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Optimization of design point for a fusion energy systems integration test facility FAST

A Ejiri, Y Takase, N Ashikawa, T Fujita, K Hanada, K Ibano, H Igami, Y Kume, S Konishi, Y Ono2025年7月Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Fusion by Advanced Superconducting Tokamak (FAST) is a project being proposed as a facility for R&D, testing, and demonstration of systems integration for a deuterium–tritium (DT) fusion energy reactor. The required specifications for FAST are: DT fusion power of 50–, neutron wall loading of 0.3–, discharge duration of 1000 s, and full-power operation lifetime of 1000 h. A quasi-zero-dimensional parameter survey has been carried out to find the parameter region necessary to satisfy the above specifications with the minimum device cost. It was found that a low aspect ratio (), compact (major radius ) tokamak with high temperature superconductor magnets and neutral beam injection power of about (with the energy of 500 keV) offers a possible design point. A time-dependent transport analysis was performed to confirm accessibility to such an operating point and to evaluate the required flux swing for the central solenoid.

日本語訳

先進超伝導トカマクによる核融合(FAST)は、重水素–トリチウム(DT)核融合エネルギー炉のシステム統合のための研究開発、試験、実証の施設として提案されているプロジェクトである。FASTに要求される仕様は、DT核融合出力50–、中性子壁負荷0.3–、放電時間1000秒、全出力運転寿命1000時間である。上記の仕様を最小の装置コストで満たすために必要なパラメータ領域を見つけるため、準零次元パラメータ調査が実施された。その結果、高温超伝導磁石と約 (エネルギー500 keV)の中性粒子ビーム入射パワーを備えた低アスペクト比( )、コンパクトな(主半径 )トカマクが、可能な設計点を提供することが見出された。そのような運転点への到達可能性を確認し、中心ソレノイドに必要なフラックススイングを評価するために、時間依存輸送解析が実施された。

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Fusion Advanced Studies Torus

AIによる論文要約

融合エネルギーシステム統合試験施設 FAST の設計点の最適化
JAこの論文は、核融合エネルギーの実現に向けた研究開発に携わる研究者や技術者、さらに学生にも有益な情報を提供します。#核融合エネルギー #FAST #トカマク #高温超電導 #中性粒子入射加熱
LLM向け: {'Title': '最適化された融合エネルギーシステム統合試験施設 FAST の設計点', 'Author(s)': '不明', 'Research Obje…

この論文では、DT 核融合反応を利用した発電プラントの研究開発と実証を目的とした FAST 施設の最適設計について検討されています。低アスペクト比の小型トカマク装置と高温超電導磁石、そして高エネルギー中性粒子入射加熱が有効な設計点であることが示されています。

Optimization of design point for a fusion energy systems integration test facility FAST
ENThis paper should be read by fusion energy researchers, engineers, and policymakers interested in the development of fusion energy systems and the design of test facilities to support this effort.#FusionEnergy #FusionReactor #SystemsIntegration #FAST #TokamakDesign
LLM向け: {'Title': 'Optimization of design point for a fusion energy systems integration …

This paper describes the optimization of the design parameters for the Fusion by Advanced Superconducting Tokamak (FAST) facility, which aims to test and demonstrate systems integration for a deuterium-tritium fusion energy reactor. The study found that a low aspect ratio, compact tokamak with high-temperature superconductor magnets and neutral beam injection power can meet the required specifications, including 50 MW of DT fusion power, 0.3 MW/m^2 neutron wall loading, 1000 s discharge duration, and 1000 h of full-power operation.

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