JP3048010B2 - ダイバータ冷却装置 - Google Patents

ダイバータ冷却装置

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JP3048010B2
JP3048010B2 JP3172139A JP17213991A JP3048010B2 JP 3048010 B2 JP3048010 B2 JP 3048010B2 JP 3172139 A JP3172139 A JP 3172139A JP 17213991 A JP17213991 A JP 17213991A JP 3048010 B2 JP3048010 B2 JP 3048010B2
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cooling
diverter
blanket
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cooling system
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忠和 中山
克己 林
博之 半田
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    • 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)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、核融合装置等のダイバ
ータ冷却系において、冷却系内の放射性物質に対する放
射線しゃヘい対策上効果的な、ダイバータ冷却装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来のダイバータの例は、プラズマ・核
融合学会誌“核融合研究（ＶＯＬ．６５／ＮＯ．２ Ｆ
ｅｂ．１９９１)”に記載のように、冷却管等の構造材
とその表面にロー付けされるアーマ材とで構成されてお
り、冷却管内を流れる冷却水によりダイバータの表面温
度を１０００℃以下に冷却する構造となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】核融合装置のダイバー
タは水冷されているが、この冷却水中の酸素16Ｏはダイ
バータを冷却する際に真空容器内で中性子の照射を受け
るため以下に示す反応により放射化され、16Ｎになる。
【０００４】 16Ｏ＋ｎ → 16Ｎ＋1Ｈ …（化１）16 Ｎは６.２ ＭｅＶとエネルギの高いガンマ線を放出す
る放射性核種であるため、ダイバータ冷却系の真空容器
外に設置される配管・機器にはその放射線を遮蔽するた
め、多量の遮蔽物量が必要となる。
【０００５】本発明の目的はダイバータ冷却水中の主要
な放射線線源である16Ｎによる真空容器外に設置された
ダイバータ冷却設備の配管・機器まわりのしゃヘい構造
物の物量を大幅に低減し、プラントコストの低減スペー
スの確保を図るため、放射性線源の発生側である真空容
器内のダイバータ冷却系の構成につき改良を行い、真空
容器外へ持ち出される16Ｎのインベントリ量を大幅に低
減させる事を可能とするに好適なダイバータ冷却システ
ムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明はダイバータ冷却
水中の16Ｎからの放射線を低減するため、16Ｎの半減期
が約７秒という、減衰特性に着目した以下の手段により
構成される。
【０００７】ダイバータを冷却したのち、ダイバータ冷
却系の冷却水は、真空容器内で、ダイバータ冷却系の出
口配管とブランケット冷却系の入口配管とを結ぶ配管を
経由し、ブランケット冷却系へ導かれる。系統構成にす
ることにより、ダイバータ冷却水中の16Ｎの減衰時間を
確保し、Ｎ16の量を低減可能とするシステムを提供す
る。
【０００８】
【作用】本発明では、ダイバータを冷却し、その際、中
性子の照射を受け、16Ｏが放射化されて生成された16Ｎ
を多量に含むダイバータ冷却系の冷却水は、真空容器内
でそのままブランケット冷却系に接続された配管を経由
し、ブランケットの冷却を行った後、ブランケット冷却
系出口配管を経由して真空容器外へ導かれる。ダイバー
タ内で生成された冷却水中の16Ｎはブランケットを冷却
している間に、時間による減衰により十分低減され、こ
のためダイバータ冷却系の遮蔽物量を削減することが可
能となる。
【０００９】
【実施例】本発明の一実施例を図１により説明する。図
１は核融合炉の断面図である。真空容器１内のプラズマ
２周辺の磁力線の形状を工夫し、外に逃げ出したプラズ
マが、直接、近くの壁に当らないように真空排気部３に
導くための装置であるダイバータ４は水冷されている。
ダイバータ４を冷却する際に真空容器内で中性子により
放射化された16Ｎを含む冷却水は、真空容器１内でダイ
バータ冷却系出口配管５とブランケット冷却系入口配管
６を結ぶ配管７を経由してブランケット冷却系にはい
り、ブランケット８内を通過し、冷却水中の16Ｎが減衰
するための時間を確保した後、真空容器１外へ導かれ、
熱交換器９で熱交換を行った後、再び、ダイバータ４を
冷却するため真空容器内へ循環される。本実施例ではダ
イバータ冷却系の16Ｎを多量に含んだ冷却水が真空容器
内のブランケット冷却系内を流れることになるが、真空
容器の外側にはプラズマ２から放出される放射線をしゃ
へいするためのしゃヘい体１０があり、このしゃヘいに
より冷却水中の16Ｎから放出されるガンマ線もしゃヘい
できるため、新たなしゃヘいの追加は不要となる。図２
にダイバータ出口における冷却水中の16Ｎのインベント
リを１とした場合のブランケット冷却系の真空容器出口
における16Ｎインベントリとダイバータ出口からそこま
での所要時間の関係を示す。
【００１０】ブランケット冷却系で16Ｎの半減期の約２
〜７倍の約１４〜５０秒程度の滞在時間を確保すること
ができれば、16Ｎのインベントリは約１／４〜１／１０
０となる。これはしゃヘい体の物量に換算すれば、コン
クリートで約２０〜８５ｃｍのしゃヘい厚さの低減とな
る。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、ダイバータ冷却系の冷
却水中の16Ｎを真空容器内で減衰させることができ、真
空容器外に設置されている。ダイバータ冷却系の機器・
配管類のしゃヘい物量の大幅な低減及びスペースの確保
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の核融合炉の断面図。
【図２】ダイバータの冷却水が真空容器内のブランケッ
ト冷却系内に滞在する時間と冷却水中の16Ｎのインベン
トリの関係を表わす特性図。
【符号の説明】
１…真空容器、２…プラズマ、３…真空排気部、４…ダ
イバータ、５…ダイバータ冷却系出口配管、６…ブラン
ケット冷却系入口配管、７…配管、８…ブランケット、
９…熱交換器、１０…しゃヘい体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 半田 博之 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立 エンジニアリング株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21B 1/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】プラズマを閉じ込める真空容器と、前記プ
    ラズマが直接近くの壁に当らないように排気部に導くた
    めのダイバータと、炉心を取り囲むブランケットと、前
    記真空容器のまわりを取り囲むしゃへい体とを備えた核
    融合炉において、 前記ダイバータを冷却するダイバータ冷却系と前記ブラ
    ンケットを冷却するブランケット冷却系とを前記真空容
    器内で配管により接続して、前記ダイバータを冷却した
    冷却水により前記ブランケットを冷却する系統構成とし
    たことを特徴とするダイバータ冷却装置。
  2. 【請求項２】プラズマを閉じ込める真空容器と、前記プ
    ラズマが直接近くの壁に当らないように排気部に導くた
    めのダイバータと、炉心を取り囲むブランケットと、前
    記真空容器のまわりを取り囲むしゃへい体とを備えた核
    融合炉において、 前記ダイバータを冷却するダイバータ冷却系の出口配管
    と前記ブランケットを冷却するブランケット冷却系の入
    口配管とを前記真空容器内で接続したことを特徴とする
    ダイバータ冷却装置。
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