Eddy current analysis for REPUTE-1, which is a Reversed Field Pinch (RFP) experimental device at the University of Tokyo, is presented. The error field problem is one of the most serious ones for plasma confinement in RFP. When the plasma current starts up, a large amount of eddy current flows in the plasma vessel. The plasma vessel consists of an inner vacuum vessel and an outer toroidal shell. The plasma vessel has many holes, for example, 108 holes in REPUTE-1, for vacuum pumping and plasma diagnosis. The flow pattern of the eddy current is badly distorted due to the existence of these holes. This distortion produces large ripples in the magnetic field generated by the eddy current in both the toroidal and poloidal directions; this is termed an error field. So far, the plasma confinement time has been measured as rather short compared to a design value in RFP experimental devices elsewhere because of the error field. In this analysis, we used the software tool named INCANET (IHI Induced Current Analysis Code by the Network Mesh Method). The toroidal and poloidal distributions of the error fields were numerically obtained by the three-dimensional eddy current analysis. When the total eddy current in the vacuum vessel is 30 kA, which corresponds to the typical RFP discharge of 200 kA plasma current, the radial component of the error field is 0.014–0.015 T at the edges of port holes, which is around 8% of the poloidal field generated by the plasma current itself.
東京大学におけるReversed Field Pinch(RFP)実験装置であるREPUTE-1の渦電流解析について述べる。誤差磁場問題は、RFPにおけるプラズマ閉じ込めにとって最も深刻な問題の一つである。プラズマ電流立ち上げ時、プラズマ容器には大きな渦電流が流れる。プラズマ容器は、内側の真空容器と外側のシェルから構成される。プラズマ容器には、真空排気およびプラズマ計測のための多数の孔(REPUTE-1では108個)が設けられている。これらの孔の存在により、渦電流の流れパターンは大きく歪められる。この歪みにより、渦電流が生成する磁場にはトロイダル方向およびポロイダル方向の両方において大きなリップルが生じる。これが誤差磁場と呼ばれるものである。これまで、他のRFP実験装置においても、この誤差磁場の影響により、プラズマ閉じ込め時間は設計値よりもかなり短い値にとどまっている。本解析では、INCANET(ネットワーク法によるIHI誘導電流解析コード)を用いた。三次元渦電流解析により、誤差磁場のトロイダル方向およびポロイダル方向の分布を数値的に求めた。プラズマ電流200kAの典型的なRFP放電に対応する、真空容器の総渦電流30kAの場合、ポート孔の縁における誤差磁場の径方向成分は0.014〜0.015Tであり、これはプラズマ電流自体が生成するポロイダル磁場の約8%に相当する。