核融合炉実用化の技術課題と球状トカマク研究による解決の見通し

カテゴリ: 技術報告

論文No: 1118

グループ名: 【A】基礎・材料・共通部門

発行日: 2008/06/10

タイトル(英語): Technical Issues for the Realization of a Fusion Reactor and the Prospects for their Resolution through Spherical Tokamak Research

著者名: 球状トカマク調査専門委員会

著者名(英語): The Technical Committee on Spherical Tokamak

キーワード: 核融合炉、実用化、炉工学、プラズマ、球状トカマク／fusion, reactor, realization, issues, plasma, ST

要約(日本語): 核融合エネルギーには無尽蔵でクリーンなエネルギー資源の期待がかかっているが，実用化までには多くの技術的課題がある。例えば：核融合反応によって発生する大量の中性子による真空容器壁の損傷；プラズマのディスラプション；プラズマの定常維持；そしてより現実的問題として高すぎる建設費。最近、球状トカマク（ST）とよばれる極端な低アスペクト比トカマクが注目されている。STは高ベータ性能（ベータは磁場圧力で規格化したプラズマ圧力）と大きな開口部をもつため、建設費の低コスト化、ディスラプションのない高自発的プラズマ電流、損傷された壁の簡単な交換が期待される。そこで球状トカマク調査専門委員会は、STにより実用炉実現にむけた諸課題が期待通りに解決できるか、新たな問題は発生しないか、そして世界のST研究に寄与するために日本のST研究体制をいかに構築すべきかを検討してきた。本技術報告はこれらの研究調査結果を，「1. はじめに」、「2. STにおける炉工学」、「3. ST におけるプラズマ壁相互作用」、「4. STにおける運転制御 」、「5. STにおけるプラズマ閉じ込めの物理」、「6. 日本のST研究」、「7. 世界のST研究の現状」、「8. まとめ」の８章にまとめたものである。

要約(英語): Fusion energy is expected as an infinite clean energy resource, but many technical issues remains before the realization. Some of them are as follows: enormous amount of fusion neutrons causing severe damage on the vessel wall; the plasma disruption; the confinement of plasma in the steady state; expensive construction cost as a realistic problem. Recently, a concept of spherical tokamak (ST), which is a tokamak with an extremely low aspect ratio, attracts the attention of people. Since ST has the high beta (the beta is the plasma pressure normalized by the magnetic pressure) and large apertures, we can expect the low construction cost, the high bootstrap current without disruption and the easy exchange of damaged wall. The Technical Committee of Spherical Tokamak has been investigating, whether ST can provide resolution of technical issues for the realization of a fusion reactor; what problems ST causes newly; how we can construct Japanese ST research system in order to contribute to the world ST community. This technical report presents the above investigations in eight sections as follows: “1. Introduction”, “2. Reactor technology in ST”, “3. Plasma wall interactions in ST”, “4. Control of ST”, “5. Plasma physics in ST”, “6. Research activities in Japanese ST community”, “7. Present status of ST research in the world”, “8. Conclusion”.

PDFファイルサイズ: 28,673 Kバイト