a concern in the past, can be reduced within a short period of time. It is possible to prevent a situation in which the usage limit value is exceeded, and there is no need for annealing, and the operating rate of the device can be greatly improved. Further, the bellows 109 is made of a thin plate and has a long length in order to obtain a high one-turn resistance. For this reason, there is a concern about the strength in a situation where the outside is 1 atm and the inside is a vacuum, but the auxiliary shields 112, 11
3, the bellows 109 can be supported and the displacement of the bellows 109 can be prevented. a blanket provided to surround the plasma and contain a breeding material; a shield provided between the vacuum container and the blanket and having a bellows; a toroidal coil provided around the outer periphery of the vacuum container; This configuration includes an auxiliary shield provided on either the inner side or the outer side of the provided bellows.

すなわち遮蔽体に設けられたベローズの内」りおよび外
側の少くともどちらか一方に補助遮蔽体を設はベローズ
の部分における遮蔽厚さを確保しようとする構成である
In other words, by providing an auxiliary shield on at least one of the inside and outside of the bellows provided on the shield, the structure is designed to ensure the shielding thickness at the bellows portion.

したがってベローズ部分においても確実に遮蔽厚さを確
保することができるのでトロイダルコイルの超電導導体
の比抵抗が短期間のうちに使用限界値を越えるといった
事態を未然に防止することができ装置としての稼動率を
向上させることができる等その効果は大である。
Therefore, it is possible to secure the shielding thickness even in the bellows part, which prevents the situation in which the specific resistance of the superconducting conductor of the toroidal coil exceeds the usage limit value in a short period of time, making it possible to prevent the operation of the device. The effects are great, such as being able to improve the rate.

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

第1図ないし第3図は従来例を示す図で第1図は核融合
装置の概略構成図、第2図は第1図の■−■断面図、第
3図は第2図の一部拡大図、@4図ないし第6図は本発
明の一実施例を示す図で第4図は核融合装置の概略構成
図、第5図は第4図の■−■断面図、第6図は第5甲の
一部拡大図である。 101・・・真空容器、102・・・プラズマ、103
・・・ブランケット、104・・・遮蔽体、105・・
・トロイダルコイル、109・・・ベローズ、112゜
113・・・補助遮蔽体。 第1図 第2図 第3図 第4図
Figures 1 to 3 are diagrams showing conventional examples. Figure 1 is a schematic configuration diagram of a nuclear fusion device, Figure 2 is a sectional view taken along the line ■-■ in Figure 1, and Figure 3 is a part of Figure 2. Enlarged views, @Figures 4 to 6 are diagrams showing one embodiment of the present invention, Figure 4 is a schematic configuration diagram of a nuclear fusion device, Figure 5 is a sectional view taken along the line ■-■ of Figure 4, and Figure 6 is a partially enlarged view of No. 5 A. 101... Vacuum container, 102... Plasma, 103
...blanket, 104...shielding body, 105...
- Toroidal coil, 109... Bellows, 112° 113... Auxiliary shield. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)トーラス状をなし内部にプラズマを封じ込めベロ
ーズを有する真空容器と、この真空容器の内側に上記プ
ラズマを囲むように設けられ増殖材を収容するブランケ
ットと、上記真空容器およびブランケットとの間に設け
られベローズを有する遮蔽体と、上記真空容器外周に設
けられたトロイダルコイルと、上記遮蔽体に設けられた
ベローズの内側および外側の内部くともどちらか一方に
設けられだ補助遮蔽体とを具備したことを特徴とする核
融合装置。
(1) A vacuum vessel having a toroidal shape and having a bellows to contain plasma therein, a blanket provided inside the vacuum vessel so as to surround the plasma and containing a breeding material, and a space between the vacuum vessel and the blanket. a toroidal coil provided on the outer periphery of the vacuum vessel; and an auxiliary shield provided on either the inside or outside of the bellows provided on the shield. A nuclear fusion device characterized by:
(2)上記補助遮蔽体は絶縁材を介してベローズの内側
および外側に設けられたことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の核融合装置。
(2) The nuclear fusion device according to claim 1, wherein the auxiliary shield is provided inside and outside the bellows with an insulating material interposed therebetween.
JP57164254A 1982-09-21 1982-09-21 Nuclear fusion device Pending JPS5952784A (en)

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