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学術雑誌論文 / Journal Article(1) |
| 公開日 |
2025-02-27 |
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タイトル |
JT-60SAマグネット保護システムの統合試験運転 |
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言語 |
ja |
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言語 |
jpn |
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資源タイプ識別子 |
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501 |
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資源タイプ |
journal article |
| 著者 |
福井 良磨
Tomarchio Valerio
Antti Jokinen
Enrico Di Pietro
芝間 祐介
濱田 一弥
河野 勝己
大西 祥広
櫻井 嶺太
阿部 太一
大都 起一
Sam Davis
Guy Phillips
Manfred Wanner
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| 抄録 |
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内容記述タイプ |
Abstract |
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内容記述 |
超伝導マグネットを用いたトカマク型核融合実験装置JT-60SAは、幅広いアプローチ活動におけるサテライトトカマク計画として、日本とEU間の国際協力により、量子科学研究開発機構(QST)に建設された。
JT-60SAはトロイダル磁場（TF）コイル18個、4モジュールからなる中心ソレノイド（CS）及び平衡磁場（EF）コイル6個で構成された超伝導マグネットシステムが使用されている2)。超伝導マグネットや電流リード、超伝導給電線（フィーダー）及びサーマルシールドを冷却するためにヘリウム冷凍システムを備えている。超伝導マグネットおよび真空容器内の26本のフィーダーには4.5 Kの超臨界ヘリウムを循環させ、強制対流によって冷却される。また、コイルと真空容器壁との輻射熱を低減する目的で、コイルと真空容器の間にサーマルシールドを配置しており、80 Kの加圧したヘリウムガスで冷却される。真空容器外から真空容器内のフィーダーへの熱侵入を軽減する目的で、高温超伝導体(Bi-2223)を使用した26本の高温超伝導電流リード(High Temperature Superconducting Current Lead: HTS-CL)を使用しており、50 Kのヘリウムガスで冷却する。
超伝導マグネットシステムを安定に冷却し、常伝導遷移(クエンチ)やヘリウムリークが発生しても装置を安全に停止できるように、約3000点のI/O信号を処理する大規模な超伝導マグネット保護制御システムを開発し、運用している。超伝導マグネット保護制御システムは、ヘリウム冷凍システムの監視に加え、被冷却機器の温度や、冷媒の圧力、温度及び流量を監視する他、超伝導マグネットの電流、電圧、クエンチ検出器信号をモニターする。超伝導マグネットの通電中はクエンチが発生した場合や監視データに異常が発生した場合は通電を停止するなどの保護動作を行う。2021年に実施した統合コミッショニングでのマグネット通電試験では、上記の保護制御システムは機能したが、EF1コイルで絶縁不良による短絡事象が発生し、真空度が劣化した。その後の絶縁補強や耐電圧試験の結果、高電圧を伴うマグネットシステムの運転中に真空度が劣化した場合、放電する可能性があることが分かった。従って、真空度の監視と真空度が劣化した場合、通電を停止するインターロックシステムの構築が不可欠となった。本稿では超伝導マグネット保護制御システムの概要と、真空センサーを用いたマグネットのインターロックシステムの開発について報告する。 |
| 書誌情報 |
低温工学
巻 59,
号 5,
p. 312-320,
発行日 2024-09
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収録物識別子タイプ |
ISSN |
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収録物識別子 |
1880-0408 |
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識別子タイプ |
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関連識別子 |
10.2221/jcsj.59.312 |
