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メガアンペア球面トカマク

メガアンペア球面トカマク

座標:北緯51°39′33″西経1°13′50″ /北緯51.65917°西経1.23056°/ 51.65917; -1.23056

MASTリアクター内のプラズマ。
タイプ球状トカマク
稼働日 1999–2013
主半径 〜0.9 m
マイナー半径 〜0.6 m
磁場 0.55 T
暖房 5 MW
プラズマ電流 1.3 MA
ロケーション Culham、オックスフォードシャー、イギリス

Mega Ampere Spherical TokamakMAST )実験は、1999年12月から2013年9月まで、イギリスのオックスフォードシャーにあるCulham Center for Fusion Energyで稼働中の核融合実験でした。

非常に成功したスモールタイトアスペクト比トカマク(START)実験(1991-1998)に続き、MASTアップグレード(2016-)が続き、MASTのコンポーネントとサービスの多くを再利用します。 MASTはSTARTと同じ革新的な球状トカマク設計を使用しました。これは、Joint European Torus(JET)およびITERが採用した従来のトロイダル設計よりも効率的であることが示されています。 STARTは最も楽観的な予測さえも超えることが証明されており、MASTの目的は、より大規模な専用の実験を使用して、その先駆者の結果を確認することです。

EURATOM / UKAEAから完全に委託され、設計に2年、建設にさらに2年かかりました。 STARTで使用されるものと同様のニュートラルビームインジェクタが含まれ、従来の直接誘導の代わりに同じマージ圧縮技術を使用します。圧縮をマージすると、中央のソレノイドフラックスが貴重に節約されます。これを使用して、プラズマ電流をさらに増加させたり、必要な電流フラットトップを維持したりできます。

そのプラズマ体積は約8 m3です。 1020 / m3のオーダーの密度でプラズマを閉じ込めました。

右の画像は、MASTリアクター内のプラズマを示し、ほぼ円形の外側のプロファイルを示しています。上部と下部の拡張部分は、リングダイバータに流れるプラズマであり、これは現代のトカマク設計の重要な特徴です。

目的

  • トカマクの改善された理解、および改善されたITER設計(たとえば、プラズマ成形の効果)を提供するための、新しい体制での研究。
  • 核融合トカマクへの球状トカマク経路の可能性を調査する。

タイムライン

  • 〜1995年の設計開始
  • 〜1997年の建設開始
  • 1999最初のプラズマ
  • 2013 10月。アップグレードのためにシャットダウンする前の最終プラズマ(#30471)。

設計

磁場コイルは超電導ではないため、(アップグレード1aの後の長時間の運転の場合)各パルスの前に-20°Cに冷却する必要があります。

操作

1999年から2013年までに30471個のプラズマを作成しました(最大0.5秒のパルスで)。この期間の研究により、MASTトカマクの大きな垂直変位での非線形不安定性が実証されました。ウィンドリッジは、磁場構造とぴったり合った壁がないため、MASTプラズマは他のトカマクよりも垂直方向の破壊に対して脆弱であると結論付けました。

MASTアップグレード

研究者は、主要な目的に対処するために、デバイスの機能を大幅に強化するためのメジャーアップグレードを実施しています。最初の段階「1a」は2017年に完了し、2019年にプラズマ物理実験が計画されます。

最初のアップグレード '1a'中:

  • トロイダル磁場は0.55テスラから0.84テスラに増加します
  • 高電流でプラズマに蓄積されるエネルギーは、2.5メガジュールから10-20メガジュールに増加します
  • 高電流/フィールドでの最大パルス長が0.5秒から2〜4秒に増加します
  • プラズマ電流は1,300,000アンペアから2,000,000アンペアに増加します

Super-Xダイバータを使用する最初のトカマクになります。