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2015 年度 実績報告書

流動液体ブランケットにおけるトリチウムと熱の同時回収システムの実験的研究

研究課題

研究課題/領域番号 24246153
研究機関九州大学

研究代表者

深田 智  九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (50117230)

研究分担者 片山 一成  九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (90380708)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード液体ブランケット / LiPb共融合金 / 溶融塩Flibe / Flinabe / 水素同位体 / 回収
研究実績の概要

核融合炉の有力液体ブランケット候補材であるLi17Pb83共融合金と溶融塩Flibeあるいはそれを改良したFlinabeを対象として,熱とトリチウム同時回収を効果的に行なうシステムを明示する事が当初の本研究課題の目的であり,今年度まで引き続いて研究をし,最終年度の本年に核融合炉原型炉ブランケットシステム全体像を明示する事が最終目的である。昨年度までに各ブランケット材の流動水素同位体回収装置を大学内実験室内に製作し,溶解水素同位体濃度、液体ブランケット材流速,温度を変化させ継続して実験した。
トリチウムおよび熱を効果的に回収する条件設定のためには,ブランケット流動状態把握が必要で,ブランケットで発生したトリチウムの流動拡散抵抗の定量的把握に成功し無次元式を論文発表した。具体的トリチウム回収方法としては,LiPbの場合,気液接触法と壁透過法であり,溶融塩ではFlibe高融点の欠点とHF材料腐食性を改善するため、Redox制御したFlinebeブランケットの水素同位体透過回収の実験研究であり,世界で最初に新規溶融塩Flinabe水素同位体透過物性を測定し,関連する溶融塩であるFlibe, Fnabe, Flinakと比較しながら水素同位体透過係数,溶解度、拡散係数を測定し,各構成要素であるLiF, NaF, BeF2の寄与を調べた。
最終年度に得られた成果を、2015年9月に韓国済州島で開催された第12回ISFNT国際学会、2015年11月中国綿陽市で開催されたAPSOT国際学会、2015年6月九州大学で開催したトリチウムに関するワークショップ、イタリアで開催されたLi純化ワークショップで研究成果を発表した。最終年度であり研究成果を取りまとめ成果報告書を製作中である。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Low tritium partial pressure permeation system for mass transport measurement in lead lithium eutectic2016

    • 著者名/発表者名
      R.J. Pawelko, M. Shimada, K. Katayama, S. Fukada, P.W. Humrickhouse, T. Terai
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 102 ページ: 8-13

    • DOI

      dx.doi:10.1016/j.fusengdes.2015.11.005

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Experiment on recovery of hydrogen from fluidized Li17Pb83 blanket2015

    • 著者名/発表者名
      Taiki Muneoka, S. Fukada, R. Yoshimura, K. Katayama, Y. Edao, T. Hayashi
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology

      巻: 68 ページ: 443-447

    • DOI

      dx.doi.org/10.13182/FST14-903

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen transfer in Pb-Li forced convection flow with permeable wall2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fukada, Taiki Muneoka, Mao Kinjyo, Rhosuke Yoshimura, Kazunari Katayama
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 96-97 ページ: 95-100

    • DOI

      dx.doi:10.1016/j.fusengdes.2015.5.017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Overview of the fusion engineering in Japan2015

    • 著者名/発表者名
      H. Hashizume, T. Nishitani, S. Konishi, Y. Ueda, S. Fukada, A. Sagara
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology

      巻: 68 ページ: 201-210

    • DOI

      dx.doi.org/10.13182/FST14-947.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of tritium confinement performance of alumina and zirconia for tritium production in a high-temperature gas cooled reactor for fusion reactors2015

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Katayama, Hiroki Ushida, Hideaki Matsuura, Satoshi Fukada, Minoru Goto, Shigeaki Nakagawa
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology

      巻: 68 ページ: 662-668

    • DOI

      dx.doi.org/10.13182/FST14-968

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on control of non-metallic impurities in liquid lithium2015

    • 著者名/発表者名
      Koshiro Esaki, Kazuma Hiyane, Satoshi Fukada, Francesco Nitti, Eiichi Wakai, Yuzuru Ito
    • 雑誌名

      Journal of Plasma and Fusion Research SERIES

      巻: 11 ページ: 36-40

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen isotopes permeation in a fluoride molten salt for nuclear fusion blanket2015

    • 著者名/発表者名
      Akira Nakamura, Satoshi Fukada and Ryosuke Nishiumi
    • 雑誌名

      Journal of Plasma and Fusion Research SERIES

      巻: 11 ページ: 25-29

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recovery of hydrogen isotopes by liquid-gas contactor from Li17Pb83 blanket2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fukada, Taiki Muneoka, Ryosuke Yoshimura, Kazunari Katayama, Yuki Edao and Takumi Hayashi
    • 雑誌名

      Journal of Plasma and Fusion Research SERIES

      巻: 11 ページ: 19-24

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on hydrogen isotopes permeation in the fluidized state of liquid lithium-lead2015

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Yoshimura, Ryosuke Yoshimura, Makoto Okada, Satoshi Fukada, Yuki Edao
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology

      巻: 67 ページ: 658-661

    • DOI

      dx.doi.org/10.13182/FST14-T104

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correlation of rates of tritium migration through porous concrete2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fukada, K. Katayama, T. Takeishi, Y. Edao, Y. Kawamura, T. Yamanishi
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology

      巻: 67 ページ: 339-342

    • DOI

      dx.doi.org/10.13182/FST14-T25

    • 査読あり
  • [学会発表] Review of recent Japanese activities on tritium accountability in fusion reactors2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fukada, Yasuhisa Oya, Yuji Hatano
    • 学会等名
      Asia Pacific Symposium of Tritium Science, APSOT-1
    • 発表場所
      China, Mianyang
    • 年月日
      2015-11-01 – 2015-11-05
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Influence of hydrogen addition to a sweep gas on tritium behavior in a blanket module of Li2TiO3 pebbles2015

    • 著者名/発表者名
      K. Katayama, Y. Someya, K. Tobita, S. Fukada, Y. Hatano, T. Chikada
    • 学会等名
      Asia Pacific Symposium of Tritium Science, APSOT-1
    • 発表場所
      China, Mianyang
    • 年月日
      2015-11-01 – 2015-11-05
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on hydrogen isotope behavior in Pb-Li forced convection flow with permeable wall2015

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Yoshimura, Satoshi Fukada, Taiki Muneoka, Mao Kinjo and Kazunari Katayama
    • 学会等名
      Asia Pacific Symposium of Tritium Science, APSOT-1
    • 発表場所
      China, Mianyang
    • 年月日
      2015-11-01 – 2015-11-05
    • 国際学会
  • [学会発表] Correlation of multi-component hydrogen isotope mixtures absorbing in or permeating through metals2015

    • 著者名/発表者名
      S. Fukada, K. Katayama
    • 学会等名
      APSOT-1
    • 発表場所
      China, Mianyang
    • 年月日
      2015-11-01 – 2015-11-05
    • 国際学会
  • [学会発表] Removal of low-concentration deuterium from fluidized Li loop for IFMIF2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Hiyane, Satoshi Fukada, Yushin Yamasaki, Kazunari Katayama, Eiichi Wakai
    • 学会等名
      12th International Symposium on Fusion Nuclear Technology, ISFNT-12
    • 発表場所
      Korea, Jedu
    • 年月日
      2015-09-14 – 2015-09-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Hydrogen permeation through flinabe fluoride molten salts for blanket candidates2015

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Nishiumi, Satoshi Fukada*, and Akira Nakamura
    • 学会等名
      12th International Symposium on Fusion Nuclear Technology, ISFNT-12
    • 発表場所
      Korea, Jedu
    • 年月日
      2015-09-14 – 2015-09-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Separation of tritium from multicomponent& water or hydrogen2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fukada
    • 学会等名
      Japan-Korea Tritium Workshop
    • 発表場所
      福岡市,九州大学
    • 年月日
      2015-06-04 – 2015-06-05
    • 国際学会
  • [学会発表] Removal of hydrogen isotopes from liquid Li flow of IFMIF2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fukada, K. Esaki, K. Hiyane, K. Katayama, E. Wakai, Y. Ito
    • 学会等名
      7th IFMIF Workshop
    • 発表場所
      Italy, Brasimone
    • 年月日
      2015-05-20 – 2015-05-22
    • 国際学会
  • [学会発表] レーザー核融合炉落下液体膜ブランケットのトリチウム回収ループ からの漏洩予測のための実験的研究2015

    • 著者名/発表者名
      宗岡大貴, 深田智, 吉村亮介, 金城真生, 乗松孝, 相良明男
    • 学会等名
      飯坂大学レーザー研シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2015-04-08 – 2015-04-09

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公開日: 2017-01-06  

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