Neutron shielding and blanket neutronics study on low aspect ratio tokamak reactor

低アスペクト比トカマク炉に関する中性子遮蔽とブランケット核特性の検討

山内 通則*; 西谷 健夫; 西尾 敏

Yamauchi, Michinori*; Nishitani, Takeo; Nishio, Satoshi

内側トロイダル磁場コイルに超伝導を用いた低アスペクト比トカマク炉を実現するために、中性子工学の観点から遮蔽体やトリチウム増殖ブランケットの設計条件を検討した。炉の形状を考慮するとトーラス内側は超伝導コイルの遮蔽専用、トーラス外側はトリチウムの増殖を主たる機能に特化するのが有利と考え、内側遮蔽体には先進的な遮蔽材を採用して最適な組成とコイル遮蔽に必要な遮蔽厚さを評価した。また外側には、先進的なトリチウム増殖材を用いて、増殖比を最大にするために最適なブランケットの組成や構造を検討した。さらに、アスペクト比に対するトリチウム増殖比の変化を求め、アスペクト比が22.5程度の幾つかのブランケット構造に対するトリチウム増殖比とそれらを1.1以上にするための条件を明らかにした。

Considering the geometrical characteristics of tokamak reactors with low aspect ratio, a basic neutronics strategy was derived to construct the inboard structure mainly for neutron shielding and produce enough tritium in the outboard blanket. The designs for optimal inboard shield were surveyed and necessary thickness was estimated to make the neutron flux low enough on the super-conducting magnet. In addition, the outer blanket designs were studied to attain the tritium breeding ratio (TBR) large enough for a self-sustaining fusion reactor on the basis of the advanced fusion reactor materials.