2020 Fiscal Year Annual Research Report
Study on tritium-production test and design of the Li-loading rod using HTTR for fusion reactors
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18H01200
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
松浦 秀明 九州大学, 工学研究院, 准教授 (50238961)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片山 一成 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (90380708)
大塚 哲平 近畿大学, 理工学部, 准教授 (80315118)
後藤 実 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 高速炉・新型炉研究開発部門 炉設計部, マネージャー (60414546)
濱本 真平 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 高速炉・新型炉研究開発部門 大洗研究所 高温ガス炉研究開発センター, 研究副主幹 (90435610)
石塚 悦男 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 高速炉・新型炉研究開発部門 大洗研究所 高温ガス炉研究開発センター, 課長 (70355006)
飛田 健次 東北大学, 工学研究科, 教授 (50354569)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | トリチウム / 高温ガス炉 / 核融合原型炉 / リチウム装荷体 / ジルコニウム / ニッケル被覆 / ＨＴＴＲ / アルミナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
原型炉初期保有及び炉工学試験用Ｔ調達法として高温ガス炉を用いたＴ製造法を検討している．HTTRを用いたＴ製造実証試験に向け，試験体及び試験法を明確にすることを目的に(1)～(4)を実施した．全体を通して，当初の予定通り順調に研究を遂行することができた．
(1) 高温環境下でのＴ閉じ込め性能評価実験：Zr管-Zr管-Al2O3管からなるLiロッド模擬試験体を用いた700℃でのＴ閉じ込め実験を実施し，水蒸気状Ｔ(HTO)に比べて，水素状Ｔ(HT)は比較的速やかにZr管-Al2O3管を透過することを明らかにした．このことは，Ｔ化学形をHTOに変換することがＴ閉じ込めに有効であることを示す．尚，透過したＴは主にHTOとして観測された．
(2) 高温Zr層とLi酸化物層の共存性評価実験：LiAlO2酸化物共存下において水素同位体を吸収・捕集するためのNi被覆Zr粒子の開発を行った．Zrと同等の水素吸収能をもつ市販のチタン球形粒子(平均粒径40 μm)に，無電解メッキによって100 nm程度の Niを被覆することに成功した．
(3) HTTR装荷用Liロッドの設計及び実証試験法の検討：HTTRを用いたＴ製造実証試験用の試験体約10本の概要を提示した．炉心核計算及びＴ拡散計算を組み合わせることによるZrを含む体系でのＴ製造及び流出解析コードを開発し，各試験体におけるＴ製造及び流出量の推定解析を通して，有効な実証試験方法を具体的にした．
(4) HTTRにおける炉内Ｔ挙動把握試験：HTTRの1次冷却材Heに含まれるＴの化学形態は，約9割がHT，約1割がCH3Tであることがわかった．これにより従来は最も実効線量係数の大きいHTO状として取り扱うしかなかったところが，最適評価も行えるようになった．また，照射試験で生成するＴによる被ばく量を評価して，周辺公衆への影響は十分小さいことを明らかにした．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] T containment property of Zr-included Li rod in high-temperature gas-cooled reactor as a T production device for fusion reactors2020
Author(s)
Hideaki Matsuura, TakuroSuganuma, Yuki Koga, Motomasa Naoi, Kazunari Katayama, Teppei Otsuka, Minoru Goto, Shigeaki Nakagawa, Shinpei Hamamoto, Etsuo Ishitsuka, Kenji Tobita, Satoshi Konishi, Ryoji Hiwatari, Youji Someya, and Yoshiteru Sakamoto
Organizer
The 31th Simposium on Fusion Technology (SOFT2020)
Int'l Joint Research
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