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2005 年度 実績報告書

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

研究課題

研究課題/領域番号 14380217
研究機関東京大学

研究代表者

寺井 隆幸  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90175472)

研究分担者 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)
キーワード核融合炉 / 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
研究概要

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。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (16件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Moderate Tritium Properties in Lithium-tin Alloy as a Liquid Breeder/coolant2006

    • 著者名/発表者名
      Yi Kang, Takayuki Terai
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 81

      ページ: 519-523

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Control of Tritium in FFHR-2 Self-cooled Flibe Blanket2006

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fukada, Akio Morisaki, Akio Sagara, Takayuki Terai
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 81

      ページ: 477-483

  • [雑誌論文] Quantitative Measurement of Beryllium-controlled Redox of Hydrogen Fluoride in Molten Flibe2006

    • 著者名/発表者名
      M.Simpson, G.Smolik, J.Sharpe, T.Terai et al.
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 81

      ページ: 541-547

  • [雑誌論文] Interactions between Molten Flibe and Metallic Be2006

    • 著者名/発表者名
      M.Hara, Y.Hatano, M.Simpson, G.R.Smolik, T.Terai et al.
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 81

      ページ: 561-566

  • [雑誌論文] Lithium Compatibility of Insulator Coatings Fabricated by RF Sputtering Method2006

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Sawada, Akihiro Suzuki, Takayuki Terai
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 81

      ページ: 579-582

  • [雑誌論文] Study of Tritium Migration in Liquid Li_2BeF_4 with Ab initio Molecular Dynamics2006

    • 著者名/発表者名
      A.Klix, A.Suzuki, T.Terai
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 81

      ページ: 713-717

  • [雑誌論文] Fabrication of Yttrium Oxide and Erbium Oxide Coatings by PVD Methods2006

    • 著者名/発表者名
      A.Sawada, A.Suzuki, H.Maier, F.Koch, T.Terai et al.
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 81

      ページ: 737-740

  • [雑誌論文] Ferritic Steel-blanket Systems Integration R&D-Compatibility Assessment2006

    • 著者名/発表者名
      A.Kimura, R.Kasada, A.Kohyama, T.Terai et al.
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 81

      ページ: 909-916

  • [雑誌論文] Carbon Tiles as Spectral-shifter for Long-life Liquid Blanket in LHD-type Reactor FFHR2006

    • 著者名/発表者名
      A.Sagara, S.Imagawa, T.Tanaka, T.Terai et al.
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 81

      ページ: 1299-1304

  • [雑誌論文] JUPITER-II Molten Salt Flibe Research : An Update on Tritium, Mobilization and Redox Chemistry Experiments2006

    • 著者名/発表者名
      D.Petti, G.Smolik, M.Simpson, T.Terai, et al.
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 81

      ページ: 1439-1449

  • [雑誌論文] Fabrication of Insulator Coatings for Fusion Reactor Liquid Lithium Blankets2005

    • 著者名/発表者名
      A.Sawada, T.Terai, A.Suzuki, M.Yamawaki
    • 雑誌名

      Journal of Physics and Chemistry of Solids 66

      ページ: 681-683

  • [雑誌論文] Modeling Hydrogen Transport through Plasma Facing Materials by Use of Cellular Automaton2005

    • 著者名/発表者名
      K.Shimura, K.Yamaguchi, T.Terai, M.Yamawaki
    • 雑誌名

      Journal of Physics and Chemistry of Solids 66

      ページ: 684-689

  • [雑誌論文] Measurements of Tritium Properties in Li_<20>Pb_<80> Alloy2005

    • 著者名/発表者名
      Yi Kang, Takayuki Terai
    • 雑誌名

      Proceedings of the Japan-China Symposium on Materials for Advanced Energy Systems and Fission & Fusion Engineering 8

      ページ: 87-91

  • [雑誌論文] Fabrication of Yttrium Oxide and Erbium Oxide Coatings by PVD Methods2005

    • 著者名/発表者名
      A.Sawada, A.Suzuki, H.Maier, F.Koch, T.Terai et al.
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 75-79

      ページ: 737-740

  • [雑誌論文] Tritium Breeding Experiments with Blanket Mock-ups Containing ^6Li-enriched Lithium Titanate and Beryllium Irradiated with DT neutrons2005

    • 著者名/発表者名
      A.Klix, K.Ochiai, Yu.Verzilov, T.Terai et al.
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 75-79

      ページ: 881-884

  • [雑誌論文] Tritium Generation Rate in the Li_<20>Sn_<80> Neutron Irradiation Experiments2005

    • 著者名/発表者名
      Yi Kang, Kazuo Okamura, Takayuki Terai
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 75-79

      ページ: 1009-1013

  • [図書] Introduction to the Advanced Nuclear Energy Technology in Fusion, Fuels and Materials2005

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Terai et al.
    • 総ページ数
      268
    • 出版者
      Atomic Energy Society of Japan

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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