Effects of lithium burn-up on TBR in DEMO reactor SlimCS

核融合DEMO炉SlimCSでのリチウム燃焼度のTBRへの影響

佐藤 聡; 西谷 健夫; 今野 力  

Sato, Satoshi; Nishitani, Takeo; Konno, Chikara

核融合DEMO炉のブランケットにおいて、トリチウム増殖材であるリチウムは核反応(トリチウム生成反応)により燃焼し、減少する。SlimCSブランケット設計を対象に、1次元Sn計算コードANISNを用いて、リチウム燃焼度を考慮しながらトリチウム増殖比(TBR)を計算した。1年運転ごとに、リチウム燃焼度によりリチウム原子個数密度を変化させ、TBRを計算した。SlimCSブランケット設計では、トリチウム増殖材層は厚さ方向に10層あり、10年連続運転後のLiの燃焼度は最大で約80%に達した。TBRは、各層によりTBRの増減が大きく異なり、最もTBRが減少する層では約40%減少したが、TBRが増加する層もあり、ブランケット全体では、TBRの減少は約4%にとどまった。リチウム燃焼度によるTBRの影響は大きくないことがわかった。

Lithium in a breeding blanket is burned up through neutron nuclear reactions in fusion DEMO reactors. For the SlimCS blanket design, the TBRs have been calculated taking into account the lithium burn-ups by one dimensional Sn radiation transport calculation code ANISN. Although the maximum value of the Li burn-up amounts to 79% after 10-years continuous operation, the total TBR in the blanket decrease to around 96% of the initial value. It is expected that the reduction of the TBR due to the lithium burn-up is not so large.