Analysis on mobilization of activated dust with different densities in fusion reactors

核融合炉内における異なる密度を有する放射化ダストの飛散挙動に関する解析

高瀬 和之

Takase, Kazuyuki

真空境界破断事象(LOVA)下における核融合実験炉ITER内のダストの3次元的な飛散挙動を、新たに開発したLOVA解析コードを使って数値的に調べた。ダスト物質は、プラズマ対向機器構成材料の中から、密度の異なるベリリウムB,黒鉛C,銅Cu,ステンレスSS及びタングステンWの5種類を選定した。本解析では、各ダストの形状及びサイズをそれぞれ粒径10mの真球状と仮定した。一方、破断のサイズは真空容器の上部と側部に設置される各接続ポートの断面をもとに設定した。コンパクトITERの寸法形状を模擬した体系下で一連の解析を行い、次の成果を得た。(1)破断後に真空容器内が大気圧に達するまでの時間は側部破断条件で1.8秒,上部破断条件で3.9秒である。(2)破断から180秒経過時における初期ダスト量に対する真空容器外部への放出ダスト量の割合は、上部破断条件でBが24%,Cが29%,SSが27%,Cuが29%及びWが13%であり、最も密度の高いWの放出量は他のダストの半分程度である。(3)同様に、側部破断条件ではBが6.7%,Cが4.9%,SSが6.9%,Cuが7.1%及びWが5.8%であり、各ダストの放出量は上部破断条件時の17~30%である。また、本破断条件では放出量に及ぼすダスト密度の影響はほとんど見られない。

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