JPS636488A - ト−ラス型核融合装置におけるプラズマ電流維持方式 - Google Patents
ト−ラス型核融合装置におけるプラズマ電流維持方式Info
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- JPS636488A JPS636488A JP61149674A JP14967486A JPS636488A JP S636488 A JPS636488 A JP S636488A JP 61149674 A JP61149674 A JP 61149674A JP 14967486 A JP14967486 A JP 14967486A JP S636488 A JPS636488 A JP S636488A
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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)
- Discharge Heating (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、プラズマ電流をほぼ一定に維持するトーラ
ス型核融合装置におけるプラズマ電流維持方式に関する
ものである。
ス型核融合装置におけるプラズマ電流維持方式に関する
ものである。
第４図は、従来のトーラス型核融合装置の構成を示す断
面図である。このトーラス型核融合装置は、軸対称であ
り、中心軸であるＺ軸に対する円周方向の座標？方向に
対して一様である。第４図において、１は小半径がａ。
面図である。このトーラス型核融合装置は、軸対称であ
り、中心軸であるＺ軸に対する円周方向の座標？方向に
対して一様である。第４図において、１は小半径がａ。
、大半径がＲ６のトーラス形のプラズマ、２はプラズマ
１を内部に形成する内部がトーラス形に中空の真空容器
、３は電流が流れることによって真空容器２内部のプラ
ズマ生成領域に２軸方向磁場（垂直磁場）を発生させ、
プラズマ１のトーラスの大半径方向すなわちＺ軸に直角
な半径方向であるｒ方向のプラズマの位置制御を行なう
垂直磁場コイルである。この垂直磁場コイル３は例えば
直列接続された複数個のコイルから成り、各垂直磁場コ
イル３は真空容器２の外周壁に沿ってＺ軸を中心として
円環状に設けられている。例えば、ここでは垂直磁場コ
イルは４個のコイルからなり、内側と外のコイルでは逆
方向に電流が流れるように直列接続されて、プラズマ生
成領域に垂直磁場をつくるように構成されている。４は
真空容器２および垂直磁場コイル３を内部に包むように
トーラス形に設けられたトロイダル磁場コイルであり、
電流が流れることによって真空容器２の内部の中心軸に
沿った？方向に磁場を真空容器２内のプラズマ生成領域
に形成する。５は電流が流れることによって真空容器２
内にプラズマ電流を生成させるために用いられるオーム
加熱コイル（以下、○Ｈコイルという）であり、例えば
直列接続された複数個のコイルから成る。各○Ｈコイル
５はトロイダル磁場コイル４の外側でトロイダル磁場コ
イル４のトーラス形状に沿ってψ方向に円環状に設けら
れ、例えば円環状のＯＨコイル５はトロイダル磁場コイ
ル４の断面で外側半周分取巻くような形に設けられてい
る。
１を内部に形成する内部がトーラス形に中空の真空容器
、３は電流が流れることによって真空容器２内部のプラ
ズマ生成領域に２軸方向磁場（垂直磁場）を発生させ、
プラズマ１のトーラスの大半径方向すなわちＺ軸に直角
な半径方向であるｒ方向のプラズマの位置制御を行なう
垂直磁場コイルである。この垂直磁場コイル３は例えば
直列接続された複数個のコイルから成り、各垂直磁場コ
イル３は真空容器２の外周壁に沿ってＺ軸を中心として
円環状に設けられている。例えば、ここでは垂直磁場コ
イルは４個のコイルからなり、内側と外のコイルでは逆
方向に電流が流れるように直列接続されて、プラズマ生
成領域に垂直磁場をつくるように構成されている。４は
真空容器２および垂直磁場コイル３を内部に包むように
トーラス形に設けられたトロイダル磁場コイルであり、
電流が流れることによって真空容器２の内部の中心軸に
沿った？方向に磁場を真空容器２内のプラズマ生成領域
に形成する。５は電流が流れることによって真空容器２
内にプラズマ電流を生成させるために用いられるオーム
加熱コイル（以下、○Ｈコイルという）であり、例えば
直列接続された複数個のコイルから成る。各○Ｈコイル
５はトロイダル磁場コイル４の外側でトロイダル磁場コ
イル４のトーラス形状に沿ってψ方向に円環状に設けら
れ、例えば円環状のＯＨコイル５はトロイダル磁場コイ
ル４の断面で外側半周分取巻くような形に設けられてい
る。
６は垂直磁場コイル３に通電するための垂直磁場コイル
電源、７はトロイダル磁場コイル４に通電するためのト
ロイダル磁場コイル電源、８はＯＨコイル５に通電する
ためのＯＨコイル電源、９は上記３電源６〜８を各々制
御するための制御装置である。なお、ＯＨコイル５とプ
ラズマ１はトランスの各々−次側、二次側を形成してい
る。
電源、７はトロイダル磁場コイル４に通電するためのト
ロイダル磁場コイル電源、８はＯＨコイル５に通電する
ためのＯＨコイル電源、９は上記３電源６〜８を各々制
御するための制御装置である。なお、ＯＨコイル５とプ
ラズマ１はトランスの各々−次側、二次側を形成してい
る。
次に、第４図に示した従来のトーラス型核融合装置の運
転動作について説明する。さて、運転は、まず、トロイ
ダル磁場コイル４および垂直磁場コイル３に通電し、そ
れぞれ？方向およびＺ方向の磁場を発生させる。次に、
真空容器２中に水素ガスを導入し、予備電離をさせたあ
と、制御装置９の制御下でＯＨコイル電源８がＯＨコイ
ル５に流す電流ＩＯＨを大幅に変化させ、ファラデーの
法則によりプラズマ１に？方向の電圧を生じさせ、プラ
ズマ電流Ｉｐを誘起させる。この結果、第４図において
、例えばψ方向（紙面に垂直方向）にプラズマ電流Ｉｐ
が流れ始める。以上の動作は第５図において、時刻ｔ０
〜ｔ、の間で行なわれる。
転動作について説明する。さて、運転は、まず、トロイ
ダル磁場コイル４および垂直磁場コイル３に通電し、そ
れぞれ？方向およびＺ方向の磁場を発生させる。次に、
真空容器２中に水素ガスを導入し、予備電離をさせたあ
と、制御装置９の制御下でＯＨコイル電源８がＯＨコイ
ル５に流す電流ＩＯＨを大幅に変化させ、ファラデーの
法則によりプラズマ１に？方向の電圧を生じさせ、プラ
ズマ電流Ｉｐを誘起させる。この結果、第４図において
、例えばψ方向（紙面に垂直方向）にプラズマ電流Ｉｐ
が流れ始める。以上の動作は第５図において、時刻ｔ０
〜ｔ、の間で行なわれる。
プラズマ電流ＩＰが所定の値まで生成された後、ＯＨコ
イル５の電流工。Ｈを変化させず第５図の破線で示した
ように一定にすると、プラズマ１の抵抗によって第５図
の破線ＣＬに見られるようにプラズマ電流Ｉｐは減衰す
る。そこで、ＯＨコイル５に流す電流工。Ｈを第５図の
実線のようにｔ０〜ｔ１の間と同一の方向にさらに変化
させ続ければ、二次側のプラズマ１には常にプラズマ電
流Ｉｐを流すための電圧が発生し、プラズマ電流Ｉｐを
第５図の実線Ｃ２で示したように一定に維持する運転を
行なうことができる。
イル５の電流工。Ｈを変化させず第５図の破線で示した
ように一定にすると、プラズマ１の抵抗によって第５図
の破線ＣＬに見られるようにプラズマ電流Ｉｐは減衰す
る。そこで、ＯＨコイル５に流す電流工。Ｈを第５図の
実線のようにｔ０〜ｔ１の間と同一の方向にさらに変化
させ続ければ、二次側のプラズマ１には常にプラズマ電
流Ｉｐを流すための電圧が発生し、プラズマ電流Ｉｐを
第５図の実線Ｃ２で示したように一定に維持する運転を
行なうことができる。
ところが、この方法では、プラズマ電流を長時間維持す
るためには、ＯＨコイル電流ＩＯＨを一方向へ変化させ
続ける必要があり、ＯＨコイル電流ＩＯＨが非常に大き
なものとなるため、定常的な運転は不可能である。
るためには、ＯＨコイル電流ＩＯＨを一方向へ変化させ
続ける必要があり、ＯＨコイル電流ＩＯＨが非常に大き
なものとなるため、定常的な運転は不可能である。
そこで、上記の方法とは別の方法でプラズマ電流を維持
しようとして考えられたのが、文献「プラズマ核融合技
術研究会（昭和６０年１２月１０゜１１日開催）″Ｆ−
θｐｕｍρｉｎｇ実験用電源の設計″（予稿集第１３６
頁〜第１３９頁）」に記載されている逆転磁場ピンチ（
ＲＦＰ）式トーラス型核融合装置における１′Ｆ−〇ｐ
ｕｍｐｉｎｇ”と呼ばれる定常電流駆動法によってプラ
ズマ電流を維持する方法である。
しようとして考えられたのが、文献「プラズマ核融合技
術研究会（昭和６０年１２月１０゜１１日開催）″Ｆ−
θｐｕｍρｉｎｇ実験用電源の設計″（予稿集第１３６
頁〜第１３９頁）」に記載されている逆転磁場ピンチ（
ＲＦＰ）式トーラス型核融合装置における１′Ｆ−〇ｐ
ｕｍｐｉｎｇ”と呼ばれる定常電流駆動法によってプラ
ズマ電流を維持する方法である。
これは、プラズマ電流Ｉｐを所定の値まで生成した後に
一定に維持するために第６図のように、トロイダル磁場
コイル４の電流Ｉ丁と、ＯＨコイル５の電流工。Ｈとを
ある位相差をもつ正弦波状に変化させることによりプラ
ズマ１に磁気ヘリシティ−を注入し、プラズマ電流Ｉｐ
を維持させるものである。
一定に維持するために第６図のように、トロイダル磁場
コイル４の電流Ｉ丁と、ＯＨコイル５の電流工。Ｈとを
ある位相差をもつ正弦波状に変化させることによりプラ
ズマ１に磁気ヘリシティ−を注入し、プラズマ電流Ｉｐ
を維持させるものである。
これを式により説明する。第４図のようなトーラス型核
融合装置における磁気ヘリシティ−には、Ｋ＝ＳＡ−Ｂ
ｄｖ−ψｑｐ・’Ｆｅ −（１）ここで、Ｋ：
磁気ヘリシティ− Ａ：ベクトルポテンシャル Ｂ：磁場ベクトル ｖ９ニドロイダル磁束 ｖｏ：プラズマ外部のポロイダル 磁束 で表わされる。そして、この（１）式の時間微分をとる
と次式のようになる。
融合装置における磁気ヘリシティ−には、Ｋ＝ＳＡ−Ｂ
ｄｖ−ψｑｐ・’Ｆｅ −（１）ここで、Ｋ：
磁気ヘリシティ− Ａ：ベクトルポテンシャル Ｂ：磁場ベクトル ｖ９ニドロイダル磁束 ｖｏ：プラズマ外部のポロイダル 磁束 で表わされる。そして、この（１）式の時間微分をとる
と次式のようになる。
ｔ
ここで、Φニドロイダル磁束
ｖ９：、プラズマのループ電圧
Ｅ：電場ベクトル
（２）式において右辺第１項は、単位時間あたりの磁気
ヘリシティ−注入量を表わし、第２項がプラズマ１の電
気抵抗による磁気ヘリシティ−の散逸量を表わしている
。
ヘリシティ−注入量を表わし、第２項がプラズマ１の電
気抵抗による磁気ヘリシティ−の散逸量を表わしている
。
ここで、第１項の磁気ヘリシティ−注入量に注目する。
Φはポロイダル方向の一周電圧ｖｅの積分によって得ら
れ、 Φ＝ Ｓ Ｖｅｄ ｔ ・＝−（３）
で表わされる。いま、プラズマ１のループ電圧■、とポ
ロイダル方向の一周電圧ｖｅとを同一周波数ω、お互い
の位相差がδの正弦波状に変化させるとき（２）式の右
辺第１項のヘリシティ−注入量の時間平均を取ると。
れ、 Φ＝ Ｓ Ｖｅｄ ｔ ・＝−（３）
で表わされる。いま、プラズマ１のループ電圧■、とポ
ロイダル方向の一周電圧ｖｅとを同一周波数ω、お互い
の位相差がδの正弦波状に変化させるとき（２）式の右
辺第１項のヘリシティ−注入量の時間平均を取ると。
ω
ここで、Ｖｅ：Ｖｅの変化分の振幅
ｖｏＰ：ｖψの変化分の振幅
となる、（４）式によれば、位相差δを選ぶことにより
、ヘリシティ−注入量は正の値をとり、これが磁気ヘリ
シティ−散逸の量の時間平均と等しくなれば、プラズマ
電流ＩＰを維持することができる。
、ヘリシティ−注入量は正の値をとり、これが磁気ヘリ
シティ−散逸の量の時間平均と等しくなれば、プラズマ
電流ＩＰを維持することができる。
このことより、従来の装置ではポロイダル方向の一周電
圧ｖｅ＋ループ電圧Ｖ−ｐに正弦波状の変化をもたせる
ために、第６図のように、トロイダルコイル電流ＩＴと
○Ｈコイル電流ＩＯＨとをある位相差をもつ正弦波状に
変化させることによってプラズマ電流ｒｐの維持を行な
うものである。なお。
圧ｖｅ＋ループ電圧Ｖ−ｐに正弦波状の変化をもたせる
ために、第６図のように、トロイダルコイル電流ＩＴと
○Ｈコイル電流ＩＯＨとをある位相差をもつ正弦波状に
変化させることによってプラズマ電流ｒｐの維持を行な
うものである。なお。
トロイダル磁場コイル４にはＯＨコイル電流ＩＯＨと同
じく正弦波状の電流を流すものとする。
じく正弦波状の電流を流すものとする。
従来のトーラス型核融合装置におけるプラズマ電流方式
は以上のように構成されているので、ＯＨコイル電流と
同時にトロイダル磁場コイルの電流も周期的に変化させ
ねばならないが、トロイダル磁場コイルのインダクタン
スが比較的大きい場合が多いため、トロイダル磁場コイ
ル電流に正弦波状の変化分を持たせるには、大きい電圧
を繰り返し発生するような電源がトロイダル磁場コイル
電源として必要になり、トロイダル磁場コイル電源が高
価となるなどの問題点かあった。
は以上のように構成されているので、ＯＨコイル電流と
同時にトロイダル磁場コイルの電流も周期的に変化させ
ねばならないが、トロイダル磁場コイルのインダクタン
スが比較的大きい場合が多いため、トロイダル磁場コイ
ル電流に正弦波状の変化分を持たせるには、大きい電圧
を繰り返し発生するような電源がトロイダル磁場コイル
電源として必要になり、トロイダル磁場コイル電源が高
価となるなどの問題点かあった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ＯＨコイルの電流を一定方向に増大させ続け
る必要もなく、またトロイダル磁場コイル電流を正弦波
状に連続して変化させる必要もなくプラズマ電流をほぼ
一定に維持できるトーラス型核融合装置におけるプラズ
マ電流維持方式を得ることを目的とする。
たもので、ＯＨコイルの電流を一定方向に増大させ続け
る必要もなく、またトロイダル磁場コイル電流を正弦波
状に連続して変化させる必要もなくプラズマ電流をほぼ
一定に維持できるトーラス型核融合装置におけるプラズ
マ電流維持方式を得ることを目的とする。
この発明に係るトーラス型核融合装置におけるプラズマ
電流維持方式は、垂直磁場コイルに流す電流を周期的に
変化させてプラズマの水平位置を繰り返し変化させると
共に、ＯＨコイルに流す電流を同一周波数で、ある位相
差をもたせて周期的な変化をさせるように制御したもの
である。
電流維持方式は、垂直磁場コイルに流す電流を周期的に
変化させてプラズマの水平位置を繰り返し変化させると
共に、ＯＨコイルに流す電流を同一周波数で、ある位相
差をもたせて周期的な変化をさせるように制御したもの
である。
この発明におけるトーラス型核融合装置のプラズマ電流
維持方式は、垂直磁場コイル電流を変化させることによ
りプラズマの水平位置すなわち、プラズマのトーラス大
半径を変化させ、トロイダル磁場の水平方向での分布の
不均一性を利用して、間接的に、プラズマに影響するト
ロイダル磁束の量を変化させて、ＯＨコイル電流を一方
向に増大させ続けることなく、また、トロイダル磁場コ
イル電流を繰り返し変化させることなくプラズマ電流を
維持する。
維持方式は、垂直磁場コイル電流を変化させることによ
りプラズマの水平位置すなわち、プラズマのトーラス大
半径を変化させ、トロイダル磁場の水平方向での分布の
不均一性を利用して、間接的に、プラズマに影響するト
ロイダル磁束の量を変化させて、ＯＨコイル電流を一方
向に増大させ続けることなく、また、トロイダル磁場コ
イル電流を繰り返し変化させることなくプラズマ電流を
維持する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は○Ｈコイル電流施工Ｈ１垂直磁場コイル電流Ｉ
ｖおよびトロイダル磁場コイルミ施工、の時間ｔに対す
る変化を示した線図である。第２図は垂直磁場における
垂直磁界の強度Ｂｚが変化した時のプラズマの水平位置
の変化とトロイダル磁場におけるトロイダル磁界の強度
Ｂｚの半径方向ｒの分布を示している。
ｖおよびトロイダル磁場コイルミ施工、の時間ｔに対す
る変化を示した線図である。第２図は垂直磁場における
垂直磁界の強度Ｂｚが変化した時のプラズマの水平位置
の変化とトロイダル磁場におけるトロイダル磁界の強度
Ｂｚの半径方向ｒの分布を示している。
第３図はこの発明の一実施例を説明するためにトーラス
型核融合装置の断面を模式的に示した図である。同図に
おいて、第４図と同符号の部分は従来例と同じ部分であ
り、９ａは垂直磁場コイル電源６、トロイダル磁場コイ
ル電源７および○Ｈコイル電源８を制御する制御装置で
あり、プラズマ１の生成後トロイダル磁場コイル４に流
す電流１丁を一定にした時に、垂直磁場コイル３に流す
電流ＩｖとＯＨコイル５に流す電施工。Ｈとを同じ周期
で位相を異ならせて正弦波状に流すように垂直磁場コイ
ル電源６および○Ｈコイル電ｆ！Ｘ８を制御する。
型核融合装置の断面を模式的に示した図である。同図に
おいて、第４図と同符号の部分は従来例と同じ部分であ
り、９ａは垂直磁場コイル電源６、トロイダル磁場コイ
ル電源７および○Ｈコイル電源８を制御する制御装置で
あり、プラズマ１の生成後トロイダル磁場コイル４に流
す電流１丁を一定にした時に、垂直磁場コイル３に流す
電流ＩｖとＯＨコイル５に流す電施工。Ｈとを同じ周期
で位相を異ならせて正弦波状に流すように垂直磁場コイ
ル電源６および○Ｈコイル電ｆ！Ｘ８を制御する。
次に、この発明の一実施例の動作を説明する。
制御装置１１９ａにより制御している○Ｈコイル電源６
を介してＯＨコイル５を時刻ｔ０までの間に成る電流値
まで励磁し、その後、時刻ｔ。から同ｔ１までの間にＯ
Ｈコイル５に流した電施工。８の増加方向とは反対方向
にＯＨコイル電流ＩＯＨを急激に変化させ、プラズマ１
に電圧を印加してプラズマ１内に流れるプラズマ電流Ｉ
ｐを立ち上がらせる。
を介してＯＨコイル５を時刻ｔ０までの間に成る電流値
まで励磁し、その後、時刻ｔ。から同ｔ１までの間にＯ
Ｈコイル５に流した電施工。８の増加方向とは反対方向
にＯＨコイル電流ＩＯＨを急激に変化させ、プラズマ１
に電圧を印加してプラズマ１内に流れるプラズマ電流Ｉ
ｐを立ち上がらせる。
また、時刻ｔ。から同ｔ工迄の期間、制御装置９ａは、
ＯＨコイル５の電施工。９の変化と同様にしてトロイダ
ル磁場コイル電源７を介してトロイダル磁場コイル４に
第１図に示したような電流ＩＴを流し、また、垂直磁場
コイル電源６を介して垂直磁場コイル３に流す電流Ｉｖ
を一定方向にランプ状に変化させる。時刻ｔ□以降では
、制御装置９ａは、トロイダル磁場コイル４の電流を一
定とし、垂直磁場コイル３の電流ＩｖとＯＨコイル５の
電流ＩＯＨを互いに位相のずれた同周期の正弦波状に変
化させるように、各電源６〜８を制御する。
ＯＨコイル５の電施工。９の変化と同様にしてトロイダ
ル磁場コイル電源７を介してトロイダル磁場コイル４に
第１図に示したような電流ＩＴを流し、また、垂直磁場
コイル電源６を介して垂直磁場コイル３に流す電流Ｉｖ
を一定方向にランプ状に変化させる。時刻ｔ□以降では
、制御装置９ａは、トロイダル磁場コイル４の電流を一
定とし、垂直磁場コイル３の電流ＩｖとＯＨコイル５の
電流ＩＯＨを互いに位相のずれた同周期の正弦波状に変
化させるように、各電源６〜８を制御する。
かくして１時刻ｔ工から垂直磁場コイルの電施工■を正
弦波状に変化させると垂直磁場の磁界の強度Ｂｚも周期
的に変化し、プラズマ１の水平位置が、第２図に示した
ようにプラズマ１ａのように内側となったり、プラズマ
１ｂのように外側となったりし、プラズマ１は両水平位
置間を水平往復移動する。ここで、Ｒ０□はプラズマ１
ａの断面の中心から中心Ｏ点迄の距離である大半径を示
し、Ｒｏ２は同じくプラズマ１ｂの大半径を示し、Ｒ１
＋１＜ Ｒｏ ｘである。プラズマ１は、垂直磁場コイ
ル３の電流１ｖがピーク値Ｉｖ工となった時にプラズマ
１ａとなり、垂直磁場コイル３の電流Ｉｖが逆ピーク値
Ｉｖ２となった時にプラズマ１ｂとなる。
弦波状に変化させると垂直磁場の磁界の強度Ｂｚも周期
的に変化し、プラズマ１の水平位置が、第２図に示した
ようにプラズマ１ａのように内側となったり、プラズマ
１ｂのように外側となったりし、プラズマ１は両水平位
置間を水平往復移動する。ここで、Ｒ０□はプラズマ１
ａの断面の中心から中心Ｏ点迄の距離である大半径を示
し、Ｒｏ２は同じくプラズマ１ｂの大半径を示し、Ｒ１
＋１＜ Ｒｏ ｘである。プラズマ１は、垂直磁場コイ
ル３の電流１ｖがピーク値Ｉｖ工となった時にプラズマ
１ａとなり、垂直磁場コイル３の電流Ｉｖが逆ピーク値
Ｉｖ２となった時にプラズマ１ｂとなる。
このようにプラズマ１の水平位置が変動している時、ト
ロイダル磁場の磁界強度Ｂ、ｐは半径方向ｒに対して第
２図に示したように分布しており、上記のようなプラズ
マ１の水平位置の変化は、効果的にはトロイダル磁場コ
イル電流エアを周期的に変化させたものと等価である。
ロイダル磁場の磁界強度Ｂ、ｐは半径方向ｒに対して第
２図に示したように分布しており、上記のようなプラズ
マ１の水平位置の変化は、効果的にはトロイダル磁場コ
イル電流エアを周期的に変化させたものと等価である。
この効果的なトロイダル磁場の変化に対し、（４）式を
最大にするようにδ＝−π／２の位相差を持つ同一周波
数の正弦波状の変化分を有するような○Ｈコイル電流施
工Ｈを流すことにより従来と等しい磁気ヘリシティ−の
注入が行なわれ、プラズマ電流の維持が行なわれる。こ
のように、トロイダル磁場コイル４のインダクタンスに
比較して、垂直磁場コイル３やＯＨコイル５のインダク
タンスははるかに小さいのでそれらに流す電流を正弦波
状にしてもそれらの電源が大電圧を繰り返し発生させる
必要がなく、それらの電源自体が従来の定格のものを利
用できる。
最大にするようにδ＝−π／２の位相差を持つ同一周波
数の正弦波状の変化分を有するような○Ｈコイル電流施
工Ｈを流すことにより従来と等しい磁気ヘリシティ−の
注入が行なわれ、プラズマ電流の維持が行なわれる。こ
のように、トロイダル磁場コイル４のインダクタンスに
比較して、垂直磁場コイル３やＯＨコイル５のインダク
タンスははるかに小さいのでそれらに流す電流を正弦波
状にしてもそれらの電源が大電圧を繰り返し発生させる
必要がなく、それらの電源自体が従来の定格のものを利
用できる。
なお、上記の実施例では、○Ｈコイル、垂直磁場コイル
の電流を正弦波状に変化させる場合について説明したが
、三角波等のような他の周期波形で変化させてもよい。
の電流を正弦波状に変化させる場合について説明したが
、三角波等のような他の周期波形で変化させてもよい。
また、プラズマの水平位置を周期的に変化させ、これを
センサーなどにより検出し、これからプラズマに影響す
るトロイダル磁場の磁束の量を計算し、これに応じて○
Ｈコイルの電流をフィードバック制御するようにしても
よい。
センサーなどにより検出し、これからプラズマに影響す
るトロイダル磁場の磁束の量を計算し、これに応じて○
Ｈコイルの電流をフィードバック制御するようにしても
よい。
また、ここでは、プラズマの水平位置を変化させる場合
について説明したが、トロイダル磁場の磁界強度分布を
垂直方向で不均一となるようにして、プラズマの垂直位
置を変化さるようにしてもよい。
について説明したが、トロイダル磁場の磁界強度分布を
垂直方向で不均一となるようにして、プラズマの垂直位
置を変化さるようにしてもよい。
なお、ここでは、プラズマ発生時にトロイダル磁場を反
転させる逆転磁場ピンチ（ＲＦＰ）方式について述べた
がトロイダル磁場を常時−定に保って運転するトカマク
方式についても上記実施例と同様の効果を奏する。
転させる逆転磁場ピンチ（ＲＦＰ）方式について述べた
がトロイダル磁場を常時−定に保って運転するトカマク
方式についても上記実施例と同様の効果を奏する。
以上のように、この発明によればＯＨコイルと垂直磁場
コイルに流れる電流を周期的に変化させるように制御す
るだけでプラズマ電流を維持するように構成したので、
垂直磁場コイルに比べ大きなインダクタンスをもつトロ
イダル磁場コイルの電流を繰り返し変化させる必要がな
く、また、ＯＨコイル電流を一定方向に増大させ続ける
必要もないため、コイルの電源装置として安価なものが
得られる効果がある。
コイルに流れる電流を周期的に変化させるように制御す
るだけでプラズマ電流を維持するように構成したので、
垂直磁場コイルに比べ大きなインダクタンスをもつトロ
イダル磁場コイルの電流を繰り返し変化させる必要がな
く、また、ＯＨコイル電流を一定方向に増大させ続ける
必要もないため、コイルの電源装置として安価なものが
得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を説明するための運転動作
時における波形図、第２図はプラズマの平衡位置を変え
た時の状態を示す説明図、第３図はこの発明の一実施例
を説明するためのトーラス型核融合装置の構成の一例の
示す模式的断面図、第４図は従来のトーラス型核融合装
置の構成を示す模式的断面図、第５図は従来のトーラス
型核融合装置においてＯＨコイル電流を変化させなけれ
ば、プラズマ電流が次第に減少してゆくこと説明するた
めの波形図、第６図は第４図に示した従来のトーラス型
核融合装置の運転動作を説明するための波形図である。 図において、１はプラズマ、２は真空容器、３は垂直磁
場コイル、４はトロイダル磁場コイル、５はＯＨコイル
、６は垂直磁場コイル電源、７はトロイダル磁場コイル
電源、８はＯＨコイル電源、９ａは制御装置。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第３図 第４図 第５図 手続補正書（自発）
時における波形図、第２図はプラズマの平衡位置を変え
た時の状態を示す説明図、第３図はこの発明の一実施例
を説明するためのトーラス型核融合装置の構成の一例の
示す模式的断面図、第４図は従来のトーラス型核融合装
置の構成を示す模式的断面図、第５図は従来のトーラス
型核融合装置においてＯＨコイル電流を変化させなけれ
ば、プラズマ電流が次第に減少してゆくこと説明するた
めの波形図、第６図は第４図に示した従来のトーラス型
核融合装置の運転動作を説明するための波形図である。 図において、１はプラズマ、２は真空容器、３は垂直磁
場コイル、４はトロイダル磁場コイル、５はＯＨコイル
、６は垂直磁場コイル電源、７はトロイダル磁場コイル
電源、８はＯＨコイル電源、９ａは制御装置。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第３図 第４図 第５図 手続補正書（自発）
Claims (2)
- （１）トロイダル磁場コイルに第１の電流を流して内部
が中空のトーラス形状の真空容器内におけるプラズマ生
成領域に前記真空容器内の中心軸に沿った方向にトーラ
ス状の磁場を形成し、前記真空容器内のプラズマを前記
プラズマ生成領域に安定的に閉じ込め、垂直磁場コイル
に第２の電流を流して前記中心軸と直角をなす方向に前
記プラズマの平衡位置を制御する磁場を形成し、オーム
加熱コイルに第３の電流を流して前記プラズマ生成領域
に高電圧を発生させることにより前記プラズマ内を流れ
るプラズマ電流を生成するトーラス型核融合装置におけ
るプラズマ電流維持方式において前記第２および第３の
電流を同一周波数で、ある位相差をもたせた周期波にす
ることにより前記プラズマ電流を維持させることを特徴
とするトーラス型核融合装置におけるプラズマ電流維持
方式。 - （２）前記周期波を正弦波状周期波としたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のトーラス型核融合装置
におけるプラズマ電流維持方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61149674A JPH0816708B2 (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | ト−ラス型核融合装置におけるプラズマ電流維持方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61149674A JPH0816708B2 (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | ト−ラス型核融合装置におけるプラズマ電流維持方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS636488A true JPS636488A (ja) | 1988-01-12 |
| JPH0816708B2 JPH0816708B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=15480350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61149674A Expired - Lifetime JPH0816708B2 (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | ト−ラス型核融合装置におけるプラズマ電流維持方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0816708B2 (ja) |
-
1986
- 1986-06-27 JP JP61149674A patent/JPH0816708B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0816708B2 (ja) | 1996-02-21 |
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