| 研究概要 |
アドバンス慣性核融合炉"高輪-【I】"を提案する。これはDT点火部とD主燃料よりなるペレット、液体鉛壁、中性子減速用カーボンブロックとSiC容器より構成され、安全性、燃料や材料の資源制約、エネルギーコストや要求される技術の観点から、より一層慣性核融合の利点を延ばそうとする概念である。適切な液体金属鉛を第1壁保護や1次側冷却流の役割で使用できうるようペレット中でのトリチウム自己増殖を図るDT点火部と、D主燃料のペレットを考えた。鉛は比較的融点が低いこと、また誘導放射能の減衰が早く、他の材料との共存性も良いという利点がある。一旦数KeVになるまで点火部が効率良く圧縮されると、DT反応によるα粒子は点火部自身を、また中性子は点火部周囲のD燃料を数百keVにまで加熱する。DD反応で生ずるトリチウムはその殆どが再燃焼するが、未燃のトリチウムは点火部燃料として再生して利用される。シミュレーションの結果より、必要トリチウムの量はD燃料の2〜3%でよく、またトリチウムの自己増殖率1以上を達成するにはPDRDが10〜15g/【cm_2】であればよいことがわかった(ここでPDとRDはD燃料の圧縮終了時での密度および半径である)。
燃料ゲインは低い(例えば200程度)ので、その分ドライバーの効率は高くなければならず、20%程度が要求される。従って粒子ビームドライバーを考えるベきと思われる。
炉およびペレットの材料として【P(^1_0)】,SiおよびCだけを採用して、誘導放射能を低く(炉停止後1年で【10^(-6)】ci/W th)抑え、遠隔操作が楽になることを図った。またこれらの材料は希少資源でもなく、再使用もできるので、資源制約は受けないであろう。エネルギーコストの概算も行ったが、非常に小さい。これは核分裂やDT核融合炉のように燃料精製のために非常に多量のエネルギーを消費することがないからである。
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