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Concept of a Helias ignition experiment

H. Wobig, T. Andreeva, C.D. Beidler, E. Harmeyer, F. Herrnegger, Y. Igitkhanov, J. Kisslinger, Ya.I. Kolesnichenko, V.V. Lutsenko, V.S. Marchenko2003年被引用 17Nuclear FusionIF 3出版社

The Helias ignition experiment is an upgraded version of the Wendelstein 7-X experiment. The magnetic configuration is a four-period Helias configuration (major radius 18 m, plasma radius 2.0 m, B = 4.5 T), which presents a more compact option than the five-period configuration. Much effort has been focused on two versions of the four-period configuration. One option is the power reactor HSR4/18 providing at least 3 GW of fusion power and the second is the ignition experiment HSR 4/18i aiming at a minimum of fusion power and the demonstration of self-sustaining burn. The design criteria of the ignition experiment HSR 4/18i are the following: The experiment should demonstrate a safe and reliable route to ignition; self-sustained burn without external heating; steady-state operation during several hundred seconds; reliability of the technical components and tritium breeding in a test blanket. The paper discusses the technical issues of the coil system and describes the vacuum vessel and the shielding blanket. The power balance will be modelled with a transport code and the ignition conditions will be investigated using current scaling laws of energy confinement in stellarators. The plasma parameters of the ignition experiment are: peak density 2–3×1020 m−3, peak temperature 11–15 keV, average beta 3.6% and fusion power 1500–1700 MW.

日本語訳

ヘリアス点火実験は、ヴェンデルシュタイン7-X実験の改良版である。磁気配位は4周期ヘリアス配位(主半径18 m、プラズマ半径2.0 m、B = 4.5 T)であり、5周期配位よりもコンパクトな選択肢を提示する。4周期配位の2つのバージョンに多くの努力が注がれてきた。1つの選択肢は、少なくとも3 GWの核融合出力を提供する動力炉HSR4/18であり、もう1つは、最小限の核融合出力と自己維持燃焼の実証を目指す点火実験HSR 4/18iである。点火実験HSR 4/18iの設計基準は以下の通りである。実験は、安全かつ信頼性の高い点火への経路を実証すべきである。外部加熱なしでの自己維持燃焼。数百秒間の定常運転。技術部品の信頼性と試験ブランケットにおけるトリチウム増殖。本論文では、コイルシステムの技術的課題について議論し、真空容器と遮蔽ブランケットについて説明する。出力バランスは輸送コードを用いてモデル化され、点火条件はステラレーターにおけるエネルギー閉じ込めの現在のスケーリング則を用いて調査される。点火実験のプラズマパラメータは以下の通りである。ピーク密度2〜3×10²⁰ m⁻³、ピーク温度11〜15 keV、平均ベータ値3.6%、核融合出力1500〜1700 MW。

装置

wendelstein-7x低精度(概要文一致)

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