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JP2869495B2 - Nuclear fusion device - Google Patents
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JP2869495B2 - Nuclear fusion device - Google Patents

Nuclear fusion device

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JP2869495B2
JP2869495B2 JP2182992A JP18299290A JP2869495B2 JP 2869495 B2 JP2869495 B2 JP 2869495B2 JP 2182992 A JP2182992 A JP 2182992A JP 18299290 A JP18299290 A JP 18299290A JP 2869495 B2 JP2869495 B2 JP 2869495B2
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diverter plate
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、核融合装置に係り、特に、環状真空容器内
に複数のダイバータプレートが配置されたトカマク型核
融合装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nuclear fusion device, and more particularly, to a tokamak fusion device in which a plurality of diverter plates are arranged in an annular vacuum vessel.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

トカマク型核融合装置は環状の真空容器を備えてお
り、この容器の外周にはトロイダルコイルが巻装されて
いると共に円環状のポロイダルコイルが配置されてい
る。そして各コイルによって真空容器内に磁界を形成
し、荷電粒子を磁力線に巻き付けて運動させ、プラズマ
を閉じ込める構成が採用されている。このような装置に
おいて、H+とH+とを核融合させてHeを生成し、エネルギ
ーを取り出す。核融合の燃料となる水素プラズマ周辺層
は、真空容器から放出された不純物粒子が特に多く存在
する。このため、プラズマ周辺層の不純物粒子を除去す
るために、真空容器の壁面にダイバータプレートを配置
しポロイダルコイルの一部をダイバータコイルとして用
い、プラズマ周辺層の高エネルギー荷電粒子を磁力線に
沿ってダイバータプレートへ導いて衝突させ、高エネル
ギー荷電粒子を中性化し、中性化された荷電粒子を排気
口から排気するようになっている。
The tokamak-type fusion device includes an annular vacuum container. A toroidal coil is wound around the outer periphery of the container, and an annular poloidal coil is arranged. Then, a configuration is employed in which a magnetic field is formed in the vacuum vessel by each coil, and the charged particles are wound around magnetic lines of force and moved to confine the plasma. In such a device, H + and H + undergo nuclear fusion to generate He and extract energy. The hydrogen plasma peripheral layer serving as a fuel for nuclear fusion contains particularly large amounts of impurity particles released from the vacuum vessel. Therefore, in order to remove impurity particles in the plasma peripheral layer, a divertor plate is arranged on the wall surface of the vacuum vessel and a part of the poloidal coil is used as a divertor coil, and the high-energy charged particles in the plasma peripheral layer are diverted along the lines of magnetic force. To neutralize the high-energy charged particles and exhaust the neutralized charged particles from an exhaust port.

ところが、ダイバータプレートに常に高エネルギー荷
電粒子を衝突させるとダイバータプレートの損耗が非常
に激しくなると共に、荷電粒子がダイバータプレートに
衝突する際に、この粒子がダイバータプレートに残して
いく熱が磁力線の当たる位置に局所的に集中し、ダイバ
ータプレートがとけて蒸発するという問題が生じた。
However, when the high energy charged particles are constantly colliding with the divertor plate, the divertor plate is greatly worn away, and when the charged particles collide with the divertor plate, the heat that the particles leave on the divertor plate is hit by the magnetic field lines. There is a problem that the diverter plate melts and evaporates locally at the position.

そこで、ダイバータコイルの電流を変化させて、磁力
線のダイバータプレートへの入射位置を変化させ、高エ
ネルギー荷電粒子がダイバータプレートの特定の面に局
所的に集中するのを防止する構成が採用されている。な
お、この種の装置として関連するものには例えば、アイ
・エー・イー・エー,“イーター・コンセプト・デフィ
ニッション”第300頁〜第306頁(IAEA,“ITER CONCEPT
DIFINITION",pp300〜306)に記載されているものがあ
る。
Therefore, a configuration is employed in which the current of the divertor coil is changed to change the position of incidence of the magnetic field lines on the divertor plate, thereby preventing high-energy charged particles from locally concentrating on a specific surface of the divertor plate. . Related devices of this type include, for example, IAE, "Eater Concept Definition", pages 300 to 306 (IAEA, "ITER CONCEPT").
DIFINITION ", pp. 300-306).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上記従来技術では、ダイバータコイルの電流を変えて
磁力線を変化させるとトロイダルコイルや真空容器に大
きな誘導渦電流が生じることについては配慮されておら
ず、ダイバータコイルの電流を変化させると磁力線の変
化に伴ってトロイダルコイルや真空容器に誘導渦電流が
流れ、この渦電流と周辺磁場との相互作用で電磁力が発
生し、真空容器に無理な力が及ぼされたりするという問
題がある。特にトロイダルコイルに超電導コイルを用い
る核融合装置では、交流損失に伴う熱によって超電導コ
イルを超電導状態に保つことができなくなる恐れがあ
る。
The above prior art does not consider that changing the magnetic flux by changing the current of the divertor coil causes a large induced eddy current in the toroidal coil or the vacuum vessel. Accordingly, an induced eddy current flows through the toroidal coil and the vacuum vessel, and an interaction between the eddy current and the peripheral magnetic field generates an electromagnetic force, which causes a problem that an excessive force is exerted on the vacuum vessel. In particular, in a fusion device using a superconducting coil as a toroidal coil, there is a possibility that the superconducting coil cannot be kept in a superconducting state due to heat accompanying the AC loss.

本発明の目的は、真空容器内に形成される磁場を変化
させることなく、ダイバータプレートへの荷電粒子の局
所的な集中を防止することができる核融合装置を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to provide a fusion device that can prevent localized concentration of charged particles on a diverter plate without changing a magnetic field formed in a vacuum vessel.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

前記目的を達成するために、本発明は、第1の装置と
して、プラズマを収容する環状真空容器内のうち磁力線
が容器壁面に向けて入射する領域内に、真空容器の周方
向に沿って順次配置された複数のダイバータプレート
と、プラズマ点火中前記複数のダイバータプレートの各
ダイバータプレートを往復運動させる駆動手段とを有す
る核融合装置を構成したものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides, as a first apparatus, sequentially along a circumferential direction of a vacuum vessel, in a region where a magnetic field line is incident toward a vessel wall surface in an annular vacuum vessel containing plasma. The fusion device comprises a plurality of diverter plates arranged and driving means for reciprocating each of the plurality of diverter plates during plasma ignition.

また、第2の装置として、プラズマを収容する環状真
空容器内のうち磁力線が容器壁面に向けて入射する領域
内に、真空容器の周方向に沿って所定の角度を保った状
態で順次配置された複数のダイバータプレートと、プラ
ズマ点火中前記環状真空容器内を真空状態に保つ速度で
前記複数のダイバータプレートの各ダイバータプレート
を相隣接するダイバータプレートとは互いに逆方向で前
記環状真空容器の径方向に沿って往復運動させる駆動手
段とを有する核融合装置を構成したものである。
Further, as a second device, in a region where the lines of magnetic force enter the wall surface of the container in the annular vacuum container containing the plasma, they are sequentially arranged at a predetermined angle along the circumferential direction of the vacuum container. The plurality of divertor plates and the diverter plates of the plurality of diverter plates adjacent to each other at a speed that maintains the inside of the annular vacuum container in a vacuum state during plasma ignition are opposite to each other in the radial direction of the annular vacuum container. And a driving means for reciprocating along the axis.

さらに、第3の装置として、プラズマを収容する環状
真空容器内のうち磁力線が容器壁面に向けて入射する領
域内に、真空容器の周方向に沿って所定の角度を保った
状態で順次配置された複数のダイバータプレートと、プ
ラズマ点火中前記環状真空容器内を真空状態に保つ速度
で前記複数のダイバータプレートの各ダイバータプレー
トを鉛直面に沿って往復運動させる駆動手段とを有する
核融合装置を構成したものである。
Further, as a third device, in the annular vacuum vessel containing the plasma, the magnetic field lines are sequentially arranged in a region where the lines of magnetic force enter toward the vessel wall while maintaining a predetermined angle along the circumferential direction of the vacuum vessel. A fusion device comprising: a plurality of diverter plates; and driving means for reciprocating each diverter plate of the plurality of diverter plates along a vertical plane at a speed for keeping the inside of the annular vacuum vessel in a vacuum state during plasma ignition. It was done.

〔作用〕[Action]

プラズマ点火中、真空容器内に形成される磁力線の入
射位置を一定に保った状態で、すなわちダイバータコイ
ルの電流を変化させずに、各ダイバータプレートを移動
させるようにしたため、真空容器に対する磁力線の位置
が一定の状態に維持され、真空容器に配置されるコイル
や真空容器に誘導渦電流が流れることはなく、荷電粒子
がダイバータプレートへ局所的に集中するのを防止する
ことができ、ダイバータプレートの損耗の低減及び装置
の耐久性の向上に寄与することができる。
During the plasma ignition, each diverter plate was moved while keeping the incident position of the magnetic field lines formed in the vacuum vessel constant, that is, without changing the current of the diverter coil. Is maintained in a constant state, and no induced eddy current flows through the coil or the vacuum vessel arranged in the vacuum vessel, and the charged particles can be prevented from locally concentrating on the diverter plate. This can contribute to reducing wear and improving the durability of the device.

各ダイバータプレートの移動として、各ダイバータプ
レートを、容器の水平面における径方向に沿って、相隣
接するダイバータプレートとは互いに逆方向に往復運動
させたり、ダイバータプレート群を複数のブロックに分
割し、各ブロックのダイバータプレート群を水平容器の
水平面における径方向に沿って、相隣接するブロックの
ダイバータプレートとは互いに逆方向に往復運動させれ
ば、装置全体の重心を一定の状態にしてダイバータプレ
ートを往復運動させることが可能となる。これによりダ
イバータプレートの往復運動によって真空容器が振動す
るのを抑制することが可能となる。
As the movement of each diverter plate, each diverter plate is reciprocated in the direction opposite to the adjacent diverter plate along the radial direction in the horizontal plane of the container, or the diverter plate group is divided into a plurality of blocks. By reciprocating the diverter plates of the block along the radial direction in the horizontal plane of the horizontal vessel and in the opposite direction to the diverter plates of adjacent blocks, the center of gravity of the entire device is kept in a constant state and the diverter plate is reciprocated. It becomes possible to exercise. This makes it possible to suppress the vibration of the vacuum vessel caused by the reciprocating motion of the diverter plate.

また、ダイバータプレートの移動として、ダイバータ
プレートを真空容器の鉛直面に沿って往復運動させれ
ば、ダイバータプレートを容器の水平面に沿って往復運
動させるときよりも移動距離を少なくすることが可能と
なる。
In addition, when the diverter plate is reciprocated along the vertical plane of the vacuum vessel as the movement of the diverter plate, the moving distance can be reduced as compared with the case where the diverter plate is reciprocated along the horizontal plane of the vessel. .

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図及び第2図において、トカマク型核融合装置10
はほぼ円環状の真空容器12を備えており、この容器12の
外周面にはトロイダルコイル14が巻回されている。更に
容器12の外周側にはほぼ円環状のポロイダルコイル(ダ
イバータコイル)16が配置されている。そして容器12に
底部側面側には複数の排気通路18が形成されており、容
器12の内部には複数のダイバータプレート20が円周方向
に沿って順次配置されている。ダイバータプレート20は
ダイバータコイル16によって曲げられた磁力線22が真空
容器12の壁面に向けて入射する領域内に配置されてお
り、各ダイバータプレート20は排気通路20の排気口24か
ら挿入可能な大きさで、長方形形状に形成されている。
1 and 2, the tokamak fusion device 10
Has a substantially annular vacuum container 12, and a toroidal coil 14 is wound around the outer peripheral surface of the container 12. Further, a substantially annular poloidal coil (diverter coil) 16 is arranged on the outer peripheral side of the container 12. A plurality of exhaust passages 18 are formed on the bottom side surface of the container 12, and a plurality of diverter plates 20 are sequentially arranged inside the container 12 along the circumferential direction. The diverter plate 20 is arranged in a region where the magnetic lines of force 22 bent by the diverter coil 16 are incident toward the wall surface of the vacuum vessel 12, and each diverter plate 20 has a size that can be inserted from the exhaust port 24 of the exhaust passage 20. And is formed in a rectangular shape.

各ダイバータプレート20は、第3図及び第4図に示さ
れるように、傾斜した状態で支持台26に支持されてお
り、各ダイバータプレート20の底面側と支持台26の底面
側に複数のローラ28が回転可能に固定されている。各ロ
ーラ28は排気通路18に付設されたレール30上を移動可能
になっている。そして各ダイバータプレート20の支持台
26は駆動棒32を介して駆動装置34に連絡されている。駆
動装置34は駆動棒32を伸縮させてダイバータプレート20
を容器12の水平面における径方向に沿って往復運動させ
る駆動手段として構成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, each diverter plate 20 is supported on a support 26 in an inclined state, and a plurality of rollers are provided on the bottom side of each diverter plate 20 and the bottom side of the support 26. 28 is rotatably fixed. Each roller 28 is movable on a rail 30 attached to the exhaust passage 18. And a support for each diverter plate 20
26 is connected to a driving device 34 via a driving rod 32. The driving device 34 expands and contracts the driving rod 32 to
Is reciprocated along the radial direction of the container 12 in the horizontal plane.

ここで、ダイバータプレート20を傾斜させるに際して
は、ダイバータプレート20の傾斜角度θを磁力線22に沿
って移動する粒子束の流入角度θに対応づけて設定する
こととしている。そしてポロイダル磁場Bpとトロイダル
磁場Brの比を容器12の水平面に対する粒子束の流入角度
θで与えると、これらの関係は次の(1)式によって表
わされる。
Here, when the diverter plate 20 is inclined, the inclination angle θ of the diverter plate 20 is set in association with the inflow angle θ of the particle bundle moving along the magnetic flux 22. When the ratio between the poloidal magnetic field Bp and the toroidal magnetic field Br is given by the inflow angle θ of the particle flux with respect to the horizontal plane of the container 12, these relations are expressed by the following equation (1).

次に、各ダイバータプレート間の距離をl、ダイバー
タプレート20のトロイダル方向における幅をrとし、ダ
イバータプレート20の容器水平面からの傾きを粒子束の
流入角度と同じにすると、距離lは次の(2)式によっ
て表される。
Next, assuming that the distance between each diverter plate is l, the width of the diverter plate 20 in the toroidal direction is r, and the inclination of the diverter plate 20 from the vessel horizontal plane is the same as the inflow angle of the particle flux, the distance l becomes 2) It is represented by the equation.

l=rvosθ …(2) 以上の構成において、プラズマ36を収納する真空容器
12に配置されたトロイダルコイル14とダイバータコイル
16を通電すると、容器12内に磁力線22が発生する。この
磁力線22は荷電粒子を伴って各ダイバータプレート20に
入射する。このとき高エネルギーの不純物荷電粒子はダ
イバータプレート20に衝突して中性化され、排気通路1
8、排気口24を介して排出される。なお、排気口24には
ベローズ38が設けられているので、ダイバータプレート
を動かす際に、容器12内の真空状態が破られるのが防止
できるようになっている。
l = rvosθ (2) In the above configuration, a vacuum container for storing the plasma 36
12 toroidal coil 14 and diverter coil
When electricity is supplied to the magnetic field 16, a magnetic field line 22 is generated in the container 12. The lines of magnetic force 22 enter each diverter plate 20 with charged particles. At this time, the high-energy impurity charged particles collide with the diverter plate 20 and are neutralized, and the exhaust passage 1
8, is discharged through the exhaust port 24. Since the exhaust port 24 is provided with the bellows 38, the vacuum state in the container 12 can be prevented from being broken when the diverter plate is moved.

ここで、本実施例においては、ダイバータプレート20
の粒子束の局所的集中を避けるために、磁力線22の入射
位置を真空容器に対し一定に保った状態で各ダイバータ
プレート20を移動させることとしている。すなわち、ダ
イバータコイル16の電流値を一定の状態に保ち、各ダイ
バータプレート20を30cm程度の振幅で往復運動させるこ
ととしている。そして各ダイバータプレート20を往復運
動させるに際しては、相隣接するダイバータプレート20
とは互いに逆方向に往復運動させることとしている。こ
れによりダイバータプレート20を往復運動させても、容
器12全体の重心を常に一定の状態に保持することが可能
となり、ダイバータプレート20の往復運動によって容器
12が振動するのを制御することが可能となる。
Here, in the present embodiment, the diverter plate 20
In order to avoid local concentration of the particle flux, each diverter plate 20 is moved with the incident position of the magnetic flux 22 kept constant with respect to the vacuum container. That is, the current value of the diverter coil 16 is kept constant, and each diverter plate 20 is reciprocated with an amplitude of about 30 cm. When reciprocating each diverter plate 20, the adjacent diverter plates 20
And reciprocate in opposite directions. As a result, even if the diverter plate 20 is reciprocated, the center of gravity of the entire container 12 can be always maintained in a constant state.
It becomes possible to control that 12 vibrates.

また、各ダイバータプレート20の距離が前記(2)式
を満足すれば、相隣接するダイバータプレート20が互い
に逆方向に動くので、第4図に示されるように、ダイバ
ータプレート20のうち中央のダイバータプレート20が磁
力線22から外れた位置にきたときでも、左側のダイバー
タプレート20が受けられないプラズマ粒子束は右側のダ
イバータプレート20に入射する。このため、プラズマ粒
子束を必ずいずれかのダイバータプレート20によって受
けることができ、容器12の損耗を防止することが可能と
なる。また本実施例によれば、ダイバータプレート20が
傾斜して配置されているので、ダイバータプレート20を
容器12の水平面と平行にした状態で配置したときより
も、1枚のダイバータプレート20が受ける磁力線22の範
囲が広がり、ダイバータプレートの数を少なくすること
ができる。
If the distance between the diverter plates 20 satisfies the above equation (2), the adjacent diverter plates 20 move in opposite directions to each other, and as shown in FIG. Even when the plate 20 comes out of the line of magnetic force 22, the plasma particle flux that cannot be received by the diverter plate 20 on the left enters the diverter plate 20 on the right. For this reason, the plasma particle flux can be received by any one of the diverter plates 20, and the wear of the container 12 can be prevented. Further, according to the present embodiment, since the diverter plate 20 is disposed at an angle, the magnetic lines of force received by one diverter plate 20 are more intense than when the diverter plate 20 is disposed parallel to the horizontal plane of the container 12. The range of 22 can be expanded, and the number of diverter plates can be reduced.

このように、本実施例によれば、磁力線22を変化させ
ずにダイバータプレート20を容器12の径方向に沿って往
復運動させるようにしたため、トロイダルコイル14や容
器12に誘導渦電流が生じることはなく、粒子束がダイバ
ータプレート20へ局所的に集中するのを防止することが
でき、ダイバータプレート20の損耗を防止することが可
能になると共に、ドロイダルコイル14に、交流損失が生
じたり、不要な電磁力が容器12に作用したりするのを防
止することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, since the diverter plate 20 is reciprocated along the radial direction of the container 12 without changing the magnetic flux lines 22, an induced eddy current is generated in the toroidal coil 14 and the container 12. However, it is possible to prevent the particle flux from locally concentrating on the diverter plate 20 and to prevent the diverter plate 20 from being worn, and the AC loss occurs in the droidal coil 14, It is possible to prevent unnecessary electromagnetic force from acting on the container 12.

また、各ダイバータプレート20を移動させるに際して
は、複数のダイバータプレート20を1ブロックとして、
ダイバータプレート群を複数のブロックに分割し、各ブ
ロックのダイバータプレート群を容器12の水平面におけ
る径方向に沿って、相隣接するブロックのダイバータプ
レート20とは互いに逆方向に往復運動させることも可能
である。更に、複数のダイバータプレート20を1ブロッ
クとして、ダイバータプレート群を複数のブロックに分
け、各ダイバータプレート20の移動タイミングをブロッ
ク毎に順次ずらしたタイミングに設定し、各ブロックの
ダイバータプレートをそれぞれ前記設定したタイミング
で容器12の水平面における径方向に沿って往復運動をさ
せることも可能である。このような移動方法を採用すれ
ば、ダイバータプレートの移動によって容器12が振動す
るのを抑制することができる。
When moving each diverter plate 20, a plurality of diverter plates 20 are used as one block.
The diverter plate group is divided into a plurality of blocks, and the diverter plate group of each block can be reciprocated in the direction opposite to the diverter plate 20 of the adjacent block along the radial direction in the horizontal plane of the container 12. is there. Furthermore, the diverter plate group is divided into a plurality of blocks with the plurality of diverter plates 20 as one block, the movement timing of each diverter plate 20 is set to a timing shifted sequentially for each block, and the diverter plate of each block is set as described above. It is also possible to reciprocate along the radial direction in the horizontal plane of the container 12 at the specified timing. If such a moving method is employed, the vibration of the container 12 due to the movement of the diverter plate can be suppressed.

次に、ダイバータプレート20を傾斜させて配置するに
際して、第5図に示されるように、ダイバータプレート
20のプラズマ粒子束入射面20Aと磁力線22とのなす角θ2
を、次の(3)式に示されるように、鋭角となる角度に
設定すれば、ダイバータプレート20へ入射した高エネル
ギー粒子束を排気口24側へ容易に導くことが可能とな
る。
Next, when disposing the diverter plate 20 at an angle, as shown in FIG.
The angle θ 2 between the plasma particle flux incident surface 20A of 20 and the magnetic flux line 22
Is set to an acute angle as shown in the following equation (3), it is possible to easily guide the high energy particle flux incident on the diverter plate 20 to the exhaust port 24 side.

すなわち、ダイバータプレート20の傾斜角θ2を鋭角
とすると共に、ダイバータプレート20の傾きの方向を排
気口24側に設定すれば、ダイバータプレート20に衝突し
た荷電粒子がダイバータプレート20からはね返っても、
プラズマ36中には戻らず、排気口24から排気される。こ
のため、不純物粒子の排気を円滑に行うことができ、排
気効率の向上を図ることができる。
That is, while the inclination angle θ 2 of the diverter plate 20 is set to an acute angle and the direction of the inclination of the diverter plate 20 is set to the exhaust port 24 side, even if the charged particles that collided with the diverter plate 20 rebound from the diverter plate 20,
It does not return into the plasma 36 but is exhausted from the exhaust port 24. For this reason, the exhaust of the impurity particles can be performed smoothly, and the exhaust efficiency can be improved.

次に、第6図に示されるように、各ダイバータプレー
ト20の底面側に、容器12の鉛直方向に沿ってダイバータ
プレート20を往復運動させる駆動装置40を配置し、駆動
装置40の駆動によって各ダイバータプレート20を鉛直方
向に沿って往復運動させても、磁力線22のダイバータプ
レート20への入射位置が変わるため、荷電粒子がダイバ
ータプレート20へ局所的に集中するのを防止することが
できる。この場合、ダイバータプレート20へ入射する粒
子の入射角をθとすると、ダイバータプレート20の鉛直
方向への移動距離は水平方向における移動距離のtanθ
倍となる。すなわち、ダイバータプレート20の水平方向
の移動距離をl、鉛直方向の距離をl′、ダイバータプ
レート20への荷電粒子の入射角をθとすると、tanθ=
l′/l、l′=ltanθと表わされる。このため、tanθ
<1に選び、ダイバータプレート20を鉛直方向に移動さ
せれば、ダイバータプレート20を水平方向に移動させる
ときよりも移動距離を少なくすることが可能となる。
Next, as shown in FIG. 6, a driving device 40 for reciprocating the diverter plate 20 along the vertical direction of the container 12 is disposed on the bottom side of each diverter plate 20, and each driving device 40 drives Even if the diverter plate 20 is reciprocated in the vertical direction, the position where the magnetic field lines 22 are incident on the diverter plate 20 changes, so that the charged particles can be prevented from locally concentrating on the diverter plate 20. In this case, assuming that the incident angle of the particles incident on the diverter plate 20 is θ, the moving distance of the diverter plate 20 in the vertical direction is tan θ of the moving distance in the horizontal direction.
Double. That is, if the horizontal movement distance of the diverter plate 20 is l, the vertical distance is l ', and the incident angle of the charged particles on the diverter plate 20 is θ, tan θ =
l ′ / l, l ′ = ltan θ. Therefore, tanθ
By selecting <1 and moving the diverter plate 20 in the vertical direction, it is possible to make the moving distance shorter than when moving the diverter plate 20 in the horizontal direction.

また、前記各実施例においては、容器12の内側にダイ
バータプレート20冷却用の冷却水配管(図示省略)が配
設されているが、第7図に示されるように、排気通路18
底部側に挿入口42を形成すると共に挿入口42の周囲にベ
ローズ44を配設し、このベローズ44及び排気口42内に駆
動装置40を配置し、排気通路18外周側に冷却水配管46を
配設し、冷却水配管46からの冷却水を駆動装置40、駆動
棒32を介してダイバータプレート20へ供給するようにす
れば、容器12内に冷却水配管を設置する必要がなく、ダ
イバータプレート20を冷却するための装置の取り付け、
取り外しを簡略化することが可能となる。
Further, in each of the above embodiments, a cooling water pipe (not shown) for cooling the diverter plate 20 is provided inside the container 12, but as shown in FIG.
An insertion port 42 is formed on the bottom side and a bellows 44 is disposed around the insertion port 42, a driving device 40 is disposed in the bellows 44 and the exhaust port 42, and a cooling water pipe 46 is provided on the outer peripheral side of the exhaust passage 18. If the cooling water from the cooling water pipe 46 is disposed and supplied to the diverter plate 20 via the driving device 40 and the driving rod 32, there is no need to install a cooling water pipe in the container 12, and the diverter plate Installation of equipment for cooling 20,
Removal can be simplified.

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、プラズマ点火
中真空容器内に形成される磁力線の入射位置を一定に保
った状態で各ダイバータプレートを移動させるようにし
たため、真空容器に配設されるコイルや真空容器に渦電
流が発生することなく、粒子束がダイバータプレートへ
局所的に集中するのを防止することができ、ダイバータ
プレートの損耗を防止することが可能になると共に、コ
イルに交流損失が生じたり、容器に不要な電磁力が作用
したりすることがないので、装置の耐久性の向上に寄与
することが可能となる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, since each diverter plate is moved while maintaining the position of incidence of the lines of magnetic force formed in the vacuum vessel during plasma ignition, the vacuum vessel It is possible to prevent the particle flux from being locally concentrated on the diverter plate without generating eddy currents in the coil and the vacuum vessel disposed in the diverter plate, and to prevent wear of the diverter plate. Since no AC loss occurs in the coil and unnecessary electromagnetic force does not act on the container, it is possible to contribute to improvement of the durability of the device.

またダイバータプレートを移動するに際して、相隣接
するダイバータプレートとは互いに逆方向に各ダイバー
タプレートを往復運動させたり、各ブロックのダイバー
タプレートの移動として、相隣接するブロックのダイバ
ータプレートとは互いに逆方向に往復運動させたりし、
また各ブロックのダイバータプレートの移動タイミング
を順次ずらして往復運動させたりすれば、ダイバータプ
レートの往復動に伴って容器が振動するのを抑制するこ
とが可能となる。
Also, when moving the diverter plate, reciprocate each diverter plate in the opposite direction to the adjacent diverter plate, or move the diverter plate in each block in the opposite direction to the diverter plate in the adjacent block. Reciprocating,
Further, if the reciprocating motion is performed by sequentially shifting the movement timing of the diverter plate of each block, it is possible to suppress the container from vibrating due to the reciprocating motion of the diverter plate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の位置実施例を示すトロイダル断面図、
第2図は容器のポロイダル断面図、第3図はダイバータ
プレートの構成を説明するための図、第4図は磁力線と
ダイバータプレートの関係を説明するための図、第5図
は本発明の他の実施例を示すダイバータプレートと磁力
線との関係を説明するための図、第6図は本発明の他の
実施例を示すポロイダル断面図、第7図は本発明の他の
実施例を示すポロイダル断面図である。 10…トカマク型核融合装置、12…真空容器、14…トロイ
ダルコイル、16…ダイバータコイル、18…排気通路、20
…ダイバータプレート、22…ダイバータコイルによって
曲げられた磁力線、48…プラズマを閉じ込める磁力線、
24…排気口、26…支持台、28…ローラ、30…レール、32
…駆動棒、34…駆動装置、36…プラズマ、38…ベロー
ズ、40…駆動装置、42…挿入口、44…ベローズ、46…冷
却水配管。
FIG. 1 is a toroidal sectional view showing an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view of the container, FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the diverter plate, FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the magnetic field lines and the diverter plate, and FIG. FIG. 6 is a view for explaining the relationship between a diverter plate and lines of magnetic force showing the embodiment of FIG. 6, FIG. 6 is a sectional view of a poloidal showing another embodiment of the present invention, and FIG. It is sectional drawing. 10 ... tokamak fusion device, 12 ... vacuum vessel, 14 ... toroidal coil, 16 ... diverter coil, 18 ... exhaust passage, 20
... Diverter plate, 22 ... Magnetic field lines bent by the diverter coil, 48 ... Magnetic field lines that confine the plasma,
24 ... Exhaust port, 26 ... Support, 28 ... Roller, 30 ... Rail, 32
... drive rod, 34 ... drive device, 36 ... plasma, 38 ... bellows, 40 ... drive device, 42 ... insertion opening, 44 ... bellows, 46 ... cooling water piping.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡崎 隆司 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社 日立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者 木下 茂美 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社 日立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者 竹内 一浩 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社 日立製作所エネルギー研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G21B 1/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takashi Okazaki 1168 Moriyamacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Energy Laboratory, Hitachi, Ltd. In-house (72) Inventor Kazuhiro Takeuchi 1168 Moriyama-cho, Hitachi City, Ibaraki Pref. Energy Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G21B 1/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】プラズマを収容する環状真空容器内のうち
磁力線が容器壁面に向けて入射する領域内に、真空容器
の周方向に沿って順次配置された複数のダイバータプレ
ートと、プラズマ点火中前記複数のダイバータプレート
の各ダイバータプレートを往復運動させる駆動手段とを
有する核融合装置。
1. A plurality of diverter plates sequentially arranged along a circumferential direction of a vacuum vessel in a region of a ring-shaped vacuum vessel containing plasma in which a magnetic field line is incident toward a wall of the vessel. A driving means for reciprocating each of the plurality of diverter plates.
【請求項2】プラズマを収容する環状真空容器内のうち
磁力線が容器壁面に向けて入射する領域内に、真空容器
の周方向に沿って所定の角度を保った状態で順次配置さ
れた複数のダイバータプレートと、プラズマ点火中前記
環状真空容器内を真空状態に保つ速度で前記複数のダイ
バータプレートの各ダイバータプレートを相隣接するダ
イバータプレートとは互いに逆方向で前記環状真空容器
の径方向に沿って往復運動させる駆動手段とを有する核
融合装置。
2. A method according to claim 1, wherein a plurality of magnetic vacuum lines are sequentially arranged at a predetermined angle along a circumferential direction of the vacuum vessel in a region of the annular vacuum vessel for accommodating the plasma, in which a line of magnetic force enters the wall of the vessel. A diverter plate and each diverter plate of the plurality of diverter plates adjacent to each other at a speed that maintains the inside of the annular vacuum container in a vacuum state during plasma ignition are arranged in opposite directions along the radial direction of the annular vacuum container. A fusion device having reciprocating drive means.
【請求項3】プラズマを収容する環状真空容器内のうち
磁力線が容器壁面に向けて入射する領域内に、真空容器
の周方向に沿って所定の角度を保った状態で順次配置さ
れた複数のダイバータプレートと、プラズマ点火中前記
環状真空容器内を真空状態に保つ速度で前記複数のダイ
バータプレートの各ダイバータプレートを鉛直面に沿っ
て往復運動させる駆動手段とを有する核融合装置。
3. A plurality of annularly arranged vacuum chambers, each containing a plasma, and sequentially arranged at a predetermined angle along a circumferential direction of the vacuum vessel in a region where a magnetic field line enters the wall of the vessel. A fusion apparatus comprising: a diverter plate; and driving means for reciprocating each diverter plate of the plurality of diverter plates along a vertical plane at a speed that maintains a vacuum state in the annular vacuum vessel during plasma ignition.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109346194A (en) * 2018-08-14 2019-02-15 中国科学院合肥物质科学研究院 A nuclear fusion device cladding teleoperated transport device

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