核融合炉ブランケットにおけるトリチウム挙動解明

2008 年度 実績報告書

• 研究領域: 核融合炉実現を目指したトリチウム研究の新展開
• 研究課題/領域番号: 19055007
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 深田 智 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 教授 (50117230)
• 研究分担者: 寺井 隆幸 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90175472)
• キーワード: 核融合炉 / トリチウム / ブランケット / 回収 / 透過 / 酸化膜 / 熱回収

研究概要

核融合炉ブランケットは、プラズマ炉心内で反応する重水素とトリチウムから発生した中性子から、ブランケットに挿入したリチウム増殖材でトリチウム増殖させる他、トリチウムと同時に発生する熱の回収、核反応で生じるγ線防護の重要な役割をはたすべく設計されなければならず、核融合と社会との重要な接点になっている。ブランケット内で発生するごく微量のトリチウムを実効トリチウム増殖率1.05で増殖するためには、発生したトリチウムを99.9%以上の回収率で、金属壁を透過しやすい性質を持つトリチウム透過を通常の1/1000まで減衰させる防止膜の開発など多くの課題を達成して始めて、ブランケットとしての機能が達成できる。本特定領域「核融合トリチウム」のブランケット研究班では、この目標達成のため、ブランケット-トリチウム研究を二つの班に分け、B1班でシステム工学的な観点で、トリチウム移行挙動をマクロな物質収支とミクロな吸着、反応、同位体交換の速度式で解析し、原子炉照射で発生するトリチウム移行挙動の実験結果と比較検討した。特定領域研究2年度は、班内の九大とJAEAのグループによる研究討論会を開催するとともに、ミクロなトリチウム-材料相互作用を検討するB2班との合同検討会を開催し、問題点の抽出、現状技術の共有、目標達成のための新規課題の抽出などの検討をおこなった。B2班での研究項目は、固体リチウム酸化物の酸素不定比性安定化の実験研究、LiやFlibe液体増殖材の東大炉での照射実験によるトリチウム放出挙動実験とトリチウム漏洩阻止膜の実験検討であり、合同検討会で各性能について検討された。
さらに、他のA班の炉心トリチウム挙動研究グループおよび、C班の炉外トリチウム挙動研究グループとの共同検討会(10月、2月、3月)を共催し、核融合炉トリチウム移行挙動把握と効果的トリチウム回収についての検討をおこなった。

研究成果

• [雑誌論文] 今、核融合炉壁が熱い!-数値モデリングでチャレンジ-, 第9回VIII. 壁が作る燃料をどうするのか (2009)
  • 著者名/発表者名: 深田智、小田卓司
  • 雑誌名: 日本原子力学会誌 51 ページ: 178-182
  • 査読あり
• [雑誌論文] 小特集「トリチウムの挙動を知る1。はじめに」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 奥野健二、深田智
  • 雑誌名: プラズマ・核融合学会誌 85 ページ: 2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization activities on design studies of LHD-type reactor FFHR (2008)
  • 著者名/発表者名: A.Sagara, O. Mitarai, T. Tanaka, S. Imagawa, Y. Kozaki, M. Kobayashi, T. Morisaki, T. Watanabe, K. Takahata, H. Tamura, N. Yanagi, K. Nishimura, H. Chikaraishi, S. Yamada, S. Fukada, S. Masuzaki, A Shishkin, Y. Igitichanov, T. Goto, Y Ogawa, T. Muroga, T. Mito, O. Motoiima and FFHR design group
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design 83 ページ: 1690-1695
  • 査読あり
• [雑誌論文] レーザ-核融合炉トリチウム増殖燃料サイクル系について (2008)
  • 著者名/発表者名: 深田智
  • 雑誌名: 核融合工学部会部会報 14 ページ: 44-47
• [雑誌論文] 小特集「トリチウムの挙動を知る6。トリチウムの移行過程を知る」 (2008)
  • 著者名/発表者名: 深田智、波多野雄治、原正憲
  • 雑誌名: プラズマ・核融合学会誌 85 ページ: 31-35
  • 査読あり
• [学会発表] Li-PbあるいはFlibeからのトリチウム回収のための装置と関連する実験データー (2009)
  • 著者名/発表者名: 枝尾祐希、深田智
  • 学会等名: NIFS拡大炉設計会合
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2009-02-13
• [学会発表] コンクリート材におけるトリチウム挙動に関する研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 片山一成、高田大樹、枝尾祐希、末松和樹、深田智他, 枝尾祐希
  • 学会等名: プラズマ核融合学会九州支部会発表会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-12-23
• [学会発表] 水素プラズマー壁間の水素と炭素の移行挙動に関する研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 笠原三四郎、藤木俊也、片山一成、深田智, 藤木俊也、内田勇太
  • 学会等名: 日本原子力学会九州支部第27回講演会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] 核融合炉におけるトリチウム計量管理4. ブランケットシステムにおけるトリチウム処理技術の現状と課題 (2008)
  • 著者名/発表者名: 深田智
  • 学会等名: 第25回プラズマ核融合学会年会
  • 発表場所: 栃木
  • 年月日: 2008-12-03
• [学会発表] Research and development on water-cooled solid breeder test blanket module in JAEA (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Enoeda, H. Tanigawa, D. Tsyru et.al.
  • 学会等名: The 16th Pacific Basin Nuclear Conference (16PBNC)
  • 発表場所: Aomori. Javan
  • 年月日: 2008-10-18
• [学会発表] Mg-TiMn1.5複合化合金へのニオブ酸化物添加による水素放出速度に及ぼす影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 林信孝、宮入嘉夫、牧原義一、深田智
  • 学会等名: 化学工学会第40回秋期大会
  • 発表場所: 宮城
  • 年月日: 2008-09-16
• [学会発表] 固体ブランケット増殖部におけるトリチウム透過 (2008)
  • 著者名/発表者名: 末松和樹、花田友樹、山下直哉、金沢竜彦、深田智、西川正史
  • 学会等名: 日本原子力学会2008年秋の大会
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 2008-09-05
• [学会発表] プラズマによるメタン分解に伴う水素、炭素移行挙動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 片山一成、深田智、西川正史
  • 学会等名: 日本原子力学会2008年秋の大会
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 2008-09-05
• [学会発表] 核融合炉燃料排ガスのクライオソープションポンプによる排気と燃料精製に関する研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 深田智、寺下真史
  • 学会等名: 日本原子力学会2008年秋の大会
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] Li_4SiO_4からのトリチウム放出挙動に与える表面水の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 花田友樹、深田智、西川正史、末松和樹、山下直哉、金沢竜彦
  • 学会等名: 日本原子力学会2008年秋の大会
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] IFMIF/EVEDAターゲット系開発の現状 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村博雄、井田瑞穂、宮下誠、吉田英一、深田智他
  • 学会等名: 第7回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 青森
  • 年月日: 2008-06-19
• [学会発表] ヘリカル型核融合炉Flibeブランケットにおけるトリチウム回収への拡散と同位体交換の効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 深田智、枝尾祐希、山口翔、相良明男
  • 学会等名: 第7回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 青森
  • 年月日: 2008-06-19
• [備考]
  • URL: http://tritium.nifs.ac.jp/