原型炉設計の現状と課題

Progress in DEMO design study and issues

飛田 健次

Tobita, Kenji

幅広いアプローチ活動で進めている原型炉設計活動に関する報告である。厳しい放射線環境下で実用段階を見通しうる稼働率を実証しなければならない遠隔保守は原型炉の重要な課題である。セクター保守方式は、主半径8m程度の炉に適用した場合、トロイダル磁場コイルの相当な寸法増、ポロイダル磁場コイルの電流増大、一セクター当たりの重量増大を招くことが明らかになってきており、「セクター方式」に代わり、ダイバータカセットの単独引抜きとバナナ型のブランケットセグメント引抜き方式を合わせた保守方式の検討が進められている。これまでのダイバータ概念では冷却管に低放射化フェライト鋼を用いることを想定していたが、熱流束の厳しい領域のみ銅合金の配管を用いる検討に着手した。定期交換時に発生する放射性廃棄物の管理は原型炉の段階で初めて問題になる課題である。交換して取り出した炉内機器の誘導放射能、残留熱および吸蔵トリチウムに留意して、放射性廃棄物の管理シナリオ案を策定し、これに基づいて廃棄物関連施設の機能及び規模を分析した。

Status of DEMO design conducted under the Broader Approach Activity is reported highlighting on Japanese design activity. Remote maintenance is one of the most critical design issues in DEMO in that a reasonable plant availability needs to be attained in severe radiation environment. Recent design study revealed that the application of "sector maintenance" scheme to a medium size DEMO with a major radius of about 8 m would lead to increase in the size of toroidal field coils, the required current of poloidal field coils and the sector weight. For this reason, "banana-type segment" scheme is under study instead of the sector scheme. In order to resolve diverter heat removal problem, use of copper alloy pipes in high heat flux and low dpa (displacements per atom) zones is under study. Besides, a possible management scenario of radioactive waste produced in periodic maintenance and the resulting waste-related facilities for DEMO are presented.