JPS6235285A - 核融合装置用真空容器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は核融合装置用真空容器に係り、特に、強磁性鋼
を材質とするものに好適な核融合装置用真空容器に関す
る。

〔発明の背景〕

核融合装置の概略を第４図、及び第５図に示す。

該図において、２は真空容器で、内部を真空に保ちプラ
ズマ１を保持するためのものであり、はぼドーナツ状に
形成されている。３はトロイダルコイルで、プラズマ１
の芯とも言えるトロイダル磁場を発生させるものであり
、前記真空容器２を取り囲み、かつ、トーラス方向に所
定間隔をもって複数個配置されている。４はトーラス中
心側に。

真空容器２に沿ってほぼ同芯状に配置された変流器コイ
ルで、２次回路であるプラズマ１中に電流を誘起するた
めの１次巻線であり、変流器の効率を上げるため１通常
、変流器コイル４の内部に変流器鉄心５，６を設けてい
る。７は真空容器２とトロイダルコイル３との間に、真
空容器２に沿って設置された垂直磁場コイルで、プラズ
マ電流自身によるプラズマ環の拡大電磁力を打ち消し、
プラズマ１の水平方向の位置を制御する垂直磁場を発生
させるものである。

ところで、変流器コイル電流を変化させてプラズマ１中
に電流を誘起させる場合に、真空容器２の一周抵抗が少
ないと真空容器２に大電流が流れプラズマ電流が低下す
る。このため、真空容器１のトロイダル方向の電気的抵
抗を大とする必要があり、第４図の例では真空容器２の
途中に絶縁部８を設けている。この他、第６図に示す様
に、真空容器２を厚肉部２ａとベローズ部２ｂとを交互
に配置して形成し、このベローズ部２ｂで電気的抵抗を
大にしているものもある。尚、真空容器２の途中に絶縁
部を設けるものとしては、例えば特開昭５９−２２１６
９４号公報等に開示がある。また、今までの核融合装置
においては、不整磁場を減小させるため、真空容器を含
む全ての材質は、非磁性材としているのが一般的である
（上記した特開昭５９−２２１６９４号公報の場合も非
磁性鋼を前提としている）。

しかし、非磁性鋼は中性子等の放射線の照射に対して弱
いという欠点があり、将来の核融合炉に使用する真空容
器を非磁性鋼で製作した場合、短い期間で真空容器を交
換させる必要がある。このようなことより、近年、放射
線照射に強い強磁性鋼を用いて真空容器を作ることが広
く検討されている。つまり、強磁性鋼で真空容器を製作
した場合、不整磁場に対しては、以下の様に考えられて
いる。即ち、必要なトロイダル磁場が数Ｔであるため、
強磁性体の飽和磁場（約２Ｔ）を越え、強磁性体は完全
に飽和した状態となり、不整磁場の影響は少ないと考え
られている。

次に、核融合装置用真空容器の構造は従来のままで、材
質のみを非磁性材から強磁性材に変更した場合の問題点
について考えてみる。第７図は第４図に示した絶縁部８
を有する真空容器２の構造において、材質を強磁性鋼に
した場合のトロイダルコイル励磁時の強磁性鋼内の工（
磁気分極）による磁力線１０の分布を示すものである（
強磁性体内での磁束密度Ｂは、［Ｂ＝μｏＨ＋１．ただ
し、μ０　：真空の透磁率、Ｈ：磁界の強さ」で与えら
れ、■が強磁性体の効果である）、！ａ図の如く、絶縁
部８では他の部分と比較してトロイダル磁場が強くなり
、磁力線１０として示すように、この部分では磁場が外
部に洩れ、トロイダル磁場のアンバランスが生じ、これ
がプラズマ性能に悪影響を与えてしまう、悪影響の程度
は１強磁性鋼が飽和状態であるため、μｏＨ数Ｔに対し
Ｉ２Ｔ程度であり、μｏＨは絶縁部８、及びその他の部
分で一様であるため工／μｏＨ程度と考えられる。

一方、第８図に示すものは、第６図に示したベローズ部
２ｂを有する真空容器２の強磁性鋼内の工による磁場分
布を示すものである。第８図の場合も、ベローズ部２ｂ
は板厚が薄く展開長が長いため、磁気抵抗が大となり、
ベローズ部２ｂ外部に■による磁場が洩れ、この部分の
トロイダル磁場が高くなり、プラズマ性能に悪影響を与
えてしまう。

〔発明の目的〕

本発明は上述の点に鑑み成されたもので、その目的とす
るところは、強磁性鋼で形成されたものであってもトロ
イダル磁場のアンバランスを無くし、プラズマ性能に悪
影響を与えることのないようにした核融合装置用真空容
器を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は強磁性鋼で形成されている真空容器における電
気的抵抗部に磁気回路を形成する手段を設けたことによ
り、所期の目的を達成するようになしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、図面の実施例に基づいて本発明を説明する。尚、
符号は従来と同一のものは同符号を使用する。

第１図に本発明の一実施例を示す、該図の実施例は、第
４図に示した構造と全く同様で、真空容＠２のトロイダ
ル方向の途中に絶縁材１１を設け、電気的抵抗を大きく
しているものである。そして。

本実施例では、真空容器２が強磁性材で形成されている
ことは勿論、絶縁材１１にも強磁性材を用いているもの
である。

このようにすることにより、トロイダルコイル励磁時で
あっても、絶縁材１１に磁気回路が形成されることにな
り、強磁性鋼内の１（磁気分極）による磁力線１０は図
示の如く、外部に磁場が洩れることなくトロイダル磁場
がバランスされ、プラズマ性能に悪影響を及ぼすことも
なくなる。

第２図に本発明の他の実施例を示す、該図の実施例は、
真空容器２が厚肉部２ａとベローズ部’２ｂが交互に配
置され形成される強磁性材からなるもので、この場合に
はベローズ部２ｂのトロイダル方向に並行させてフラン
ジ部分を設け、このフランジ部分の途中に強磁性体の絶
縁材１１を設置した構成としたものである。

このように構成することによっても、工による磁場は外
部へ洩れることがないので、上述と同様な効果を得るこ
とができる。

更に、第３図に示す実施例は、第２図に示した実施例の
絶縁材を非磁性材とした場合の例であり、ベローズ部２
ｂと並行させて絶縁フランジを設けであることにより、
ベローズ部２ｂのみの第８図に比較すると外部への磁場
の洩れは少なく、トロイダル磁場のアンバランスは減小
しており効果はある。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明の核融合装置用真空容器によれば１
強磁性鋼で形成されている真空容器における電気的抵抗
部に磁気回路を形成する手段を設けたものであるから、
外部への磁場の洩れが少なくなりトロイダル磁場のアン
バランスが減少し、プラズマ性能に悪影響を及ぼすこと
がないので、此種核融合装置用真空容器に採用する場合
には非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の核融合装置用真空容器の一実施例を示
す絶縁部分の拡大断面図、第２図は本発明の第２の実施
例を示しベローズ部分の拡大断面図、第３図は本発明の
第３の実施例を示すベローズ部分の拡大断面図、第４図
は核融合装置の概略構成を一部断面して示す平面図、第
５図は第４図のＡ−Ａ断面図、第６図は更に他の核融合
装置の概略構成を一部断面して示す平面図、第７図は従
来の核融合装置用真空容器の絶縁部分を示す拡大断面図
、第８図は他の従来例を示しベローズ部分の拡大断面図
である。 １・・・プラズマ、２・・・真空容器、２ａ・・・厚肉
部、２ｂ・・・ベローズ部、３・・・トロイダルコイル
、４・・・変流器コイル、５，６・・・変流器鉄心、７
・・・垂直磁場コイル、８・・・絶縁部、１０・・・磁
力線、１１・・・非磁性絶縁板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内部にプラズマを収納し、トーラス周方向の所定位
   置に電気的抵抗部を有すると共に、前記プラズマを閉じ
   込め保持するためにトーラス周方向に所定間隔をもって
   配置される複数のトロイダルコイルに取り囲まれ円環状
   を成し、かつ、強磁性鋼で形成されている核融合装置用
   真空容器において、前記電気的抵抗部に磁気回路を形成
   する手段を有していることを特徴とする核融合装置用真
   空容器。 ２、前記電気的抵抗部は真空容器をトーラス周方向に分
   割する絶縁分割部で形成され、該絶縁分割部に強磁性体
   絶縁物からなる絶縁板を挿入し磁気回路を形成すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の核融合装置用
   真空容器。 ３、前記電気的抵抗部はトーラス周方向に所定間隔をも
   って厚肉部と交互に配置されたベローズで形成され、該
   ベローズには、これと並行して強磁性体絶縁物からなる
   絶縁板を挿入した絶縁フランジを設けて磁気回路を形成
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の核融
   合装置用真空容器。