AbstractThe influence of plasma thermal instability on the safety of a D—T tokamak breeder reactor is examined, by coupling (a) a one-dimensional tokamak transport model which includes a radial motion, and (b) thermal-hydraulic equations for the blanket materials. The plasma is operated at a volume-averaged temperature of 15 keV and at a nearly-ignited state (Qp ∼ 100). The blanket uses a mobile form of uranium pebble-bed configurations with helium cooling. If one takes appropriate positive values for the vertical field decay index, then the thermal instability and its influence can be considerably suppressed. However, the actual field decay index is negative because a D-shaped plasma is supposed. In this case the effect of radial motion decreases and unfavorable changes in plasma/blanket parameters are observed. For successful operation one must provide the plasma with some control. The plasma thermal instability and its influence on the blanket can be completely eliminated by applying a vertical-field regulation.
プラズマ熱的不安定性がD—Tトカマク増殖炉の安全性に及ぼす影響を、(a)半径方向の運動を含む一次元トカマク輸送モデルと、(b)ブランケット材料の熱流動方程式を結合することにより調べた。プラズマは、体積平均温度15 keV、ほぼ臨界状態(Qp ∼ 100)で運転される。ブランケットは、ヘリウム冷却による移動式ウラン小球充填層構成を採用している。鉛直磁場減衰指数に適切な正の値を採用すれば、熱的不安定性とその影響をかなり抑制できる。しかし、D字形プラズマを想定する場合、実際の磁場減衰指数は負となる。この場合、半径方向の運動の影響は減少し、プラズマ/ブランケットパラメータに好ましくない変化が観測される。安定な運転を実現するには、プラズマに何らかの制御を施す必要がある。鉛直磁場調整を適用することにより、プラズマ熱的不安定性とそのブランケットへの影響を完全に除去できる。