JPS6011195A - Nuclear fusion device - Google Patents

Nuclear fusion device

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JPS6011195A
JPS6011195A JP58119320A JP11932083A JPS6011195A JP S6011195 A JPS6011195 A JP S6011195A JP 58119320 A JP58119320 A JP 58119320A JP 11932083 A JP11932083 A JP 11932083A JP S6011195 A JPS6011195 A JP S6011195A
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JP
Japan
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bellows
torus
plasma
coil
nuclear fusion
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JP58119320A
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Japanese (ja)
Inventor
内田 孝穂
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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 JP58119320A priority Critical patent/JPS6011195A/en
Publication of JPS6011195A publication Critical patent/JPS6011195A/en
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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】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の改良に関する。[Detailed description of the invention] [Technical field of invention] The present invention relates to improvements in nuclear fusion devices.

〔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。図中1はしやへい
体であり、このしやへし1体1はトーラス状をなし、内
壁または外壁を真空壁としてプラズマ真空容器全兼用し
内−川S(二重水素CD)および三重水素(T) ’に
燃料としたプラズマ2を封じ込め商具空ti1持してい
る。またこのしやへい体Jの内側(二上記プラズマ2を
囲むようにブランケット3が設けられてし入る、このブ
ランケット3内には、例えばL r 20等のセラミッ
クよりなるトリチウム増殖材力を収容されてし)る。
A conventional example will be explained with reference to FIGS. 1 to 3. 1st
The figure is a schematic configuration diagram of a nuclear fusion device. In the figure, 1 is a cylindrical body, and this cylindrical body 1 has a torus shape, and uses the inner or outer wall as a vacuum wall to serve as a plasma vacuum vessel. I have an empty container for containing plasma 2 fueled by hydrogen (T)'. In addition, a blanket 3 is provided so as to surround the plasma 2, and a tritium breeding material made of ceramic such as Lr 20, for example, is housed inside the shield body J. )

上記プラズマ2から14 MeVの中性子カー発生しこ
の中性子は上記ブランケット3内で三爪水素の増殖およ
び中性子発熱を行なう。モして泌〜はブランケット3内
(二配役された冷却西己朧゛(図示せず)を通流する冷
却桐C二より外部(1取1)出される構成である。
A neutron car of 14 MeV is generated from the plasma 2, and these neutrons multiply hydrogen in three claws and generate neutron heat generation within the blanket 3. Specifically, the air is discharged from the cooling tunnel C2, which flows through the blanket 3 (two cooling channels (not shown)), to the outside (one channel and one channel).

一方、上記しゃへい体1の外周(二はトロイダルコイル
4が設けられてあ・す、さらにその外)拐(二はボロイ
ダルコイル のボロイダルコイル るだけ近づけて設けられている。これは、プラズマ2の
性能を上げる為アづペクト比(R/ ” tR:ノラズ
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5とプラズマ2とのカップリングを良好にし
電源容量を小谷量化する為である。そして、上記トロイ
ダルコイル4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5によりプラズマ2の立ち上げ、立ち下
げおよび位置、形状の制佃j金行なう構成である。また
上記トロイダルコイル4およびポロイダルコイル5は共
に超電導コイル(−より結成されている。これらの超電
導コイルは、ベルツヤ6a、アクセストンネル6bおよ
び内側容器6Cから構成される断熱真空容器6の内ご1
3に設置される。
On the other hand, the outer periphery of the shield body 1 (2 is the area where the toroidal coil 4 is provided, and the outside thereof) (2 is provided as close as the voloidal coil of the voloidal coil). In order to improve the performance of 2, the aspect ratio (R/'' tR: major radius of the plasma, a: minor radius of the plasma) is made small, and the coupling between the poloidal coil 5 and the plasma 2 is made good, and the power supply capacity is made small. The plasma 2 is contained by the toroidal coil 4, and the poloidal coil 5 is used to raise and lower the plasma 2, and to control its position and shape. are both formed by superconducting coils (-.
It will be installed at 3.

一般に、前記しゃへい体11ブランケット3および断熱
真空容器6等は、トーラス方向にプラズマ2に比べて十
分高いIターン抵抗全判する必要がある。これは、前記
ポロイダルコイル5によりプラズマ2の立ち上げ、立ち
下け、位置および形状の制#全行なう場合、ポロイダル
コイル50制徊電流が上記しゃへい体1、ブランケット
3および断熱真空容器6に誘起されるのを防止する為で
ある。そこで第3図に示すようにじゃへい体1およO−
断熱真空容器6には高抵抗ベローズ7および8がそれぞ
れ設けられている。この^抵抗ベローズ2および8によ
り遮蔽体1および断熱真空容器6は尚い1ターン抵抗を
冶することができる構成である。またじゃへい体1およ
びブランケット3は分割部(−セラミック等よりなる絶
縁相9をそれぞれ刊しており、この絶縁相9によつ1も
1ターン抵抗を1−める結成である。
Generally, the shield 11, blanket 3, heat insulating vacuum vessel 6, etc. need to have a sufficiently high I-turn resistance in the torus direction compared to the plasma 2. This is because when the poloidal coil 5 controls the rise, fall, position, and shape of the plasma 2, the poloidal coil 50 suppressing current is induced in the shield 1, blanket 3, and heat insulating vacuum vessel 6. This is to prevent Therefore, as shown in Fig. 3, the barrier bodies 1 and O-
The insulated vacuum vessel 6 is provided with high resistance bellows 7 and 8, respectively. Due to the resistance bellows 2 and 8, the shield 1 and the heat insulating vacuum container 6 are configured to be able to provide one turn resistance. In addition, the baffle body 1 and the blanket 3 each have a divided portion (an insulating phase 9 made of ceramic or the like), and each insulating phase 9 has a one-turn resistance.

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

上記結成によると、しやへい体1および断熱真空容器6
にベローズ7.8を設けることによりその部分における
a両岸さが薄くなり、トロイダルコイル4の超電導4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
定化銅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 formation, the shiyahei body 1 and the insulated vacuum container 6
By providing the bellows 7.8 in that part, both banks of A become thinner, and the specific resistance of the four superconducting bodies of the toroidal coil 4 exceeds the service limit value in a short period of time.In other words, the resistance value of the stabilized copper increases. There is a risk that the limit will be exceeded, and in order to recover from this, annealing is required in 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
導等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可能なf言頼性の高い核融合装
置全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 material of the toroidal coil exceeds the usage limit value in a short period of time, thereby improving the operating rate of the device. Our goal is to provide a complete range of highly reliable nuclear fusion devices.

〔発明0′)概要〕 上記目的を達成するために本発明では、トーラス状をな
し内部にプラズマを封じ込めるプラズマ真空容器を兼用
するトーラス方向にベローズを有するじゃへい体と、内
部C二前記じゃへい体の外周に設けられた超電導コイル
からなるトロイダルコイルおよびポロイダルコイルが設
置されトーラス方向にベローズを有する均I熱真空容器
とから結成される核融合装置において前記しゃへい体お
よび断熱真空容器の各々のベローズをトーラス方向に互
いに位置をすらして設ける、すなわち各々のベローズを
同一角度上に設置せず角度金ずらして設置度することに
より、ベローズの部分におけるじゃへい厚さ全十分に確
保し得るよう(二したことを特徴とする。
[Invention 0') Overview] In order to achieve the above object, the present invention has a toroidal structure having a bellows in the direction of the torus, which also serves as a plasma vacuum vessel for confining plasma inside, and an internal C2 structure. In a nuclear fusion device formed from a toroidal coil consisting of a superconducting coil provided on the outer periphery of the body, and a homogenized heat vacuum vessel in which a poloidal coil is installed and has a bellows in the torus direction, the bellows of each of the shielding body and the heat insulating vacuum vessel are installed. By installing the bellows so that they are aligned with each other in the torus direction, that is, by installing the bellows at different angles rather than at the same angle, it is possible to ensure a sufficient shielding thickness in the bellows portion (two It is characterized by what it did.

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

以下、本発明全121面イニ示ず−¥施例について説明
1−る。第4図は本発明による核融合装置の4既陥構成
図、第5図は第4図のv−■矢視断面図を示すもので、
第1(¥1〜第3図と同一部分には同−同号を付してそ
の説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。
Hereinafter, all 121 pages of the present invention will be explained. FIG. 4 is a four-fold configuration diagram of the nuclear fusion device according to the present invention, and FIG. 5 is a sectional view taken along the line v-■ in FIG.
Parts that are the same as those in Figures 1 to 3 are given the same numbers and their explanations will be omitted, and only the different parts will be described here.

すなわち、図(二おいでしゃへい体Iに設けたベローズ
7をトロイダルコイル4と同一角度上に設置し、断熱具
空容器6C叩投げるベローズ8合しゃへい体1に設けた
ベローズ7と、トーラス方向(二ぽい(二位置をずらし
て設置している。
In other words, the bellows 7 provided on the shielding body 1 is placed on the same angle as the toroidal coil 4, and the bellows 7 provided on the shielding body 1 and the bellows 7 provided on the shielding body 1 are placed on the same angle as the toroidal coil 4, and the bellows 7 provided on the shielding body 1 and the bellows 8 are thrown together. Poi (it is installed in two different positions.

これらのベローズ設置全トーラス−周にわたり2組以上
設置して、必要なトークス1ターン抵抗を得る構成とし
ている。
Two or more sets of these bellows are installed over the entire circumference of the torus to obtain the necessary one-turn torque resistance.

なお、断熱真空容器6の構成部分である内側真空容器6
Cは、外圧1咳/(7ftに耐える強度を必要とするた
めベローズ部分以外は厚板の真空壁で構成される。した
がって、内側真空容器6Cは中性子に対するじゃへい効
果を有しており、本核融合装置の中心側部のトロイダル
コイル4の超電導導体の安定化材に対するじゃへいの一
部分として有効である。
Note that the inner vacuum container 6 which is a component of the insulated vacuum container 6
C is constructed of a thick vacuum wall except for the bellows part because it needs to have the strength to withstand an external pressure of 1/(7 ft). Therefore, the inner vacuum container 6C has a blocking effect against neutrons, and the main It is effective as a part of the barrier for the stabilizing material of the superconducting conductor of the toroidal coil 4 at the center side of the nuclear fusion device.

かかる構成とすることにより、ベローズ7の部分におい
ても内側真空容器6Cがしやへい厚さとしてベローズ7
で減じた厚さを補うことができ、十分なしゃへい厚さケ
確保することが可能となる。これ(二より、従来懸念さ
れていたトロイダルコイル4の超電44体の安定化材の
比抵抗が、短期間のうちに使用限界値を越えるといった
事態を防止することができ、アニーリングする間隔が長
くなり装置としての稼動率を大幅に向上させることがで
きる。
With this configuration, the inner vacuum container 6C has a flexible thickness even in the bellows 7 portion.
This makes it possible to compensate for the reduced thickness and ensure a sufficient shielding thickness. This (2) makes it possible to prevent the situation in which the resistivity of the stabilizing material of the 44 superelectric elements of the toroidal coil 4 exceeds the usage limit value in a short period of time, which was a concern in the past, and to shorten the annealing interval. This makes it possible to significantly improve the operating rate of the device.

上述したように、トカマク型核融合装置の内側部分にお
ける空間の少ない場所においてベローズを用いてトーラ
ス1ターン抵抗を得る構成り)ものにおいて、しやへい
体1用ベローズ7と断熱真空容器6用ベローズ8をトー
ラス方向にqいに位置をずらして設置するようにしてい
るので、狭い空間においても十分なしゃへい厚さを確保
することができ、トロイダルコイル4の超電4導体の安
定化材の比抵抗の増加を少なく1−ることかでき、もっ
て最終的には装置の稼動率の向上に大いに寄与すること
が可能となる。
As mentioned above, in a configuration in which a torus one-turn resistance is obtained using a bellows in a space in the inner part of a tokamak-type fusion device, the bellows 7 for the flexible body 1 and the bellows for the insulating vacuum vessel 6 are used. 8 are installed with their positions shifted in q directions in the torus direction, it is possible to ensure sufficient shielding thickness even in a narrow space, and the ratio of the stabilizing material of the superconductor 4 conductor of the toroidal coil 4 is It is possible to minimize the increase in resistance, which ultimately makes it possible to greatly contribute to improving the operating rate of the device.

尚、本発明は上記実施例(1限られるものではなく、例
えば第6図に示すようC内側真空容器6cに設けたベロ
ーズ8をトロイダルコイル4と同−角度上に設置し、し
やへい体1に設けたベローズ7 k 上記ベローズ8 
ト位K ’x トーラス方向にずらして設置δして構成
するようにしてもよい。
Note that the present invention is not limited to the embodiment described above (for example, as shown in FIG. 6, the bellows 8 provided in the C inner vacuum container 6c is installed at the same angle as the toroidal coil 4, Bellows 7 k provided in 1 Bellows 8 above
The torus position K'x may be shifted in the direction of the torus and installed δ.

その他、本発明はその要旨を変更しない軛囲で、種々に
変形して実施することができるものである。
In addition, the present invention can be implemented with various modifications without changing the gist thereof.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したよう(二本発明によれば、トーラス状全な
し内部にプラズマを封じ込めるプラズマ真空容器を兼用
するトーラス方向にベローズを有するじゃへい体と、内
部に前記しゃへい体の外周に設けられた超電導コイルか
らなるトロイダルコイルおよびポロイダルコイルが設置
されトーラス方向にベローズ奮有する断熱真空容器とか
ら構成され、前記しゃへい体および断熱真空容器の各々
のベローズをトーラス方向に4いに位置をずらして設置
する構成とした0)で、トロイダルコイルの超電44体
の比抵抗が短期間のうちに使用限界(i頁を超えるとい
った事、し全未然に防止し1、もって装(6としての稼
動率向上を図ることが可能な信頼性の高い核融合装置が
提供できる。
As explained above (according to two aspects of the present invention, there is provided a shield body having a bellows in the toroidal direction which also functions as a plasma vacuum vessel for confining plasma inside the torus-shaped interior, and a superconducting conductor provided inside the shield body on the outer periphery of the shield body). It is composed of an insulating vacuum vessel in which a toroidal coil and a poloidal coil are installed and has bellows in the torus direction, and the bellows of each of the shield body and the insulating vacuum vessel are installed with four positions shifted in the torus direction. 0), the specific resistance of the 44 superconductors of the toroidal coil exceeds the usage limit (page i) in a short period of time. It is possible to provide a highly reliable nuclear fusion device that can perform

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

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
装置の概略横、成因、第2図(佳第1図のl−11断面
図、第3図は第2図の一部拡大図、′Tj4′J4図な
いし弔6図は本発明の一実施υりを示す図で第4図は核
融合装置の概略構成図11第5図は第4図のy−Vll
jr面図、第6図は水界嬰Jのイ也の実施例を示す断面
図である。 1・・・しやへい体、2・・・プラズマ1.9・・・ブ
ランケット、4・・・トロイダルコイル ルコイル、6・・・断熱真空容器、6aパペルジャ− 
6b・・・アクセストンネジレ、6C・・・内(It!
l @器、7、8・・・ベローズ、9・・・絶縁材。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図
Figures 1 to 3 are diagrams showing conventional examples. Figure 1 is a schematic horizontal view of a nuclear fusion device, its origin, Figure 2 is a sectional view taken along line 11 in Figure 1, and Figure 3 is a cross-sectional view of Figure 2. Partially enlarged views, 'Tj4'J4 to 6 are diagrams showing one implementation of the present invention. Figure 4 is a schematic diagram of the nuclear fusion device. Figure 5 is the y-Vll diagram of Figure 4.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an embodiment of Iya of Suikai J. 1... Shiyahei body, 2... Plasma 1.9... Blanket, 4... Toroidal coil, 6... Insulated vacuum container, 6a Paper jar
6b...access tunnel, 6C...inside (It!
l @ vessel, 7, 8... bellows, 9... insulation material. Applicant's Representative Patent Attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] トーラス状をなし内部にプラズマを封じ込めるプラズマ
真空容器を兼用するトーラス方向にベローズを有するじ
ゃへい体と、内部に前記しゃへい体の外周に設けられた
超電導コイルからなるトロイダルコイルおよびボロイダ
ルコイルが設置されトーラス方向にベローズを有する断
熱真空容器とから構成され、前記しゃへい体および断熱
真空容器の各々のベローズをトーラス方向に互いに位置
をずらして設けたことを特徴とする核融合装置。
A toroidal coil and a boroidal coil are installed inside the shielding body, which is shaped like a torus and has a bellows in the direction of the torus, and which also serves as a plasma vacuum vessel to confine plasma inside, and a superconducting coil provided on the outer periphery of the shielding body. 1. A nuclear fusion device comprising a heat insulating vacuum vessel having a bellows in the torus direction, the bellows of each of the shielding body and the heat insulating vacuum vessel being shifted from each other in the torus direction.
JP58119320A 1983-06-30 1983-06-30 Nuclear fusion device Pending JPS6011195A (en)

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