JPH0472199B2 - - Google Patents
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- JPH0472199B2 JPH0472199B2 JP58188302A JP18830283A JPH0472199B2 JP H0472199 B2 JPH0472199 B2 JP H0472199B2 JP 58188302 A JP58188302 A JP 58188302A JP 18830283 A JP18830283 A JP 18830283A JP H0472199 B2 JPH0472199 B2 JP H0472199B2
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- JP
- Japan
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- magnetic field
- plasma
- field coil
- thermal radiation
- superconducting
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- Expired - Lifetime
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- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はプラズマ容器内にプラズマを閉じ込め
るトロイダル磁場コイルを超電導コイルで構成す
るようにしたトーラス形核融合装置に関する。
るトロイダル磁場コイルを超電導コイルで構成す
るようにしたトーラス形核融合装置に関する。
第１図は従来のトーラス形核融合装置の縦断面
図である。超高温のプラズマ１を閉じ込める円環
状のプラズマ容器２は、その内部が高真空状態に
保持されている。このプラズマ容器２の外周に
は、プラズマ閉じ込め用の磁場を発生する複数個
の常電導コイルからなるトロイダル磁場コイル３
が、等間隔で、全体としてトーラス状となるよう
に配置されている。これらのトロイダル磁場コイ
ル３は上ベース４と下ベース５とによつて支持さ
れ、またプラズマ制御用の垂直磁場を発生する内
部ポロイダル磁場コイル６および外部ポロイダル
磁場コイル７は、プラズマ容器２とトロイダル磁
場コイル３との間、および架構８の上下にそれぞ
れ配置されている。また、プラズマ容器２内に閉
じ込められたプラズマ１を加熱するための変流器
コイル９は中央主柱１０の周りに装着されてい
る。
図である。超高温のプラズマ１を閉じ込める円環
状のプラズマ容器２は、その内部が高真空状態に
保持されている。このプラズマ容器２の外周に
は、プラズマ閉じ込め用の磁場を発生する複数個
の常電導コイルからなるトロイダル磁場コイル３
が、等間隔で、全体としてトーラス状となるよう
に配置されている。これらのトロイダル磁場コイ
ル３は上ベース４と下ベース５とによつて支持さ
れ、またプラズマ制御用の垂直磁場を発生する内
部ポロイダル磁場コイル６および外部ポロイダル
磁場コイル７は、プラズマ容器２とトロイダル磁
場コイル３との間、および架構８の上下にそれぞ
れ配置されている。また、プラズマ容器２内に閉
じ込められたプラズマ１を加熱するための変流器
コイル９は中央主柱１０の周りに装着されてい
る。
このようにトーラス形核融合装置においては、
そのトロイダル磁場コイルとして、従来は常電導
コイルが用いられていたが、発生させるべきトロ
イダル磁場の増強と使用電力量低減の観点から、
最近超電導コイルの使用が望まれている。
そのトロイダル磁場コイルとして、従来は常電導
コイルが用いられていたが、発生させるべきトロ
イダル磁場の増強と使用電力量低減の観点から、
最近超電導コイルの使用が望まれている。
ところで、トーラス形核融合装置では前記トロ
イダル磁場コイルと共にプラズマ容器内のプラズ
マを制御するポロイダル磁場コイルの設置が不可
欠である。
イダル磁場コイルと共にプラズマ容器内のプラズ
マを制御するポロイダル磁場コイルの設置が不可
欠である。
しかしながら、トロイダル磁場コイルを超電導
形にした場合、この超電導コイルは極低温（4.2
〓）であり、またポロイダル磁場コイルは常温で
あり、更に高真空状態に維持されたプラズマ容器
内のプラズマは超高温であつて、前記トロイダル
磁場コイルを極低温にして超電導状態を保持する
には、如何に熱シールド構成を適切に行うかが大
きな課題である。
形にした場合、この超電導コイルは極低温（4.2
〓）であり、またポロイダル磁場コイルは常温で
あり、更に高真空状態に維持されたプラズマ容器
内のプラズマは超高温であつて、前記トロイダル
磁場コイルを極低温にして超電導状態を保持する
には、如何に熱シールド構成を適切に行うかが大
きな課題である。
一般に超電導装置に用いられる熱輻射シールド
は熱バランスのため熱伝導率の良い銅板やアルミ
板等が採用されている。しかるにトーラス形核融
合装置には前記したようにプラズマを制御したり
安定化させるためのポロイダル磁場コイル群を備
えており、これらのポロイダル磁場コイルにはパ
ルス状通電を行ない、これによつて発生する磁界
をプラズマに作用させる必要がある。従つて従来
一般に採用されている熱伝導率の良いすなわち電
気伝導の良好な銅板やアルミ板を使用する場合に
は、ポロイダル磁場コイルによる磁界が熱輻射シ
ールドにより遮蔽されプラズマに作用しなくな
る。つまり電気伝導の良い熱輻射シールドを用い
た場合には、ポロイダル磁場コイルの磁界によつ
て熱輻射シールドに渦電流が発生しこれによる反
抗磁界によつてプラズマに作用する磁界が弱くな
りポロイダル磁場コイルの磁界が有効に作用しな
い欠点が生じるものと考えられる。
は熱バランスのため熱伝導率の良い銅板やアルミ
板等が採用されている。しかるにトーラス形核融
合装置には前記したようにプラズマを制御したり
安定化させるためのポロイダル磁場コイル群を備
えており、これらのポロイダル磁場コイルにはパ
ルス状通電を行ない、これによつて発生する磁界
をプラズマに作用させる必要がある。従つて従来
一般に採用されている熱伝導率の良いすなわち電
気伝導の良好な銅板やアルミ板を使用する場合に
は、ポロイダル磁場コイルによる磁界が熱輻射シ
ールドにより遮蔽されプラズマに作用しなくな
る。つまり電気伝導の良い熱輻射シールドを用い
た場合には、ポロイダル磁場コイルの磁界によつ
て熱輻射シールドに渦電流が発生しこれによる反
抗磁界によつてプラズマに作用する磁界が弱くな
りポロイダル磁場コイルの磁界が有効に作用しな
い欠点が生じるものと考えられる。
本発明はこの点に鑑みてなされたもので、その
目的は、超電導トロイダル磁場コイルを極低温状
態に保持し、かつポロイダル磁場コイルによる発
生磁界をプラズマに有効に作用させて、プラズマ
を安定に制御し得るトーラス形核融合装置を提供
することにある。
目的は、超電導トロイダル磁場コイルを極低温状
態に保持し、かつポロイダル磁場コイルによる発
生磁界をプラズマに有効に作用させて、プラズマ
を安定に制御し得るトーラス形核融合装置を提供
することにある。
この目的を達成するため、本発明は、各超電導
トロイダル磁場コイルの口径内に、トーラス大径
の周方向に沿つて分割された複数個の電気的高抵
抗材からなる分割部片と各分割部片間に介挿され
た電気的絶縁物より構成された環状の熱輻射シー
ルドを配置したことを特徴とする。
トロイダル磁場コイルの口径内に、トーラス大径
の周方向に沿つて分割された複数個の電気的高抵
抗材からなる分割部片と各分割部片間に介挿され
た電気的絶縁物より構成された環状の熱輻射シー
ルドを配置したことを特徴とする。
以下、本発明の一実施例を第２図〜第４図につ
いて詳細に説明する。なお、これら図中、第１図
と同一符号は同一物または相当物を示す。
いて詳細に説明する。なお、これら図中、第１図
と同一符号は同一物または相当物を示す。
この実施例が第１図の従来例と異なる点は、ト
ロイダル磁場コイルとして、従来の常電導コイル
の代りに、液体ヘリウムにより極低温に冷却され
た超電導コイル１１が用いられ、この超電導トロ
イダル磁場コイル１１を極低温状態に保持するた
めに、超電導トロイダル磁場コイル１１の口径内
に円環状の熱輻射シールド管１２からなる第１の
熱輻射シールドが、また超電導トロイダル磁場コ
イル１１の外方にこれを囲むように内側熱輻射シ
ールド筒１３、外側熱輻射シールド筒１４、上側
熱輻射シールドリング１５、下側熱輻射シールド
リング１６からなる第２の熱輻射シールドがそれ
ぞれ設けられ、さらに装置全体が断熱真空容器１
７により覆われて、真空状態に保持されているこ
とである。なお、各熱輻射シールドには冷却管が
装着されており、これに液体窒素を流通させるこ
とにより冷却される。
ロイダル磁場コイルとして、従来の常電導コイル
の代りに、液体ヘリウムにより極低温に冷却され
た超電導コイル１１が用いられ、この超電導トロ
イダル磁場コイル１１を極低温状態に保持するた
めに、超電導トロイダル磁場コイル１１の口径内
に円環状の熱輻射シールド管１２からなる第１の
熱輻射シールドが、また超電導トロイダル磁場コ
イル１１の外方にこれを囲むように内側熱輻射シ
ールド筒１３、外側熱輻射シールド筒１４、上側
熱輻射シールドリング１５、下側熱輻射シールド
リング１６からなる第２の熱輻射シールドがそれ
ぞれ設けられ、さらに装置全体が断熱真空容器１
７により覆われて、真空状態に保持されているこ
とである。なお、各熱輻射シールドには冷却管が
装着されており、これに液体窒素を流通させるこ
とにより冷却される。
したがつて、装置外部からの熱侵入は断熱真空
容器１７により大部分が阻止され、かつ外部から
真空容器１７の内壁まで侵入してきた熱や、外部
ポロイダル磁場コイル７および変流器コイル９で
発生する熱による輻射熱は、内側、外側熱輻射シ
ールド筒１３，１４および上側、下側熱輻射シー
ルドリング１５，１６からなる第２の熱輻射シー
ルドにより遮断され、さらに超高温のプラズマ１
を閉じ込めたプラズマ容器２や内部ポロイダル磁
場コイル６からの輻射熱は熱輻射シールド管１２
からなる第１の熱輻射シールドにより遮断される
ため、超電導トロイダル磁場コイル１１は極低温
状態に保持されることになる。
容器１７により大部分が阻止され、かつ外部から
真空容器１７の内壁まで侵入してきた熱や、外部
ポロイダル磁場コイル７および変流器コイル９で
発生する熱による輻射熱は、内側、外側熱輻射シ
ールド筒１３，１４および上側、下側熱輻射シー
ルドリング１５，１６からなる第２の熱輻射シー
ルドにより遮断され、さらに超高温のプラズマ１
を閉じ込めたプラズマ容器２や内部ポロイダル磁
場コイル６からの輻射熱は熱輻射シールド管１２
からなる第１の熱輻射シールドにより遮断される
ため、超電導トロイダル磁場コイル１１は極低温
状態に保持されることになる。
また、前記各熱輻射シールドの材料としては、
電気抵抗が高くかつ熱遮蔽が良好な材料、例えば
ステンレス鋼板などを用いるのが望ましい。そし
て、プラズマ１に最も近接して配置された熱輻射
シールド管１２は、第３図および第４図に示すよ
うに、トーラス大径の周方向に複数に分割され、
かつ各分割部片１２ａ間には合成樹脂などの電気
絶縁材からなる断面Ｈ形の間隔片１８が介挿され
ている。
電気抵抗が高くかつ熱遮蔽が良好な材料、例えば
ステンレス鋼板などを用いるのが望ましい。そし
て、プラズマ１に最も近接して配置された熱輻射
シールド管１２は、第３図および第４図に示すよ
うに、トーラス大径の周方向に複数に分割され、
かつ各分割部片１２ａ間には合成樹脂などの電気
絶縁材からなる断面Ｈ形の間隔片１８が介挿され
ている。
したがつて、各ポロイダル磁場コイル６，７な
どの磁界によつて各熱輻射シールドに発生する渦
電流は大幅に低減され、ポロイダル磁場コイルに
より発生する磁界をプラズマ１に有効に作用させ
てプラズマを安定に制御することができる。
どの磁界によつて各熱輻射シールドに発生する渦
電流は大幅に低減され、ポロイダル磁場コイルに
より発生する磁界をプラズマ１に有効に作用させ
てプラズマを安定に制御することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、トロイ
ダル磁場コイルとして超電導コイルを用いるにも
かかわらず、これを極低温状態に保持し、かつポ
ロイダル磁場コイルで発生する磁界をプラズマに
有効に作用させてプラズマを安定に制御すること
ができる。
ダル磁場コイルとして超電導コイルを用いるにも
かかわらず、これを極低温状態に保持し、かつポ
ロイダル磁場コイルで発生する磁界をプラズマに
有効に作用させてプラズマを安定に制御すること
ができる。
第１図は従来のトーラス形核融合装置の縦断面
図、第２図は本発明の一実施例に係るトーラス形
核融合装置の縦断面図、第３図は熱輻射シールド
管の平面図、第４図は第３図のＡ部拡大図であ
る。 ２……プラズマ容器、６，７……ポロイダル磁
場コイル、１１……超電導トロイダル磁場コイ
ル、１２〜１６……熱輻射シールド。
図、第２図は本発明の一実施例に係るトーラス形
核融合装置の縦断面図、第３図は熱輻射シールド
管の平面図、第４図は第３図のＡ部拡大図であ
る。 ２……プラズマ容器、６，７……ポロイダル磁
場コイル、１１……超電導トロイダル磁場コイ
ル、１２〜１６……熱輻射シールド。
Claims (1)
- １ 内部を高真空状態に保持された円環状のプラ
ズマ容器と、このプラズマ容器内に発生するプラ
ズマを閉じ込める複数個の超電導トロイダル磁場
コイルと、前記プラズマ容器と前記超電導トロイ
ダル磁場コイルの間に配置されてプラズマを制御
するポロイダル磁場コイルとを備えたものにおい
て、前記各超電導トロイダル磁場コイルの口径内
に、トーラス大径の周方向に沿つて分割された複
数個の電気的高抵抗材からなる分割部片と各分割
部片間に介挿された電気的絶縁物より構成された
環状の熱輻射シールドを配置したことを特徴とす
るトーラス形核融合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58188302A JPS6080787A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | ト−ラス形核融合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58188302A JPS6080787A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | ト−ラス形核融合装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6080787A JPS6080787A (ja) | 1985-05-08 |
| JPH0472199B2 true JPH0472199B2 (ja) | 1992-11-17 |
Family
ID=16221232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58188302A Granted JPS6080787A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | ト−ラス形核融合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6080787A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0738033B2 (ja) * | 1986-10-13 | 1995-04-26 | 株式会社日立製作所 | 核融合装置用シ−ルド板 |
-
1983
- 1983-10-11 JP JP58188302A patent/JPS6080787A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6080787A (ja) | 1985-05-08 |
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