Pebble fabrication and tritium release properties of an advanced tritium breeder

先進トリチウム増殖材料の微小球製造技術開発とトリチウム放出特性評価

星野 毅; 枝尾 祐希; 河村 繕範; 落合 謙太郎

Hoshino, Tsuyoshi; Edao, Yuki; Kawamura, Yoshinori; Ochiai, Kentaro

核融合エネルギー開発の早期実現をはかることを目的として行う研究開発である幅広いアプローチ(BA)活動の一環として、エマルジョン法を用いた先進トリチウム増殖材料(Li添加型LiTiO)微小球の大量製造技術開発を行っている。試作したLi添加型LiTiO微小球は、結晶粒径が10mより大きいため、トリチウム放出速度が極めて遅い課題を有していた。そこで、真空及び水素雰囲気中にて微小球を焼結する新たな試みにより、トリチウム放出特性に優れていると考えられる5m未満の結晶粒径を有する改良球の製造に成功した。この改良球のトリチウム放出特性を評価するため、核融合中性子源(FNS)にてトリチウム放出特性評価を行った結果、トリチウム放出速度は従来材のLiTiO同様に早いだけでなく、放出トリチウムの化学形のほとんどがHTガス成分と、トリチウム回収処理が容易なガス形態での放出であることを確認し、核融合原型炉ブランケット設計に必要なLi添加型LiTiO微小球製造に関する基盤技術を確立した。

LiTiO with excess Li (LiTiO) has been developed as an advanced tritium breeder. Considering the tritium release characteristics, the optimum grain size of pebble is less than 5 m. Therefore, the pebble fabrication by using emulsion method was carried out to obtain the target value. Calcined LiTiO pebbles were sintered under vacuum and subsequent 1% H-He atmosphere. The average grain size of the sintered pebbles was less than 5 m. Furthermore, the tritium release properties of the pebbles are required for DEMO blanket design. In the present study, an evaluation of the tritium release properties of the pebbles was performed by DT neutron irradiation. The LiTiO pebbles exhibited good tritium release properties similar to the LiTiO pebbles. In particular, the released amount of HT gas for easier tritium handling was higher than that of HTO water.