| 研究課題/領域番号 |
25630421
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
松浦 秀明 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50238961)
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| 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)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 高温ガス炉 / トリチウム / リチウム装荷法 / 核融合炉 / 被覆粒子 / トリチウム透過係数 |
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| 研究実績の概要 |
核融合炉、原型炉用の初期装荷用トリチウムの調達法を明確にしておくことは重要である。申請者等は、高温ガス炉を用いたトリチウム生産法を提示し、炉心物理の観点からその有効性を示してきた。これまでは、炉内の中性子バランスの観点からの性能評価であったが、今後は、炉内でのトリチウム挙動を十分に把握した上で、実現可能なリチウム装荷法に基づいて性能評価を進める必要がある。
本研究では、中性子輸送計算及びトリチウム拡散実験に基づき最適なリチウム装荷方法を検討し、高温ガス炉を用いたトリチウム生産法とその性能を明確にすることを目的として実施している。
本年度は、(a)アルミナ管を用いて水素透過実験を行い、アルミナのトリチウム透過係数を評価した。(b) 円柱状ペレットとしてリチウム化合物を装荷する方法を中心に、特に、トリチウム生産性能、封じ込め性能の観点から、その性能評価を行った。熱出力600 MWの高温ガス炉ガス炉（GTHTR300）を想定した場合、180日の運転で、最大500 g程度のトリチウム生産が可能であることが示された。リチウム化合物としてLiAlO2を想定し、ロッド中心部にトリチウム分圧を低下させるための中空部、また、ロッド表面にアルミナ層を設けることで、リチウムロッドからのトリチウム流出量は4～5 g程度（500 g のトリチウム生産量を想定した場合）となることが示された。過去のデータに基づく解析から、優れた水素吸蔵能を有するジルコニウムを効果的に利用することにより、流出量をさらに1/10～1/100に低下できる可能性があることが示された。
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