AbstractThe Advanced Limiter Test-II, ALT-II, is a full toroidal belt limiter that began operation on TEXTOR in April 1987. The experimental program investigates the effects of a full toroidal belt on particle confinement and on particle exhaust from the system. ALT-II is designed to operate with 6 MW of plasma heating for three second discharges. For design purposes we assumed that as much as 4 MW is deposited on the limiters. This paper describes how the design conditions were coupled with a detailed description of the tokamak plasma edge region to determine the shapes of the graphite tiles mounted on the ALT-II blades. The front faces of these tiles, the surfaces adjacent to the plasma, were profiled poloidally so that when the energy scrape-off length, λc, is 1.0 cm the active surfaces experience a heat flux of 270 W/cm2. The ALT-II belt consists of eight individually movable blades with a 12.0 cm gap, for diagnostic access, between adjacent blades. Power flow through these gaps produces hot spots on the ends of each blade. Hot spots can also be generated on the ends if one blade is misaligned, protruding further into the plasma, than the adjacent blades. Heat flux loads associated with these hot spots were minimized by providing toroidal shaping to the end tiles in addition to the poloidal, front face, profiling mentioned above. The toroidal profiling is such that a single blade protruding 3 mm further into the plasma than the next nearest blade experiences 1 kW/cm2 on the misaligned edge during full power operation. At this heat load, plasma contamination is maintained at an acceptable level since surface temperatures do not exceed 1800°C, well below the temperature at which graphite sublimation becomes a serious problem.
抄録：先進リミター試験装置ALT-IIは、1987年4月にTEXTORで運転を開始した完全トロイダルベルトリミッターである。この実験プログラムは、完全トロイダルベルトが粒子閉じ込めと装置からの粒子排気に及ぼす影響を調査するものである。ALT-IIは、3秒間の放電において6MWのプラズマ加熱で運転できるように設計されている。設計上の目的として、最大4MWがリミッターに堆積すると仮定した。本論文では、設計条件とトカマク周辺プラズマ領域の詳細な記述をどのように組み合わせて、ALT-IIブレードに取り付けられたグラファイトタイルの形状を決定したかを述べる。これらのタイルの前面、すなわちプラズマに隣接する表面は、ポロイダル方向にプロファイリングされ、エネルギー閉じ込め長λcが1.0cmの場合に、活性表面が270W/cm²の熱流束を受けるようにした。ALT-IIは8つの個別に可動するベルトで構成され、隣接するベルト間には診断用として12.0cmのギャップが設けられている。このギャップを通る電力流は、各ベルトの端部にホットスポットを生じさせる。また、1つのベルトが隣接するベルトよりもプラズマ内に3mm突出してずれた場合にも、端部にホットスポットが発生し得る。これらのホットスポットに関連する熱流束負荷は、前述のポロイダル方向の前面プロファイリングに加えて、端部タイルにトロイダル方向のシェーピングを施すことで最小化された。このトロイダル方向のプロファイリングにより、1つのベルトが隣接するベルトよりもプラズマ内に3mm突出した場合でも、ずれたエッジ部での熱流束は全出力運転時に1kW/cm²となる。この熱負荷において、プラズマ汚染は許容レベルに維持される。なぜなら、表面温度が1800°Cを超えず、グラファイトの昇華が深刻な問題となる温度を十分に下回るからである。