AbstractThe reversed field pinch (RFP) magnetic confinement requires both toroidal and poloidal components for the magnetic field induction. As in tokamaks, the former is provided by the toroidal and poloidal components for the the ohmic heating (OH) winding and the equilibrium field (EF) winding. The two induction field components have similar amplitudes, so that the toroidal component required in a RFP is about one order of magnitude lower than that in a tokamak with equal plasma current and aspect ratio.Owing to the local stability properties, the TF coils have to be located as close as possible to the plasma but, at the same time, the magnetic field ripple from TF coils (as well as any kinds of stray fields) must be kept to a minimum. Another peculiarity of the TF winding is that it is required to operate with a time-varying current and at high voltage levels.From these points of view, the design of RFP TF windings presents much less technological problems than a tokamak of similar size.The RFP requires a high toroidal loop voltage during fast current rise and a relatively high toroidal loop voltage during the flat top. The main consequences for the RFX PF magnet systems are as follows: •- large flux and energy to be inductively stored;•- very high voltage across the OH and EF winding terminals, giving rise to substantial insulation problems;•- the very fast rate required for current rise may produce remarkable skin effects within the OH conductors, so that large cross-section conductors have to be avoided;•- the electrodynamic forces acting on the OH winding are large and comparable with those in tokamaks;•- in case of any fault, currents in the coils can rise beyond safety limits at a very high rate, leading to extremely critical conditions for the machine integrity . From a mechanical point of view, both the OH and the EF windings are subject to working conditions similar to those experienced in tokamaks. Thus, RFX windings were manufactured with a similar technology.To detect the TF and PF winding faults a very fast, hard-wired system has been developed, which is able to elaborate signals from specific probes and to decide on necessary protective actions.The present contribution deals with the whole magnet system of RFX, including all TF and PF magnets, mechanical structure, magnetic and electric measurement instrumentation, as well as the fast fault detection system.After a review of the basic concepts representing the theoretical background behind the main choices, all aspects and features concerning the magnet design are presented in detail and deeply discussed. The manufacturing technology is then presented together with the main problems met during manufacture, development and acceptance tests and the methods adopted in order to solve them are explained. On-site assembly procedures, testing and the first integrated RFX operation are finally described.
反転磁場ピンチ（RFP）磁気閉じ込めには、磁場誘導のためにポロイダル成分とトロイダル成分の両方が必要である。トカマクと同様に、前者はオーミック加熱（OH）巻線と平衡磁場（EF）巻線によって供給される。二つの誘導磁場成分は同程度の振幅を持つため、RFPに必要なトロイダル成分は、同じプラズマ電流とアスペクト比を持つトカマクよりも約一桁低い。局所的安定性の要請から、TFコイルは可能な限りプラズマに近接して配置する必要があるが、同時にTFコイルからの磁場リップル（およびあらゆる種類の漏洩磁場）は最小限に抑えなければならない。TF巻線のもう一つの特異性は、時間変動する電流と高電圧レベルで動作することが要求される点である。これらの観点から、RFPのTF巻線の設計は、同規模のトカマクよりも技術的課題がはるかに少ない。RFPは、急速な電流立ち上げ中に高いトロイダルループ電圧を必要とし、フラットトップ期間中も比較的高いトロイダルループ電圧を必要とする。RFXのPF磁気システムに対する主な帰結は以下の通りである： - 誘導的に蓄積される大規模なフラックスとエネルギー； - OHおよびEF巻線端子間の非常に高い電圧。これにより、 substantial な絶縁問題が生じる； - 電流立ち上げに必要な非常に速い時間変化率。これにより、OH導体に顕著な表皮効果が生じる可能性があるため、大断面の導体は避けなければならない； - OH巻線に作用する電磁力は大きく、トカマクのそれに匹敵する； - 何らかの故障が発生した場合、コイル内の電流が安全限界を超えて非常に急速に上昇する可能性があり、装置の完全性にとって極めて重大な状況をもたらす。 機械的観点からは、OHおよびEF巻線はトカマクで経験されるものと同様の動作条件にさらされる。したがって、RFXの巻線は同様の技術を用いて製造された。TFおよびPF巻線の故障を検出するために、特定のプローブからの信号を処理し、必要な保護動作を決定できる非常に高速なハードワイヤードシステムが開発された。本稿では、RFXの磁気システム全体について、全TFおよびPF磁石、機械構造、磁気・電気計測機器、ならびに高速故障検出システムを含めて論じる。主要な設計選択の理論的背景を表す基本概念のレビューの後、磁気設計に関するすべての側面と特徴を詳細に提示し、深く議論する。続いて、製造技術を提示し、製造、開発、および受入試験中に遭遇した主な問題と、それらを解決するために採用された方法を説明する。最後に、現地組立手順、試験、およびRFXの初の統合運転について述べる。