2005 Fiscal Year Annual Research Report
新型核融合炉液体トリチウム増殖材料の特性と先進液体ブランケット設計
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14380217
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
寺井 隆幸 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90175472)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 知 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10114547)
鈴木 晶大 東京大学, 大学院工学系研究科, 助教授 (80332188)
西村 秀俊 東京大学, 大学院工学系研究科, 助手 (40376504)
大矢 恭久 東京大学, アイソトープ総合センター, 助手 (80334291)
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| Keywords | 核融合炉 / 液体ブランケット / 増殖材料 / リチウム-スズ / フッ化物溶融塩 / トリチウム / 拡散係数 / 溶解度 |
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| Research Abstract |
D-T核融合炉を実現するためには核融合炉燃料サイクルの確立が必須であり、燃料として消費する量以上のトリチウムをブランケットにおいて増殖し、これを効率的に回収することが必要である。液体増殖材料を用いる液体ブランケットは、高出力密度化や増殖材料の連続処理が可能であるという大きな特徴を有し、経済性などの観点から極めて魅力的な動力炉ブランケット概念となる可能性が大きいが、そのための研究開発は固体ブランケットのそれに比べて大きく立ち遅れている。
本研究は、新しい液体ブランケット概念について検討を行う一方、そのために必要な液体増殖材料特性データを取得することを目的とした。また、得られたデータの総合評価を行うとともに、それらをもとに、新しい液体ブランケット概念について、その実現可能性や今後の研究開発項目を明らかにした。
1.リチウム-スズ液体合金系の特性測定
潜在的有用性が高いと考えられる液体Li-Sn液体合金系増殖材料の基本的な特性についての測定を行った。特に、原子炉内に模擬ブランケット体系を設置し、トリチウム拡散係数や溶解度などの測定と評価を行った。
2.フッ化物溶融塩系における化学挙動
フッ化物溶融塩(LiF-BeF_2)中に還元材として金属Beを浸漬することにより、フッ化物溶融塩中で生成するトリチウムの化学形を制御することを目的に、HFの還元実験を行ない、その可能性を実証した。
3.液体リチウム中の不純物制御と液体ブランケット用セラミックコーティングの開発
液体Li中のトリチウムや非金属不純物の制御についての研究を行うとともに、液体Li環境下で使用する絶縁性セラミックコーティングの開発を行い、アークプラズマ法で作製したEr_2O_3被膜膜が優れた機能を有することを見出した。
4.液体増殖材料特性データの評価と先進ブランケット設計
上記で得られた特性データの総合評価を行うとともに、それらのデータを用いて先進的な液体ブランケット設計を行い、検討課題の摘出を行った。
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