JPS6333111B2 - - Google Patents
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- JPS6333111B2 JPS6333111B2 JP57116233A JP11623382A JPS6333111B2 JP S6333111 B2 JPS6333111 B2 JP S6333111B2 JP 57116233 A JP57116233 A JP 57116233A JP 11623382 A JP11623382 A JP 11623382A JP S6333111 B2 JPS6333111 B2 JP S6333111B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- magnetic field
- toroidal
- coils
- torus
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
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-
- 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
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- Polarising Elements (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はトーラス型、ミラー型等の核融合装置
に係り、特にそのトロイダルコイルに関する。
に係り、特にそのトロイダルコイルに関する。
核融合装置では真空容器内にプラズマを閉じ込
めるために磁界を用いている。例えばトーラス型
の核融合装置ではトロイダルコイルによつて円環
状の真空容器の長手方向に平行する磁界を与え、
プラズマの閉じ込めを安定化している。しかし、
この際真空容器の長手方向に平行でない磁界が発
生すると、トロイダル磁界を乱し、プラズマの閉
じ込め特性を低下させることになる。このこと
は、トーラス型の中でも、バンピートーラス型な
どのように磁力線にねじりを持たない、すなわち
円環状の真空容器中のある点から出発した磁力線
がトーラス方向を周回して再び元の位置に戻つて
くるような磁界配置をもつ核融合装置において特
に顕著であり、真空容器の長手方向と平行でない
不整磁界により、磁力線上に沿つて移動する荷電
粒子はトーラス方向の周回後、元の位置に戻るこ
とができず、ドリフトしてプラズマの閉じ込め特
性を劣化させる。このため、トロイダルコイルに
よつて発生する不整磁界を極力小さくすることは
極めて重要である。
めるために磁界を用いている。例えばトーラス型
の核融合装置ではトロイダルコイルによつて円環
状の真空容器の長手方向に平行する磁界を与え、
プラズマの閉じ込めを安定化している。しかし、
この際真空容器の長手方向に平行でない磁界が発
生すると、トロイダル磁界を乱し、プラズマの閉
じ込め特性を低下させることになる。このこと
は、トーラス型の中でも、バンピートーラス型な
どのように磁力線にねじりを持たない、すなわち
円環状の真空容器中のある点から出発した磁力線
がトーラス方向を周回して再び元の位置に戻つて
くるような磁界配置をもつ核融合装置において特
に顕著であり、真空容器の長手方向と平行でない
不整磁界により、磁力線上に沿つて移動する荷電
粒子はトーラス方向の周回後、元の位置に戻るこ
とができず、ドリフトしてプラズマの閉じ込め特
性を劣化させる。このため、トロイダルコイルに
よつて発生する不整磁界を極力小さくすることは
極めて重要である。
従来のトーラス型核融合装置における各トロイ
ダルコイルの配置および接続状態を第１図に示
す。プラズマを閉じ込める円環状の真空容器（図
示せず）の周りをとりまくように同一方向に巻回
された複数個のトロイダルコイル１が、前記真空
容器の長手方向、つまりトーラス方向Ｔに沿つて
互に等間隔で配置され、かつ内周フイーダ線２お
よび外周フイーダ線３によつて各トロイダルコイ
ル１の磁極性が同一方向となるように順次直列に
接続されている。
ダルコイルの配置および接続状態を第１図に示
す。プラズマを閉じ込める円環状の真空容器（図
示せず）の周りをとりまくように同一方向に巻回
された複数個のトロイダルコイル１が、前記真空
容器の長手方向、つまりトーラス方向Ｔに沿つて
互に等間隔で配置され、かつ内周フイーダ線２お
よび外周フイーダ線３によつて各トロイダルコイ
ル１の磁極性が同一方向となるように順次直列に
接続されている。
そして電流の流れとしては、矢印で示すよう
に、内周フイーダ線２およびトロイダルコイル１
内部を時計方向に交互に流通した後、折り返し、
外周フイーダ線３を反時計方向に流通して元の位
置に戻つてくる。この際、時計方向に流れる電流
ループと反時計方向に流れる電流ループによつて
真空容器の長手方向、つまりトーラス方向Ｔと平
行でない不整磁界が発生する。このうち、内周フ
イーダ線２と外周フイーダ線３を流れる電流によ
つて発生する各不整磁界は、これらのフイーダ線
２，３間の隙間が充分に小さくなるように配置す
ることにより、互に相殺して、これらの不整磁界
による悪影響を実質的に除くことができる。しか
し、各トロイダルコイル１の内周渡り、つまり段
落し部を流れる電流I0によつて発生する不整磁界
については、その電流ループを小さくすることが
困難であり、かつプラズマに接近した位置に存在
しているため、影響が大きい。
に、内周フイーダ線２およびトロイダルコイル１
内部を時計方向に交互に流通した後、折り返し、
外周フイーダ線３を反時計方向に流通して元の位
置に戻つてくる。この際、時計方向に流れる電流
ループと反時計方向に流れる電流ループによつて
真空容器の長手方向、つまりトーラス方向Ｔと平
行でない不整磁界が発生する。このうち、内周フ
イーダ線２と外周フイーダ線３を流れる電流によ
つて発生する各不整磁界は、これらのフイーダ線
２，３間の隙間が充分に小さくなるように配置す
ることにより、互に相殺して、これらの不整磁界
による悪影響を実質的に除くことができる。しか
し、各トロイダルコイル１の内周渡り、つまり段
落し部を流れる電流I0によつて発生する不整磁界
については、その電流ループを小さくすることが
困難であり、かつプラズマに接近した位置に存在
しているため、影響が大きい。
そこで第２図および第３図に示すように、右ね
じ方向に巻回された、例えば４個のダブルパンケ
ーキコイル４a1〜４a4の積層体からなるトロイダ
ルコイル１ａと、左ねじ方向に巻回された、例え
ば４個のダブルパンケーキコイル４b1〜４b4の積
層体からなるトロイダルコイル１ｂを交互に配置
し、右ねじ方向に巻回された各トロイダルコイル
１ａは内周フイーダ線２により、また左ねじ方向
に巻回された各トロイダルコイル１ｂは外周フイ
ーダ線３によりそれぞれ直列に接続する方式が提
案されている（特公昭49―46038号）。
じ方向に巻回された、例えば４個のダブルパンケ
ーキコイル４a1〜４a4の積層体からなるトロイダ
ルコイル１ａと、左ねじ方向に巻回された、例え
ば４個のダブルパンケーキコイル４b1〜４b4の積
層体からなるトロイダルコイル１ｂを交互に配置
し、右ねじ方向に巻回された各トロイダルコイル
１ａは内周フイーダ線２により、また左ねじ方向
に巻回された各トロイダルコイル１ｂは外周フイ
ーダ線３によりそれぞれ直列に接続する方式が提
案されている（特公昭49―46038号）。
この方式によれば、トロイダルコイル１ａ，１
ｂの磁極性の方向を同一として同一方向のトロイ
ダル磁界を発生させるために、第２図に示すよう
に、右ねじ方向に巻回されたトロイダルコイル１
ａと左ねじ方向に巻回されたトロイダルコイル１
ｂに通電する電流の向きを互に逆方向とするの
で、第３図ａに示すように、同一トロイダルコイ
ル、例えば１ａ内における各ダブルパンケーキコ
イル、例えば４a1〜４a4の段落し部に流れる電流
成分I0a1〜I0a4の方向は同一となつて、巻回方向
の異なるトロイダルコイル１ａと１ｂの段落し部
に流れる電流I0a（＝I0a1＋I0a2＋I0a3＋I0a4）とI0b
（＝I0b1＋I0b2＋I0b3＋I0b4）の方向は互に逆にな
る。すなわち、トーラス方向Ｔに互に間隔をあけ
て配置された各トロイダルコイル１ａ，１ｂの段
落し部に流れる電流の方向はI0aとI0bのように交
互に逆になる。したがつて、第３図ｂに示すよう
に、トロイダルコイル直下の不整磁界δBの大き
さを第１図の従来例に比べて特に小さくすること
はできないが、トーラス方向Ｔに配列された各ト
ロイダルコイル毎に交互に不整磁界δBの方向が
反転するため、トーラス方向全周について各トロ
イダルコイルの不整磁界成分δBを周回平均すれ
ば、平均的な不整磁界＜δB＞＝δBd／d
（は真空容器のトーラス方向Ｔの周長）を零に
近づけることができる。このようにトーラス方向
Ｔの周回平均不整磁界＜δB＞が殆んど零になる
ということは、荷電粒子が磁力線に沿つてトーラ
ス方向Ｔを移動する際、個々の場所においては不
整磁界の影響を受けて磁力線より軌道が外れる
が、必ず逆向きの変位を受け、トーラス方向Ｔに
一周すると相殺されて再び元の位置に戻ることを
意味するので、プラズマの閉じ込め特性の向上に
つながる。しかし、この方式はあくまでも平均的
な不整磁界＜δB＞＝δBd／dを零に近づけ
るものであつて、個々の場所における不整磁界の
絶対値を下げることには余り寄与しない。
ｂの磁極性の方向を同一として同一方向のトロイ
ダル磁界を発生させるために、第２図に示すよう
に、右ねじ方向に巻回されたトロイダルコイル１
ａと左ねじ方向に巻回されたトロイダルコイル１
ｂに通電する電流の向きを互に逆方向とするの
で、第３図ａに示すように、同一トロイダルコイ
ル、例えば１ａ内における各ダブルパンケーキコ
イル、例えば４a1〜４a4の段落し部に流れる電流
成分I0a1〜I0a4の方向は同一となつて、巻回方向
の異なるトロイダルコイル１ａと１ｂの段落し部
に流れる電流I0a（＝I0a1＋I0a2＋I0a3＋I0a4）とI0b
（＝I0b1＋I0b2＋I0b3＋I0b4）の方向は互に逆にな
る。すなわち、トーラス方向Ｔに互に間隔をあけ
て配置された各トロイダルコイル１ａ，１ｂの段
落し部に流れる電流の方向はI0aとI0bのように交
互に逆になる。したがつて、第３図ｂに示すよう
に、トロイダルコイル直下の不整磁界δBの大き
さを第１図の従来例に比べて特に小さくすること
はできないが、トーラス方向Ｔに配列された各ト
ロイダルコイル毎に交互に不整磁界δBの方向が
反転するため、トーラス方向全周について各トロ
イダルコイルの不整磁界成分δBを周回平均すれ
ば、平均的な不整磁界＜δB＞＝δBd／d
（は真空容器のトーラス方向Ｔの周長）を零に
近づけることができる。このようにトーラス方向
Ｔの周回平均不整磁界＜δB＞が殆んど零になる
ということは、荷電粒子が磁力線に沿つてトーラ
ス方向Ｔを移動する際、個々の場所においては不
整磁界の影響を受けて磁力線より軌道が外れる
が、必ず逆向きの変位を受け、トーラス方向Ｔに
一周すると相殺されて再び元の位置に戻ることを
意味するので、プラズマの閉じ込め特性の向上に
つながる。しかし、この方式はあくまでも平均的
な不整磁界＜δB＞＝δBd／dを零に近づけ
るものであつて、個々の場所における不整磁界の
絶対値を下げることには余り寄与しない。
本発明はこの点に鑑みてなされたもので、その
目的は、装置全体としての平均的な不整磁界を零
に近づけるだけでなく、各場所における不整磁界
の絶対値をも極力小さくして、プラズマ閉じ込め
特性をさらに向上することのできる核融合装置を
提供することにある。
目的は、装置全体としての平均的な不整磁界を零
に近づけるだけでなく、各場所における不整磁界
の絶対値をも極力小さくして、プラズマ閉じ込め
特性をさらに向上することのできる核融合装置を
提供することにある。
この目的を達成するため、本発明は、トロイダ
ルコイルを構成する複数のダブルパンケーキコイ
ルの巻回方向をその積層方向において交互に逆に
して、各トロイダルコイル内においてそれぞれコ
イル段落し部による不整磁界を零に近づけるよう
にしたことを特徴とする。
ルコイルを構成する複数のダブルパンケーキコイ
ルの巻回方向をその積層方向において交互に逆に
して、各トロイダルコイル内においてそれぞれコ
イル段落し部による不整磁界を零に近づけるよう
にしたことを特徴とする。
以下、本発明の一実施例を第４図について説明
する。なお第４図中、第１図ないし第３図と同一
符号は同一物または相当物を示す。
する。なお第４図中、第１図ないし第３図と同一
符号は同一物または相当物を示す。
この実施例では、第４図ａに示すように、トー
ラス方向Ｔに配列された各トロイダルコイル５
が、右ねじ方向に巻回されたダブルパンケーキコ
イル４a1、左ねじ方向に巻回されたダブルパンケ
ーキコイル４b1、右ねじ方向に巻回されたダブル
パンケーキコイル４a2、および左ねじ方向に巻回
されたダブルパンケーキコイル４b2をトーラス方
向Ｔに順次積層することによつて構成されてお
り、かつ各ダブルパンケーキコイル４a1，４b1，
４a2，４b2は、その磁極性の方向を同一とするた
めに、右ねじ方向に巻回されたダブルパンケーキ
コイル４a1，４a2と左ねじ方向に巻回されたダブ
ルパンケーキコイル４b1，４b2に通電する電流の
方向が互に逆になるように接続されている。
ラス方向Ｔに配列された各トロイダルコイル５
が、右ねじ方向に巻回されたダブルパンケーキコ
イル４a1、左ねじ方向に巻回されたダブルパンケ
ーキコイル４b1、右ねじ方向に巻回されたダブル
パンケーキコイル４a2、および左ねじ方向に巻回
されたダブルパンケーキコイル４b2をトーラス方
向Ｔに順次積層することによつて構成されてお
り、かつ各ダブルパンケーキコイル４a1，４b1，
４a2，４b2は、その磁極性の方向を同一とするた
めに、右ねじ方向に巻回されたダブルパンケーキ
コイル４a1，４a2と左ねじ方向に巻回されたダブ
ルパンケーキコイル４b1，４b2に通電する電流の
方向が互に逆になるように接続されている。
したがつて、同一トロイダルコイル５内におい
て巻回方向の異なるダブルパンケーキコイル４
a1，４a2と４b1，４b2の段落し部に流れる電流成
分I0a1，I0a2とI0b1，I0b2の方向は互に逆になり、
これらの電流成分による各不整磁界δBは、第４
図ｂに示すように、その方向が各ダブルパンケー
キコイル毎に交互に反転されて同一トロイダルコ
イル５内で互に相殺されるとともに、その絶対値
も第３図の方式に比べて著しく小さくなる。
て巻回方向の異なるダブルパンケーキコイル４
a1，４a2と４b1，４b2の段落し部に流れる電流成
分I0a1，I0a2とI0b1，I0b2の方向は互に逆になり、
これらの電流成分による各不整磁界δBは、第４
図ｂに示すように、その方向が各ダブルパンケー
キコイル毎に交互に反転されて同一トロイダルコ
イル５内で互に相殺されるとともに、その絶対値
も第３図の方式に比べて著しく小さくなる。
例えば、大半径1400mm、コイル平均半径130mm、
コイル断面98mm×85mm、トロイダルコイル数24の
トロイダル型核融合装置において、そのトロイダ
ルコイルを４個のダブルパンケーキコイルより製
作した場合、コイル段落し部に流れる電流によつ
て生じる不整磁界δBの最大値δBmaxは通電電流
が7000Aのとき（このときのトロイダル方向Ｔの
平均磁界は1.6テラス）、第３図の従来例では、
δBmax＝15.0ガウスであつたのに対して、第４
図の実施例では、δBmax＝1.2ガウスと1/10以下
に低減することができた。
コイル断面98mm×85mm、トロイダルコイル数24の
トロイダル型核融合装置において、そのトロイダ
ルコイルを４個のダブルパンケーキコイルより製
作した場合、コイル段落し部に流れる電流によつ
て生じる不整磁界δBの最大値δBmaxは通電電流
が7000Aのとき（このときのトロイダル方向Ｔの
平均磁界は1.6テラス）、第３図の従来例では、
δBmax＝15.0ガウスであつたのに対して、第４
図の実施例では、δBmax＝1.2ガウスと1/10以下
に低減することができた。
なお前記実施例では、トロイダルコイルを４個
のダブルパンケーキコイルより構成し、１個のダ
ブルパンケーキコイルを１つのコイル要素として
いるが、ダブルパンケーキの数は４個に限らず、
偶数個ならばよく、その個数を多くすればする
程、コイル段落し部による不整磁界の絶対値を小
さくすることができ、また同一方向に巻回された
例えば２個のダブルパンケーキコイルを１つのコ
イル要素としてもよい。
のダブルパンケーキコイルより構成し、１個のダ
ブルパンケーキコイルを１つのコイル要素として
いるが、ダブルパンケーキの数は４個に限らず、
偶数個ならばよく、その個数を多くすればする
程、コイル段落し部による不整磁界の絶対値を小
さくすることができ、また同一方向に巻回された
例えば２個のダブルパンケーキコイルを１つのコ
イル要素としてもよい。
その他、前記実施例では本発明をトーラス型核
融合装置に適用した場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、真空容器が直線状をなすミラ
ー型などの核融合装置にも広く適用することが可
能である。
融合装置に適用した場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、真空容器が直線状をなすミラ
ー型などの核融合装置にも広く適用することが可
能である。
以上説明したように、本発明によれば、トロイ
ダルコイルにおける複数のダブルパンケーキコイ
ルの巻回方向をその積層方向において交互に逆に
して、各トロイダルコイル内においてそれぞれコ
イル段落し部による不整磁界を零に近づけるよう
にしたので、装置全体としての平均的な不整磁界
を零に近づけることができるばかりでなく、各場
所における不整磁界の絶対値をも著しく低減する
ことができ、その結果プラズマ閉じ込め特性をさ
らに向上することが可能となる。
ダルコイルにおける複数のダブルパンケーキコイ
ルの巻回方向をその積層方向において交互に逆に
して、各トロイダルコイル内においてそれぞれコ
イル段落し部による不整磁界を零に近づけるよう
にしたので、装置全体としての平均的な不整磁界
を零に近づけることができるばかりでなく、各場
所における不整磁界の絶対値をも著しく低減する
ことができ、その結果プラズマ閉じ込め特性をさ
らに向上することが可能となる。
第１図および第２図は従来のトーラス型核融合
装置における各トロイダルコイルの配置および接
続状態の各例を示す概略構成図、第３図ａ，ｂは
第２図に示した核融合装置におけるトロイダルコ
イルの内部構成とその接続状態を示す概略構成
図、および同トロイダルコイルの段落し部による
不整磁界分布を示す特性図、第４図ａ，ｂは本発
明の一実施例に係るトーラス型核融合装置におけ
るトロイダルコイルの内部構成とその接続状態を
示す概略構成図、および同トロイダルコイルの段
落し部による不整磁界分布を示す特性図である。 ４a1，４b1，４a2，４b2…ダブルパンケーキコ
イル（コイル要素）、５…トロイダルコイル。
装置における各トロイダルコイルの配置および接
続状態の各例を示す概略構成図、第３図ａ，ｂは
第２図に示した核融合装置におけるトロイダルコ
イルの内部構成とその接続状態を示す概略構成
図、および同トロイダルコイルの段落し部による
不整磁界分布を示す特性図、第４図ａ，ｂは本発
明の一実施例に係るトーラス型核融合装置におけ
るトロイダルコイルの内部構成とその接続状態を
示す概略構成図、および同トロイダルコイルの段
落し部による不整磁界分布を示す特性図である。 ４a1，４b1，４a2，４b2…ダブルパンケーキコ
イル（コイル要素）、５…トロイダルコイル。
Claims (1)
- １ プラズマを収容する真空容器と、この真空容
器の周りをとりまくように巻回されかつ真空容器
の長手方向に互に間隔をあけて配置された複数個
のトロイダルコイルとを備え、これらの各トロイ
ダルコイルは複数のダブルパンケーキコイルを積
層することによつて構成され、かつその磁極性が
同一方向に設定されたものにおいて、前記トロイ
ダルコイルにおける複数のダブルパンケーキコイ
ルの巻回方向をその積層方向において交互に逆に
したことを特徴とする核融合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57116233A JPS597287A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 核融合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57116233A JPS597287A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 核融合装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS597287A JPS597287A (ja) | 1984-01-14 |
| JPS6333111B2 true JPS6333111B2 (ja) | 1988-07-04 |
Family
ID=14682113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57116233A Granted JPS597287A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 核融合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS597287A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4762660A (en) * | 1986-05-29 | 1988-08-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Coil arrangement for nuclear fusion apparatus |
| JPS63102612A (ja) * | 1986-10-17 | 1988-05-07 | 株式会社クボタ | 茎稈結束装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2239624B2 (de) * | 1972-08-11 | 1975-11-27 | Dornier System Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Axialgleitlager für eine in einer Drehrichtung laufende Welle |
| JPS5517457A (en) * | 1978-07-26 | 1980-02-06 | Hitachi Ltd | Nuclear fusion device |
-
1982
- 1982-07-06 JP JP57116233A patent/JPS597287A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS597287A (ja) | 1984-01-14 |
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