Study on operation scenario of tritium production for a fusion reactor using a high temperature gas-cooled reactor

高温ガス炉を用いた核融合炉用トリチウム生産方法の検討

川本 靖子*; 中屋 裕行*; 松浦 秀明*; 片山 一成*; 後藤 実  ; 中川 繁昭  

Kawamoto, Yasuko*; Nakaya, Hiroyuki*; Matsuura, Hideaki*; Katayama, Kazunari*; Goto, Minoru; Nakagawa, Shigeaki

核融合炉を起動するためには、外部装置からの十分な量のトリチウムの供給が必要である。ここでは核融合炉へのトリチウムの供給方法について検討する。トリチウム製造装置として高温ガス炉の適用を提案してきた。これまでは、燃料を定期的に交換するブロック型の高温ガス炉を対象として解析評価を実施してきた。ぺブルベッド型の高温ガス炉では、燃料交換に伴う時間のロスがない運転が可能であることから、両者を対象としてトリチウム製造量を比較した。トリチウム製造量を計算するにあたっては、連続エネルギーモンテカルロ燃焼計算コードMVP-BURNを使用した。計算の結果、連続運転が可能なぺブルベッド型の高温ガス炉によるトリチウム製造量は、燃料を定期的に交換するブロック型の高温ガス炉によるトリチウム製造量とほとんど同じであることを示した。また、トリチウム製造装置としてのぺブルベッド型の高温ガス炉の課題について議論する。

To start up a fusion reactor, it is necessary to provide a sufficient amount of tritium from an external device. Herein, methods for supplying a fusion reactor with tritium are discussed. Use of a high temperature gas cooled reactor (HTGR) as a tritium production device has been proposed. So far, the analyses have been focused only on the operation in which fuel is periodically exchanged (batch) using the block type HTGR. In the pebble bed type HTGR, it is possible to design an operation that has no time loss for refueling. The pebble bed type HTGR (PBMR) and the block type HTGR (GTHTR300) are assumed as the calculation and comparison targets. Simulation is made using the continuous-energy Monte Carlo transport code MVPBURN. It is shown that the continuous operation using the pebble bed type HTGR has almost the same tritium productivity compared with the batch operation using the block type HGTR. The issues for pebble bed type HTGR as a tritium production device are discussed.