トカマクの仕組み・構造を3Dで学ぶ
真空容器を囲むD形コイルと、中央のソレノイド。その配置からITERの構造を読む。
方式の概要と特徴
トカマクは、環状のプラズマを磁場で壁から離して閉じ込める方式です。外部コイルの磁場に、プラズマを流れる電流の効果が加わります。コイル、真空容器、第一壁は役割の異なる部品です。3Dではそれらを別々に選び、内側から外側への配置を確認できます。
装置を回して、構造を確かめる
部品を選び、内部や配置を立体で確認できます。
トカマクの内部へ
操作を始めると3Dモデルを読み込みます。
3Dを開く前でも、下の方式別解説を読めます。
公開資料を参考に独自制作した教育用モデルです。正確な寸法・非公開の内部設計・磁場や粒子軌道の計算結果を示しません。プラズマとビームは位置関係の静止表現で、断面・分解表示は実際の作業手順ではありません。
部品を選んで、仕組みをたどる
容器を囲むTFコイル
D形のTFコイルを選び、真空容器を取り囲む18基の配置を確認します。中央ソレノイドと上下のPFコイルにも切り替え、磁石が一種類ではないことを見比べます。
第一壁とブランケット
ブランケットを単独表示すると、曲面に沿う区画と表面タイルを観察できます。モデルは440の代表区画を描きますが、実機の異形モジュールや開口の割付をそのまま再現していません。
底部のダイバータ
54カセットの内外ターゲットと中央ドームを見ます。第一壁とは別の位置で熱や粒子を受ける部品です。単独表示と内部表示を組み合わせるとU字形の断面が分かります。
装置を支える技術
- 超伝導磁石・電源・電磁力を受ける支持構造
- 真空容器、冷却、タングステン対向材、遠隔保守
代表的な装置・研究機関
ITERの公開構成を参考にした近似です。JT-60SAとは同じトカマク系統ですが、寸法・目的・機器構成は異なります。ITERモデルをJT-60SAの模型としては扱いません。
研究開発で確かめること
閉じ込め性能だけでなく、熱・粒子の排出、材料の寿命、安定した運転と保守を組み合わせる必要があります。実験装置のプラズマ性能と、発電所全体の正味電力は分けて考えます。
一次資料とモデルの再構成範囲
ITERの公開構成を参考にした近似です。JT-60SAとは同じトカマク系統ですが、寸法・目的・機器構成は異なります。ITERモデルをJT-60SAの模型としては扱いません。
公開資料を参考にした独自制作の教材です。静止したプラズマ・ビームは位置関係の説明表示で、磁場・粒子運動の計算結果ではありません。各装置の大きさは同一縮尺ではなく、発電性能や優劣を外観だけで比較できません。
ほかの方式と比べる
方式の分類は完全に独立していません。FRCは磁場配位、MTFは磁化した燃料を圧縮する考え方です。異なる分類軸を持つため、FRCを用いる圧縮研究などでは重なりが生じます。