高温ガス炉を用いた核融合炉用トリチウム生産の検討

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23656574
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 松浦 秀明 九州大学, 工学研究院, 助教 (50238961)
• 研究分担者: 中尾 安幸 九州大学, 工学研究院, 教授 (00164129)
• 連携研究者: 西川 正史 九州大学, 総合理工学研究院, 特任教授 (90026229) ; 島川 聡司 日本原子力研究開発機構, 原子力水素・熱利用研究センター, 研究副主幹 (20414534) ; 後藤 実 日本原子力研究開発機構, 原子力水素・熱利用研究センター, 研究副主幹 (60414546) ; 中川 繁昭 日本原子力研究開発機構, 原子力水素・熱利用研究センター, 研究主幹 (40414544)
• 研究協力者: 安元 孝司 ; 河内 昌平 ; 中屋 裕行 ; 田ノ内 宏平 ; 久保 光太郎 ; 川本 靖子
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: トリチウム生産 / DT核融合炉 / 高温ガス炉 / 実効増倍率 / リチウム化合物

研究概要

高温ガス炉(安全性の高い次世代の核分裂炉として開発中)を用いた、初期核融合炉用トリチウム生産法を提案した。実用炉として概念設計がなされている「高温ガス炉ガスタービン発電システム(GTHTR300)(熱出力600MW)」を想定した場合、トリチウム生産量は、装荷するリチウム化合物の装荷方法や運転シナリオに応じ、180日間の運転で0.3～0.7 kg程度と推定された。高温ガス炉を用いたトリチウム生産法の有効性が示されると同時に、今後の技術的な開発課題が示された。

研究成果

• [雑誌論文] Study on Core Configuration of Gas-cooled Reactor as a Tritium Production Device for Fusion Reactor (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Nakaya, S. Kouch, H. Matsuura, Y. Nakao, S. Shimakawa, M. Goto, S. Nakagawa, M.Nishikawa
  • 雑誌名: Proc. 6th International Topical Meeting on High Temperature Reactor Technology 巻: HTR2012- 7-014 ページ: 1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of outside tritium source on tritium balance of a D-T fusion reactor Original Research Article (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nishikawa, H. Yamasaki, H. Kashimura, S. Matsuda
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design 巻: Vol.87 ページ: 466-470
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance of High-Temperature Gas-Cooled Reactor as a Tritium Production Device for Fusion Reactors (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Matsuura, S. Kouchi, H. Nakaya, T. Yasumoto, Y. Nakao, S. Shimakawa, M. Goto, S. Nakagawa, M. Nishikawa
  • 雑誌名: Nuclear Engineering and Design 巻: Vol.243 ページ: 466-470
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of Tritium Production for Fusion Reactors Using High-Temperature Gas-Cooled Reactors (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Matsuura, T. Yasumoto, S. Kouchi, H. Nakaya, Y. Nakao, S. Shimakawa, M. Goto, S. Nakagawa, M. Nishikawa
  • 雑誌名: Fusion Science and Technology 巻: Vol.61 ページ: 268-272
• [雑誌論文] Performance of High Temperature Gas-Cooled Reactor as an Outer Tritium Source for Fusion Reactors (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Kouchi, H. Matsuura, H. Nakaya, S. Shimakawa, Y. Nakao, M. Goto, S. Nakagawa, M. Nishikawa
  • 雑誌名: Proc. Plasma Conf 巻: 2011 ページ: 24-115
• [雑誌論文] Effect of Outer Tritium Supply to Tritium Balance of a D-T Fusion Power Reactor (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Nishikawa, H. Yamasaki, H. Matsuura, Y. Nakao
  • 雑誌名: Proc. Plasma Conf 巻: 2011 ページ: 24D10
• [学会発表] 高温ガス炉を用いたトリチウム製造の検討 -運転シナリオの検討- (2013)
  • 著者名/発表者名: 中屋裕行, 松浦秀明, 中尾安幸, 島川聡司, 後藤実, 中川繁昭, 西川正史
  • 学会等名: 日本原子力学会「2013年春の年会」
  • 発表場所: 近畿大学東大阪キャンパス
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] 高温ガス炉を用いたトリチウム製造の検討 -工学的な検討- (2013)
  • 著者名/発表者名: 後藤実, 中川繁昭, 島川聡司, 中屋裕行, 松浦秀明, 中尾安幸, 西川正史
  • 学会等名: 日本原子力学会「2013年春の年会」
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] 核融合炉用トリチウム製造装置としての高温ガス炉 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松浦秀明
  • 学会等名: 総合講演・報告1「高温ガス炉への期待と可能性」, 日本原子力学会「2013年春の年会」
  • 発表場所: 近畿大学東大阪キャンパス
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] 核融合炉用トリチウム生産のための高温ガス炉へのLi 化合物の装荷法と最適な運転期間の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中屋裕行、松浦秀明、中尾安幸、島川聡司、後藤実、中川繁昭、西川正史
  • 学会等名: 日本原子力学会九州支部第31回研究発表講演会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2012-12-01
• [学会発表] 高温ガス炉を用いた初期核融合炉用トリチウム生産の検討 -Li 化合物の装荷方法及び運転シナリオの最適化- (2012)
  • 著者名/発表者名: 中屋裕行, 松浦秀明, 中尾安幸, 島川聡司, 後藤実, 中川繁昭, 西川正史
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会 第29回年回
  • 発表場所: 春日市グローバルプラザ
  • 年月日: 2012-11-30
• [学会発表] Study on Core Configuration of Gas-cooled Reactor as a Tritium Production Device for Fusion Reactor (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Nakaya, S. Kouchi, H. Matsuura, Y. Nakao, S. Shimakawa, M. Goto, S. Nakagawa, M. Nishikawa
  • 学会等名: 6th International Topical Meeting on High Temperature Reactor Technology
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2012-10-29
• [学会発表] Performance of gas-cooled reactor as a tritium production and continuous tritium recovery system for fusion reactors (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Matsuura, H. Nakaya, Y. Nakao, S. Shimakawa, M. Goto, S. Nakagawa, M. Nishikawa
  • 学会等名: 27th Symposium on Fusion Technology
  • 発表場所: Liege, Belgium
  • 年月日: 2012-09-26
• [学会発表] 核融合炉用外部トリチウム供給源としてのHTGRの性能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松浦秀明
  • 学会等名: 「高温ガス炉を用いたトリチウム生産」研究会
  • 発表場所: 大洗
  • 年月日: 2012-07-06
• [学会発表] 高温ガス炉を用いた初期核融合炉用トリチウム生産の検討-Li 化合物の炉心への装荷方法の最適化- (2012)
  • 著者名/発表者名: 中屋裕行, 河内昌平, 松浦秀明, 中尾安幸,島川聡司, 後藤実, 中川繁昭, 西川正史
  • 学会等名: 第9回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2012-06-28
• [学会発表] 核融合炉用外部トリチウム供給源としての高温ガス炉の性能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 河内昌平, 松浦秀明. 中屋裕行, 中尾安幸, 島川聡司, 後藤実, 中川繁昭, 西川正史
  • 学会等名: 日本原子力学会九州支部「第30回研究発表講演会」
  • 発表場所: 九州大学春日キャンパス
  • 年月日: 2011-12-17
• [学会発表] 「原子炉を用いたトリチウム生産の検討」,「ヘリカル動力炉システムのトリチウム安全性」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松浦秀明
  • 学会等名: 「持続的燃料供給のためのトリチウム研究・技術開発」合同研究会
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 2011-12-07
• [学会発表] Performance of high temperature gas-cooled reactor as an outer tritium source for fusion reactors (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Kouchi, H. Matsuura, H. Nakaya, S. Shimakawa, Y. Nakao, M. Goto, S. Nakagawa, M. Nishikawa
  • 学会等名: Plasma Conference
  • 発表場所: Kanazawa
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] Effect of Outer Tritium Supply to Tritium Balance of a D-T Fusion Power Reactor (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Nishikawa, H. Yamasaki, H. Matsuura, Y. Nakao
  • 学会等名: Plasma Conference
  • 発表場所: Kanazawa
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] 核融合炉用トリチウム生産炉としての高温ガス炉の特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松浦秀明, 河内昌平, 中屋裕行, 安元孝司、中尾安幸, 島川聡司, 後藤実, 中川繁昭, 西川正史
  • 学会等名: 本原子力学会「2011 年秋の大会」
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] 高温ガス炉における Li 制御棒の利用とトリチウム生産性能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 河内昌平, 松浦秀明, 中屋裕行, 安元孝司、中尾安幸, 島川聡司, 後藤実, 中川繁昭, 西川正史
  • 学会等名: 日本原子力学会「2011 年秋の大会」
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] Study of Tritium Production for Fusion Reactors Using High-Temperature Gas-Cooled Reactors (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Matsuura, T. Yasumoto, S. Kouchi, H. Nakaya, S. Shimakawa, Y. Nakao, M. Goto, S. Nakagawa, M. Nishikawa
  • 学会等名: 15th International Conference on Emerging Nuclear Energy Systems
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 2011-05-18
• [備考] H. Nakaya, S. Kouch, S. Shimakawa, H. Matsuura, Y. Nakao, M. Goto, S. Nakagawa, Study on Transmutation of Long-Lived Fission Product Using High-Temperature Gas-Cooled Reactors, Proc. of GLOBAL2011, 391363 1-5 (査読有)
• [備考] 久保光太郎, 松浦秀明, 田ノ内宏平, 中屋裕行, 中尾安幸, 島川聡司, 後藤実, 中川繁昭,マイナーアクチノイドに対する高温ガス炉の核変換性能,日本原子力学会九州支部第31回研究発表講演会, 九州大学 (2012 年 12 月 1 日)
• [備考] 島川聡司, 後藤実, 中川繁昭, 中屋裕行, 松浦秀明, 中尾安幸, 高温ガス炉を用いた LLFP 核変換の検討;(1)特性,日本原子力学会「2012 年秋の大会」, 広島大学(2012年9月20日)
• [備考] 中屋裕行, 松浦秀明, 中尾安幸, 島川聡司,後藤実, 深谷裕司, 中川繁昭, 高温ガス炉を用いた LLFP 核変換の検討;(2)評価,日本原子力学会「2012 年秋の大会」, 広島大学(2012 年 9 月 20 日)
• [備考] 中屋裕行, 田ノ内宏平, 松浦秀明, 河内昌平, 中尾安幸, 島川聡司, 後藤実, 中川繁昭, 長寿命核分裂生成物に対する高温ガス炉の核変換性能,日本原子力学会九州支部第30回研究発表講演会, 九州大学春日キャンパス(2011 年 12 月 17 日)
• [備考] H. Nakaya, S. Kouch, S. Shimakawa, H. Matsuura, Y. Nakao, M. Goto, S. Nakagawa, Study on Transmutation of Long-Lived Fission Product Using High-Temperature Gas-Cooled Reactors, Proc. of GLOBAL2011, 391363 1-5 (Makuhari, 14 December, 2011).