プラズマガンを用いた先進的ダイバータ材料の短パルス熱負荷・動的反応特性の研究

利用等离子枪研究先进偏滤器材料的短脉冲热载荷和动态响应特性

基本信息

批准号：
22K03578
负责人：
福本直之
金额：
$ 2.66万
依托单位：
University of Hyogo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03578/
关键词：
プラズマガンダイバータプラズマ照射非定常熱負荷

项目摘要

本研究では，実験室レベルにおいて，磁化同軸プラズマガン（MCPG）を用いたプラズマ照射により先進的ダイバータ材料の短パルス高熱負荷および動的反応特性を明らかにしようとしている．プラズマ照射装置は，兵庫県立大学において，既存装置を改造したプロトタイプのMCPGを製作し，組み立てが完了している．電源部は，LHD用CT入射装置SPICAの高性能加速電源を組み合わせることで，プラズマ照射の短パルス化と高熱負荷化が可能となっている．その電源を既存の電源制御システムへ組み込むためのプログラムの追加修正や制御機器の追加改造等が完了した．そして，プラズマ照射装置と接続する単独試験用のターゲット用真空容器とも接続し，真空排気も問題なく，単独試験運転を開始する準備を行った．しかし，年度前半にターボ分子ポンプの不具合が発生し，単独試験の実施が困難となった．本研究では，液体およびペブル状材料へのプラズマ照射試験では，湾曲路移送管を用いてプラズマ照射装置を通常の水平方向に設置したままで鉛直方向からプラズマ照射することを計画していた．プラズマの湾曲路移送については，過去のデータの解析と検証から確認できている．そこで，湾曲路移送管および初期試験の照射容器の設計・製作と，外部と内部の電極を湾曲させる湾曲同軸電極についても設計・検討を先行して実施した．真空部品の一部は，兵庫県立大学の工作センターで製作を行っている．その他の真空部品については，年度内に準備が完了している．また，真空排気系についてもターボ分子ポンプを交換し，真空排気の再立ち上げが可能となった．これらにより，初期プラズマ照射を早期に実施するためが進んでいる．なお，初期段階における熱負荷等の計測に必要な計測機器およびデータ収集系を含めたソフト，ハードの両面で準備も整っている．

在这项研究中，我们试图在实验室水平上使用磁化同轴等离子体枪（MCPG）进行等离子体辐照，以阐明先进偏滤器材料的短脉冲高热负荷和动态响应特性。该等离子体辐照装置已组装成 MCPG 原型，这是兵库大学制造的现有装置的改进版本。通过将该电源装置与铲运机用 CT 喷射器 SPICA 的高性能加速电源相结合，可以缩短等离子体照射脉冲并增加热负荷。已完成对程序的额外修改和对控制设备的额外修改，将电源纳入现有的电源控制系统。然后，我们将其连接到用于单次测试的靶材的真空容器上，该真空容器与等离子体辐照设备相连，在抽真空没有问题的情况下，我们准备开始单次测试操作。然而，涡轮分子泵在本财年上半年出现了问题，导致难以进行单独测试。在本研究中，对于液体和卵石状材料的等离子体辐照试验，我们计划使用弯曲的传输管从垂直方向辐照等离子体，同时保持等离子体辐照装置安装在正常的水平方向。通过对以往数据的分析和验证，证实了等离子体的弯曲路径传输。因此，我们设计并制造了用于初始测试的弯曲传输管和辐照容器，还设计和研究了弯曲外部和内部电极的弯曲同轴电极。一些真空零件是在兵库大学加工中心制造的。其他真空部件的准备工作将在本财年内完成。此外，还更换了真空排气系统的涡轮分子泵，从而可以重新启动真空排气系统。因此，早期等离子体照射的实施正在取得进展。此外，前期在软件和硬件方面也做了准备，包括测量热负荷所需的测量设备和数据采集系统等。