JPS6337909B2 - - Google Patents
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- JPS6337909B2 JPS6337909B2 JP55153862A JP15386280A JPS6337909B2 JP S6337909 B2 JPS6337909 B2 JP S6337909B2 JP 55153862 A JP55153862 A JP 55153862A JP 15386280 A JP15386280 A JP 15386280A JP S6337909 B2 JPS6337909 B2 JP S6337909B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はトーラス型核融合装置に係り、特に内
部に高温プラズマを閉込めるプラズマ容器を形成
するベローズ部を、そのプラズマより保護するた
めに設けられている熱遮蔽板を備えているものに
好適なトーラス型核融合装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a torus-type nuclear fusion device, and in particular to a heat shielding plate provided to protect a bellows portion forming a plasma container that confines high-temperature plasma from the plasma. The present invention relates to a torus-type nuclear fusion device that is suitable for use in equipped devices.
磁場を用いてプラズマをプラズマ容器内に閉込
めて核融合反応を起こさせ、熱エネルギーを取出
すトーラス型核融合装置の従来技術による概略構
成を第1図に示す。該図の如く、トーラス型のプ
ラズマ容器12内には高温プラズマ26が閉込め
られており、しかも、このプラズマ容器12を取
囲み、かつ、トーラス方向20に所定間隔をもつ
て複数のトロイダルコイル14が配置されてい
る。一方、プラズマ容器12のトーラス中央に
は、ポロイダルコイルを構成する変流器コイル1
6が配置され、また、トロイダルコイル14の外
側周方向にはポロイダルコイルを構成する垂直磁
場コイル18がプラズマ容器12と同芯的に配置
されている。プラズマ容器12はトーラス方向2
0に適切な間隔でベローズ部22を有し、厚肉部
24とベローズ部22の複合構造となつている。
通常、ベローズ部22の板厚は厚肉部24より薄
く、この部分でプラズマ容器12のトーラス方向
20の電気抵抗が十分大きくなる構造となつてい
る。そして、トロイダルコイル14は高温プラズ
マ26をプラズマ容器12内に閉込めるための強
力なトロイダル磁場(以下記号Bで示す)28
を発生し、変流器コイル16は、それを流れる電
流を時間的に急変させてトーラス方向20に電場
を発生させる。この電場によりプラズマ容器12
内の燃料ガスが電離したプラズマに、プラズマ電
流(以下記号IPで示す)30をトロイダル磁場2
8に沿つてトーラス方向20に流す。このプラズ
マ電流30のジユール損失により高温プラズマ2
6を得る。従つ高温プラズマ26はプラズマ電流
30として閉込める必要がある。この際、プラズ
マ電流30はトーラス形状をしているため、トー
ラス外側方向(以下記号Rで示す)31に広がろ
うとする電磁力(以下記号FRPで示す)を受けて
いる。従つて、この電磁力FRPと平衡するトーラ
ス内側方向の力を発生させ、高温プラズマ26を
閉込めておく必要があり、このための垂直磁場
(以下記号BZOで示す)を垂直磁場コイル18で
発生している。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a torus-type nuclear fusion device according to the prior art, which uses a magnetic field to confine plasma in a plasma container to cause a fusion reaction and extract thermal energy. As shown in the figure, a high-temperature plasma 26 is confined in a torus-shaped plasma container 12, and a plurality of toroidal coils 14 surround this plasma container 12 and are spaced at predetermined intervals in the torus direction 20. is located. On the other hand, in the center of the torus of the plasma container 12, a current transformer coil 1 constituting a poloidal coil is placed.
Further, in the outer circumferential direction of the toroidal coil 14, a vertical magnetic field coil 18 constituting a poloidal coil is arranged concentrically with the plasma vessel 12. The plasma container 12 is in the torus direction 2
It has bellows parts 22 at appropriate intervals at zero, and has a composite structure of a thick part 24 and a bellows part 22.
Normally, the bellows portion 22 is thinner than the thick portion 24, and has a structure in which the electrical resistance of the plasma container 12 in the torus direction 20 is sufficiently large. The toroidal coil 14 has a strong toroidal magnetic field (hereinafter denoted by symbol B) 28 for confining the high-temperature plasma 26 within the plasma container 12.
The current transformer coil 16 suddenly changes the current flowing through it over time to generate an electric field in the torus direction 20. This electric field causes plasma vessel 12
A plasma current (hereinafter referred to as I
8 in the torus direction 20. Due to the Joule loss of this plasma current 30, the high temperature plasma 2
Get 6. Therefore, the high temperature plasma 26 needs to be confined as a plasma current 30. At this time, since the plasma current 30 has a torus shape, it is subjected to an electromagnetic force (hereinafter denoted by the symbol F RP ) that tends to spread in the outer direction of the torus (hereinafter denoted by the symbol R) 31 . Therefore, it is necessary to generate a force in the inward direction of the torus that balances with this electromagnetic force F RP to confine the high-temperature plasma 26. For this purpose, a vertical magnetic field (hereinafter denoted by the symbol B ZO ) is applied to the vertical magnetic field coil 18. It is occurring in
一方、第2図に詳細に示す如く、プラズマ容器
12にトーラス方向20に沿つて適切な間隔で設
けられたベローズ部22は、前記変流器コイル1
6の作るトーラス方向20の電場を電気的に短絡
させないために設けられている。プラズマ容器1
2は数憶度にも達する高温プラズマ26を閉込め
ているため、熱容器としての機能も要求される。
特に、ベローズ部22はその板厚も薄く、厚肉部
24より冷却が困難である。また、厚肉部24へ
の熱伝導に対する熱抵抗も大であるため、高温プ
ラズマ26からの入熱に対して十分保護しなけれ
ばならない。 On the other hand, as shown in detail in FIG.
This is provided in order to prevent the electric field in the torus direction 20 created by 6 from being electrically short-circuited. plasma container 1
2 confines high-temperature plasma 26 reaching hundreds of millions of degrees, so it is also required to function as a heat container.
In particular, the bellows portion 22 is thinner and is more difficult to cool than the thick portion 24. Furthermore, since the thermal resistance to heat conduction to the thick portion 24 is large, sufficient protection must be provided against heat input from the high temperature plasma 26.
そこで、通常、第3図に示す如く、厚肉部24
に取付けられたベローズ部22を高温プラズマ2
6より熱遮蔽する熱遮蔽板32が設置されてい
る。この熱遮蔽板32は、高温プラズマ26より
ベローズ部22に来る入熱を受熱して、速やかに
厚肉部24に伝熱する機能を有している。また、
熱遮蔽板32は高温プラズマ26とも接触するた
め、高温プラズマ26との相互作用で高温プラズ
マ26に悪影響を及ぼしてはならない。このため
熱遮蔽板32には、高融点、高熱伝導率のモリブ
デン等の材料が使用されている。 Therefore, as shown in FIG.
The bellows part 22 attached to the high temperature plasma 2
A heat shielding plate 32 is installed to shield from heat from 6. The heat shielding plate 32 has a function of receiving heat input from the high temperature plasma 26 to the bellows portion 22 and quickly transmitting the heat to the thick portion 24. Also,
Since the heat shield plate 32 also comes into contact with the high temperature plasma 26, it must not interact with the high temperature plasma 26 to adversely affect the high temperature plasma 26. For this reason, the heat shield plate 32 is made of a material such as molybdenum, which has a high melting point and high thermal conductivity.
しかしながら、上記の熱遮蔽板32を用いてベ
ローズ部22を保護しようとしても種々問題が生
じる。以下、この点について説明する。 However, various problems arise even when trying to protect the bellows portion 22 using the heat shield plate 32 described above. This point will be explained below.
第4図は高温プラズマ26をプラズマ容器12
内に閉込める原理を示している。通常は、プラズ
マ電流IPによる電磁力FRP(FRP∝TP Z)と、垂直磁
場BZOとプラズマ電流IPの相互作用による電磁力
fRとは平衡しているため、高温プラズマ26が安
定に閉込められている。従つて、平衡に必要な垂
直磁場BZOの大きさは、(1)式で示されるようにプ
ラズマ電流IP、高温プラズマ26の温度や圧力に
関係する項λ、高温プラズマ26の主半径RO、
及び副半径aOの関係Fとして表わされる。 Figure 4 shows high temperature plasma 26 in plasma vessel 12.
It shows the principle of confinement. Usually, the electromagnetic force F RP (F RP ∝T P Z ) due to the plasma current I P and the electromagnetic force due to the interaction between the vertical magnetic field B ZO and the plasma current I P
Since it is in equilibrium with fR , the high temperature plasma 26 is stably confined. Therefore, the magnitude of the vertical magnetic field B ZO required for equilibrium is determined by the plasma current I P , the term λ related to the temperature and pressure of the high-temperature plasma 26, and the main radius R of the high-temperature plasma 26, as shown in equation (1). O ,
and the minor radius aO is expressed as the relationship F.
BZO=F(IP、λ、RO、aO) ……(1)
上記のROやaOを一定値に安定に保つには、BZO
を高温プラズマ26の変化に応じて時間的に制御
された値としなければならない。通常、BZOの追
従が不可能な程高い高温プラズマ26の状態変化
があつた場合には、高温プラズマ26はトーラス
外側方向R、もしくはトーラス内側方向に変位
し、プラズマ容器12の壁、もしくは熱遮蔽板3
2に衝突して消滅する。 B ZO = F (I P , λ, R O , a O ) ...(1) In order to keep the above R O and a O stable at constant values, B ZO
must be set to a value that is temporally controlled according to changes in the high temperature plasma 26. Normally, when there is a change in the state of the high-temperature plasma 26 that is so high that it is impossible to follow B ZO , the high-temperature plasma 26 is displaced toward the outside direction R of the torus or toward the inside direction of the torus, and the wall of the plasma vessel 12 or the heat Shielding plate 3
It collides with 2 and disappears.
以上の現象でプラズマ容器12周辺での磁力線
の分布形態でみると第5図A乃至Cのようにな
る。第5図Aは垂直磁場BZOの分布(図示矢印)
を、第5図Bはプラズマ電流IPによる磁力線分布
(図示矢印)を、第5図Cは、上記第5図A,B
の磁場が重ね合わされて高温プラズマ26がプラ
ズマ容器12内に閉込められている場合の磁力線
分布(図中矢印)をそれぞれ示している。該図か
ら明らかなように、プラズマ容器12付近の磁力
線はいわゆる磁気面を構成しているので、プラズ
マ容器12の壁面を垂直に横切る磁場成分はほと
んど存在しない。この状態よりプラズマ電流IPが
急激に消滅した状態においては、プラズマ容器1
2近くの磁場分布は、急速に第5図Cより第5図
Aの状態に変化する。この変化はプラズマ容器1
2壁より見ると、垂直磁場BZOがプラズマ電流IP
の消滅に同期して立ち上がつたようになる。この
急速な垂直磁場BZOの変化によつて、熱遮蔽板3
2には第6図に示すような渦電流Ieが誘起され
る。詳しくは垂直磁場BZOの熱遮蔽板面との鎖交
成分Boによつて渦電流Ieが誘起される。この場
合、熱遮蔽板32と鎖交する垂直磁場BZOの成分
Boと、熱遮蔽板32の取付位置に関するポロイ
ダル角θとの間には次式が成り立つ。 Due to the above phenomenon, the distribution of magnetic lines of force around the plasma vessel 12 becomes as shown in FIGS. 5A to 5C. Figure 5 A is the distribution of the vertical magnetic field B ZO (arrow shown)
, Fig. 5B shows the magnetic field line distribution (arrow shown) due to the plasma current I P , and Fig. 5C shows the above-mentioned Fig. 5A and B.
The magnetic field distributions (arrows in the figure) are shown when the high-temperature plasma 26 is confined within the plasma container 12 by superimposing the magnetic fields. As is clear from the figure, the lines of magnetic force in the vicinity of the plasma container 12 form a so-called magnetic surface, so there are almost no magnetic field components that perpendicularly cross the wall surface of the plasma container 12. In a state where the plasma current I P disappears rapidly from this state, the plasma vessel 1
The magnetic field distribution near 2 rapidly changes from the state shown in FIG. 5C to that shown in FIG. 5A. This change is caused by plasma vessel 1
2 When viewed from the wall, the vertical magnetic field B ZO is the plasma current I P
It appears to have risen in sync with the disappearance of the. Due to this rapid change in the vertical magnetic field B ZO , the heat shield plate 3
2, an eddy current Ie as shown in FIG. 6 is induced. Specifically, an eddy current I e is induced by the interlinkage component B o of the vertical magnetic field B ZO with the surface of the heat shield plate. In this case, the component of the vertical magnetic field B ZO interlinking with the heat shield plate 32
The following equation holds true between B o and the poloidal angle θ regarding the mounting position of the heat shield plate 32.
Bo=BZOsinθ ……(2)
Ie=G(Bo) ……(3)
従つて、(2)、(3)式よりBoによる渦電流Ieの大き
さは、熱遮蔽板32の取付位置、及び熱遮蔽板3
2の材料の電気伝導度に依存する。また、渦電流
Ieの大きさは熱遮蔽板32の電気伝導率に比例
し、熱遮蔽板32への直交磁場成分Boは、第4
図に示すポロイダル角θが90度、及び270度で最
大となり、逆に熱遮蔽板32へのプラズマから入
熱は小さくなる。一方、ポロイダル角θが0度、
及び180度では前記直交磁場成分Boは最小とな
り、逆にプラズマからの入熱は最大となる。 B o = B ZO sinθ ……(2) I e = G(B o ) ……(3) Therefore, from equations (2) and (3), the magnitude of the eddy current I e due to B o is Mounting position of plate 32 and heat shield plate 3
It depends on the electrical conductivity of the second material. Also, eddy current
The magnitude of I e is proportional to the electrical conductivity of the heat shield plate 32, and the orthogonal magnetic field component B o to the heat shield plate 32 is
The poloidal angle θ shown in the figure is maximum at 90 degrees and 270 degrees, and conversely, the heat input from the plasma to the heat shield plate 32 becomes small. On the other hand, if the poloidal angle θ is 0 degrees,
and 180 degrees, the orthogonal magnetic field component B o is at its minimum, and conversely, the heat input from the plasma is at its maximum.
このため、従来のように、熱遮蔽板32をモリ
ブデン等の高熱伝導材で構成すると、プラズマ電
流IPの急速消滅時に渦電流Ieが大きくなると渦電
流Ieとトロイダル磁場Bの相互作用による電磁
力feが大きくなり、熱遮蔽板32の取付部近く
で、過大な機械的応力が発生すると共に、プラズ
マからの入熱に対する効果的な除熱が行なえない
という問題があつた。 For this reason, if the heat shield plate 32 is made of a highly thermally conductive material such as molybdenum as in the past, when the eddy current I e increases when the plasma current I P rapidly disappears, the interaction between the eddy current I e and the toroidal magnetic field B There was a problem in that the electromagnetic force f e became large, excessive mechanical stress was generated near the attachment part of the heat shield plate 32, and heat input from the plasma could not be effectively removed.
本発明は上述の点に鑑み成されたもので、その
目的とするところは、プラズマ容器を形成するベ
ローズ部を熱遮蔽板で保護するようにしたもので
あつても、この熱遮蔽板に大きな渦電流が発生し
ないようにし、その取付部に過大な応力が加わら
ないようにすると共に、プラズマからの入熱に対
して効果的な除熱が行える熱遮蔽板を備えたトー
ラス型核融合装置を提供するにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and its purpose is to protect the bellows part forming the plasma container with a heat shield plate, but the heat shield plate has a large size. The torus-type fusion device is equipped with a heat shield plate that prevents the generation of eddy currents and the application of excessive stress to the mounting part, and that can effectively remove heat input from the plasma. It is on offer.
本発明はプラズマ容器を形成するベローズ部の
内側にポロイダル方向に隣接配置されている複数
の熱遮蔽板を、プラズマ容器のポロイダル断面に
おける垂直磁場が直角に横切る磁場成分の大きい
場所には電気伝導率が低い非磁性合金を配置し、
これ以外の部分には、前記非磁性合金より電気伝
導率が高い高融点金属を配置して形成することに
より、所期の目的を達成するようになしたもので
ある。即ち、本発明は、渦電流発生の原因となる
熱遮蔽板への直交磁場成分が、ポロイダル角が90
度、270度付近で最大、0度、180度付近で最小と
なり、一方、熱遮蔽板へのプラズマからの入熱
は、ポロイダル角が90度、270度付近で小さく、
0度、180度付近で大きくなることに着目して上
述のような構成としたものである。 The present invention provides a plurality of heat shielding plates arranged adjacent to each other in the poloidal direction inside the bellows part forming the plasma container, and the electrical conductivity is Place a non-magnetic alloy with low
The intended purpose is achieved by arranging and forming a high melting point metal having higher electrical conductivity than the nonmagnetic alloy in the other parts. That is, in the present invention, the orthogonal magnetic field component to the heat shield plate, which causes eddy current generation, has a poloidal angle of 90
The heat input from the plasma to the heat shield plate is small when the poloidal angle is 90 degrees and 270 degrees.
The above-mentioned configuration was created by paying attention to the fact that the angle increases near 0 degrees and 180 degrees.
以下、図面の実施例に基づいて本発明を詳細に
説明する。尚、符号は従来と同一のものは同符号
を使用する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on embodiments shown in the drawings. Incidentally, the same reference numerals are used for the same parts as in the past.
第7図は本発明に一実施例を示す。その概略構
成は従来のものとほとんど同一のため、ここでの
詳細説明は省略する。 FIG. 7 shows one embodiment of the present invention. Since its schematic configuration is almost the same as the conventional one, detailed explanation will be omitted here.
該図に示す如く、本実施例でもプラズマ容器1
2を形成するベローズ部の内周面のポロイダル方
向に沿つて、複数個の熱遮蔽板32が配置されて
いる。そして、本実施列では、この熱遮蔽板32
には2種類の材質のものが使用されている。即
ち、プラズマ容器12のポロイダル断面における
垂直磁場BZOが直角に横切る磁場成分の大きいと
ころほど、つまり、図示するポロイダル角θが90
度、及び270度付近にある熱遮蔽板32(図示斜
線で示す)は電気伝導率が低く耐熱性がある高強
度非磁性合金を使用し、これ以外、即ち、ポロイ
ダル角θが0度、及び180度付近に位置する熱遮
蔽板32は純モリブデン等の高電気伝導率、高融
点金属を使用している。つまり、渦電流の大きさ
が熱遮蔽板32の電気伝導率にほぼ比例し機械的
応力発生の原因となるが、熱遮蔽板32への直交
磁場成分Boはポロイダル角θが90度、及び270度
で最大となり、熱遮蔽板32へのプラズマからの
入熱は小さくなる。そこで、上述したように、ポ
ロイダル角θが90度、及び270度付近の熱遮蔽板
32には電気伝導率の低い材料である高強度非磁
性合金を使用して渦電流の発生を抑え、これに発
生する機械的応力の低減を画つていると共に、プ
ラズマの入熱に見合つた除熱としている。一方、
ポロイダル角θが0度、及び180度では前記直交
磁場成分Boは最小となり、逆にプラズマからの
入熱は最大となる。そこで、ポロイダル角θが0
度、及び180度付近の熱遮蔽板32には高電気伝
導率、高融点金属である純モリブデンを使用し、
プラズマからの入熱を受熱して速やかに厚肉部に
伝熱し耐熱性を向上させている。ここで高強度非
磁性合金の電気伝導度は、純モリブデンの数倍か
ら数十倍の範囲で低く、高温強度が純モリブデン
と同程度にあることが望ましく、オーステナイト
系高ニツケル合金が対高温プラズマ特性上も使用
に適している。なお、熱遮蔽板32の使用材料の
電気伝導率をσとし、取付位置のポロイダル角を
θとした時、σ∝1/sinθの関係を満足するように、
熱遮蔽板32の使用材料を異ならせ、その電気伝
導率を変えてもよい。 As shown in the figure, the plasma container 1 is also used in this embodiment.
A plurality of heat shielding plates 32 are arranged along the poloidal direction of the inner circumferential surface of the bellows portion forming the bellows portion 2 . In this embodiment, this heat shield plate 32
Two types of materials are used. That is, the larger the magnetic field component perpendicularly crossed by the vertical magnetic field B ZO in the poloidal cross section of the plasma vessel 12, the greater the poloidal angle θ shown in the figure is 90
The heat shielding plate 32 (indicated by diagonal lines in the figure) near 270 degrees and 270 degrees is made of a high-strength non-magnetic alloy with low electrical conductivity and heat resistance. The heat shield plate 32 located at around 180 degrees is made of a metal with high electrical conductivity and high melting point, such as pure molybdenum. In other words, the magnitude of the eddy current is almost proportional to the electrical conductivity of the heat shield plate 32 and causes mechanical stress, but the orthogonal magnetic field component B o to the heat shield plate 32 has a poloidal angle θ of 90 degrees and It reaches a maximum at 270 degrees, and the heat input from the plasma to the heat shield plate 32 becomes small. Therefore, as mentioned above, a high-strength nonmagnetic alloy, which is a material with low electrical conductivity, is used for the heat shield plate 32 where the poloidal angle θ is around 90 degrees and 270 degrees to suppress the generation of eddy currents. In addition to reducing the mechanical stress generated in the plasma, the heat removal is commensurate with the plasma heat input. on the other hand,
When the poloidal angle θ is 0 degrees and 180 degrees, the orthogonal magnetic field component B o is minimum, and conversely, the heat input from the plasma is maximum. Therefore, the poloidal angle θ is 0
pure molybdenum, which is a metal with high electrical conductivity and a high melting point, is used for the heat shielding plate 32 near 180 degrees and 180 degrees.
It receives heat input from the plasma and quickly transfers it to the thick parts, improving heat resistance. The electrical conductivity of high-strength nonmagnetic alloys is several times to several tens of times lower than that of pure molybdenum, and it is desirable that the high-temperature strength be on the same level as pure molybdenum. It is also suitable for use due to its characteristics. In addition, when the electrical conductivity of the material used for the heat shield plate 32 is σ, and the poloidal angle at the mounting position is θ, the materials used for the heat shield plate 32 may be different so that the relationship σ∝1/sinθ is satisfied. However, its electrical conductivity may be changed.
本実施例によれば、取付位置のポロイダル角θ
が90度、及び270度付近の熱遮蔽板32には高強
度非磁性合金を用い、ポロイダル角θが0度、及
び180度付近の熱遮蔽板32には純モリブデンを
用いたことにより、効果的な除熱が行えるので耐
熱性を減ずることなく、しかも、渦電流の発生が
小さいので熱遮蔽板32の取付部に加わる機械的
応力を低減させる効果がある。 According to this embodiment, the poloidal angle θ at the mounting position
By using a high-strength non-magnetic alloy for the heat shield plate 32 where the angle is around 90 degrees and 270 degrees, and by using pure molybdenum for the heat shield plate 32 where the poloidal angle θ is around 0 degrees and 180 degrees, the effect is improved. Since heat removal can be performed in a consistent manner, heat resistance is not reduced, and since eddy current generation is small, it is effective in reducing mechanical stress applied to the attachment portion of the heat shield plate 32.
以上説明した本発明のトーラス型核融合装置に
よれば、プラズマ容器を形成するベローズ部の内
側にポロイダル方向に隣接配置されている複数の
熱遮蔽板を、プラズマ容器のポロイダル断面にお
ける垂直磁場が直角に横切る磁場成分の大きい場
所には電気伝導率が低い非磁性合金を配置し、こ
れ以外の部分には、前記非磁性合金より電気伝導
率が高融点金属を配置して形成したものであるか
ら、ベローズ部を熱遮蔽板で保護したものであつ
ても、渦電流の発生が小さいので熱遮蔽板の取付
部に加わる過大な機械的応力を低減させることが
できると共に、プラズマからの入熱の大きいとこ
ろが熱伝導率の高い熱遮蔽板となつているので効
果的な除熱が行え、此種トーラス型核融合装置に
採用する場合には非常に有効である。 According to the torus-type fusion device of the present invention described above, the plurality of heat shield plates arranged adjacently in the poloidal direction inside the bellows part forming the plasma vessel are arranged so that the vertical magnetic field in the poloidal cross section of the plasma vessel is at right angles. A non-magnetic alloy with low electrical conductivity is placed in the area where the magnetic field component crossing the area is large, and a metal with a higher melting point electrical conductivity than the non-magnetic alloy is placed in other areas. Even if the bellows part is protected by a heat shield plate, the generation of eddy current is small, so it is possible to reduce the excessive mechanical stress applied to the attachment part of the heat shield plate, and to reduce the heat input from the plasma. Since the large part acts as a heat shield plate with high thermal conductivity, it can effectively remove heat, and is very effective when used in this type of torus-type nuclear fusion device.
第1図は従来のトーラス型核融合装置を一部断
面して示す平面図、第2図は第1図で示したプラ
ズマ容器部の平面図、第3図は第1図、及び第2
図で示したプラズマ容器のベローズ部に取付けた
熱遮蔽板の断面図、第4図はプラズマ閉込め時の
プラズマ容器周辺での磁力分布と電磁力の関係を
示したプラズマ容器のポロイダル断面図、第5図
Aはプラズマ容器に作用する垂直磁場BZOの分布
図、第5図Bはプラズマ電流IPによるプラズマ容
器に作用する磁力線の分布図、第5図Cは前記第
5図A、及び第5図Bの磁場が重なり高温プラズ
マが容器内に閉じ込められた場合の磁力線の分布
図、第6図は熱遮蔽板に流れる渦電流と、この付
近の磁束分布、及び電磁力を示した斜視図、第7
図は本発明に係るトーラス型核融合装置の熱遮蔽
板の配置を示すプラズマ容器のポロイダル断面図
である。
12……プラズマ容器、14……トロイダルコ
イル、16……変流器コイル、18……垂直磁場
コイル、20……トーラス方向、22……ベロー
ズ部、24……厚肉部、26……高温プラズマ、
28……トロイダル磁場、30……プラズマ電
流、32……熱遮蔽板、BZO……垂直磁場、θ…
…ポロイダル角。
Fig. 1 is a partially sectional plan view of a conventional torus-type fusion device, Fig. 2 is a plan view of the plasma container shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a plan view of the plasma vessel shown in Fig. 1 and 2.
Figure 4 is a poloidal cross-sectional view of the plasma vessel showing the relationship between magnetic force distribution and electromagnetic force around the plasma vessel during plasma confinement; FIG. 5A is a distribution diagram of the vertical magnetic field BZO acting on the plasma vessel, FIG. 5B is a distribution diagram of magnetic lines of force acting on the plasma vessel due to the plasma current I P , and FIG. Figure 5B is a distribution diagram of magnetic lines of force when the magnetic fields overlap and high-temperature plasma is confined within the container. Figure 6 is a perspective view showing the eddy current flowing in the heat shield plate, the magnetic flux distribution in this area, and the electromagnetic force. Figure, 7th
The figure is a poloidal cross-sectional view of a plasma vessel showing the arrangement of a heat shield plate of a torus-type fusion device according to the present invention. 12... Plasma vessel, 14... Toroidal coil, 16... Current transformer coil, 18... Vertical magnetic field coil, 20... Torus direction, 22... Bellows part, 24... Thick wall part, 26... High temperature plasma,
28...Toroidal magnetic field, 30...Plasma current, 32...Heat shield plate, B ZO ...Vertical magnetic field, θ...
...poloidal angle.
Claims (1)
配置して形成され、内部にプラズマを閉込めるプ
ラズマ容器と、該プラズマ容器を取囲み、かつ、
トーラス方向に所定間隔をもつて複数個配置され
るトロイダルコイルと、該トロイダルコイルの外
側に前記プラズマ容器とほぼ同芯的に配置され、
前記プラズマを閉込めるための垂直磁場を発生す
る垂直磁場コイルとを備え、前記プラズマ容器の
ベローズ部の内側に、複数の熱遮蔽板をポロイダ
ル方向に隣接配置して構成されているトーラス型
核融合装置において、前記熱遮蔽板は、前記プラ
ズマ容器のポロイダル断面における前記垂直磁場
が直角に横切る磁場成分の大きい場所に電気伝導
率が低い非磁性合金が配置され、これ以外の部分
に前記非磁性合金より電気伝導率が高い高融点金
属が配置されて形成されることを特徴とするトー
ラス型核融合装置。 2 前記非磁性合金としてオーステナイト系高ニ
ツケル合金を用い、前記高融点金属として純モリ
ブデンを用い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。[Scope of Claims] 1. A plasma vessel formed by alternately arranging thick parts and bellows parts in the torus direction and confining plasma therein, and surrounding the plasma vessel, and
a plurality of toroidal coils arranged at predetermined intervals in the torus direction, and arranged approximately concentrically with the plasma vessel outside the toroidal coils,
a torus-type nuclear fusion comprising a vertical magnetic field coil that generates a vertical magnetic field for confining the plasma, and a plurality of heat shielding plates arranged adjacent to each other in a poloidal direction inside a bellows portion of the plasma vessel; In the apparatus, in the heat shielding plate, a non-magnetic alloy with low electrical conductivity is arranged at a location where the vertical magnetic field crosses the poloidal cross section of the plasma vessel at right angles and has a large magnetic field component, and the non-magnetic alloy is disposed at other parts. A torus-type nuclear fusion device characterized by being formed by arranging a high-melting point metal with higher electrical conductivity. 2. The torus-type nuclear fusion device according to claim 1, wherein an austenitic high nickel alloy is used as the non-magnetic alloy, and pure molybdenum is used as the high melting point metal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55153862A JPS5777991A (en) | 1980-11-04 | 1980-11-04 | Torus type nuclear fusion device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55153862A JPS5777991A (en) | 1980-11-04 | 1980-11-04 | Torus type nuclear fusion device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5777991A JPS5777991A (en) | 1982-05-15 |
| JPS6337909B2 true JPS6337909B2 (en) | 1988-07-27 |
Family
ID=15571721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55153862A Granted JPS5777991A (en) | 1980-11-04 | 1980-11-04 | Torus type nuclear fusion device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5777991A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015184343A1 (en) | 2014-05-30 | 2015-12-03 | Absolute Exhibits, Inc. | Thermoset in-mold finishing film |
-
1980
- 1980-11-04 JP JP55153862A patent/JPS5777991A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015184343A1 (en) | 2014-05-30 | 2015-12-03 | Absolute Exhibits, Inc. | Thermoset in-mold finishing film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5777991A (en) | 1982-05-15 |
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