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加藤 義夫; 勝田 博司; 小西 哲之; 生越 満*; T.Hua*; L.Green*; S.Cevolani*
Journal of Nuclear Materials, 258-263, p.394 - 399, 1998/00
被引用回数：9 パーセンタイル：60.32(Materials Science, Multidisciplinary)IFMIFのターゲット系においては金属Liジェット流に最大40MeV、250mAの重陽子ビームを照射して14MeVの中性子を発生させる。ターゲット系では、この時Li中で発生する約10MWの除熱とともにd
-Li核反応生成物として生成するT、7Be、(T
: 53d、decay 
: 0.48MeV)のほかO、N等の濃度制御を行って安全を確保しなければならない。T、Be、Oはコールドトラップで制御可能であり、循環Li中のTは約3g以下に維持する。Be、Oはともに約30appm以下に制御可能である。Li初装荷時や機器交換時に混入するNはチタンゲッターホットトラップにより約30ppm以下に制御する予定である。なおTの濃度制御にはコールドトラップのほか、イットリウムゲッターホットトラップも検討しており、いずれを採用するかは今後の実験も含めた評価により決定する。
勝田 博司; 加藤 義夫; 小西 哲之; 宮内 康行*; D.Smith*; T.Hua*; L.Green*; G.Benamati*; S.Cevolani*; H.Roehrig*; et al.
Journal of Nuclear Materials, 258-263, p.388 - 393, 1998/00
被引用回数：1 パーセンタイル：15.02(Materials Science, Multidisciplinary)国際核融合材料照射施設(IFMIF)のターゲット装置として、(1)ターゲットアセンブリー、(2)リチウムループシステムの概念設計を行った。ターゲットアセンブリーは、中性子発生のためのd-Liストリッピング反応における入射dの運動エネルギーを吸収して、安定した中性子フラックスを発生させるためのものである。入射dによるLi-沸騰をおさえて、安定した高速Li膜流が形成できるターゲットアセンブリーを設計した。リチウムループは、ターゲットにLiを循環させるための装置で、入射dから供給された熱と核変換元素等を除去する。またLi-リークによる火災を避けるために、不活性ガスによる多重防護システムとLi-リーク検出器を備えた設計とした。
井田 瑞穂*; 加藤 義夫; 中村 秀夫; 竹内 浩; D.Tirelli*; S.Cevolani*
Proc. of 2nd Int. Topical Meeting on Nuclear Applications of Accelerator Technology (AccApp'98), p.548 - 555, 1998/00
国際核融合材料照射施設(IFMIF)設計活動の一環として、凹壁面に沿った液体リチウム(Li)ターゲットジェット流の熱流体的安定性を調べた。IFMIFは核融合材料の試験・開発のため、ターゲットでの重陽子-Li反応で高エネルギー(約14MeV)の高中性子束照射場を供する。幅260mm、自由表面長350mm以上のLiジェットは真空中を高速(≦20m/s)で流れ、重陽子ビームによる発熱(≦10MW)を除去する。このジェット流に関し、2次元及び3次元解析を行った。ノズル出口付近でのジェット挙動:流体的安定性として、絞りノズル出口付近でのジェット流の過渡的挙動を2次元流体解析で調べた。ノズル内の圧力分布により自由表面側の流れが加速され、バックウォール側の流れが減速されることを示した。さらにノズル出口位置によりジェット厚さが制御されることを示した。3次元対流:熱流体的安定性として、激しい蒸発を起こさない程度に低くあるべき表面温度を正確に求めるため、対流が温度に及ぼす影響を解析した。実際のIFMIF条件では、対流による自由表面の温度上昇はターゲット流内での熱的不安定性を起こすには小さすぎることを示した。
加藤 義夫; 中村 秀夫; 井田 瑞穂*; 竹内 浩; S.Cevolani*; Martone, M.*; T.Hua*; D.Smith*; 勝田 博司
Proc. of 2nd Int. Topical Meeting on Nuclear Applications of Accelerator Technology (AccApp'98), p.541 - 547, 1998/00
国際核融合照射試験施設-概念設計評価活動(IFMIF-CDE:1997-98)におけるターゲット系設計研究の成果を以下の3項目にまとめた。(1)ターゲット系レイアウトの最適化:コスト削減のためシステムの熱応力解析とともに進めたレイアウト最適化の結果、Liハザード対策のための循環Arガス体積の約37%の削減が可能となった。(2)水ループによるターゲットLiジェット流模擬実験:水実験結果からLiジェット流は設計仕様範囲(10-20m/s)で安定であり、内部速度分布は深さ方向にほぼ直線的に10%減少すること、液膜厚さは流速に依存せずほぼ一定(Max.25
m)であることなどが予測できる。(3)コールドトラップによるトリチウム(T)除去法の解析:Swamping法を適用することにより、1次系中のTインベントリを約3g(0.65appm)に維持することが可能である。
加藤 義夫; 中村 秀夫; 井田 瑞穂*; 前川 洋; 勝田 博司; T.Hua*; S.Cevolani*
Eighth Int. Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal-Hydraulics (NURETH-8), 3, p.1260 - 1267, 1997/00
IFMIF-CDA(国際核融合材料照射施設-概念設計活動:1995.2~1997.2)におけるターゲット系概念設計の概要をターゲット部の熱流体特性に重点を置いて述べた。線型加速器から入射する重陽子ビームは最大40MeV,250mAであり、ターゲットLi中でd-Li反応により14MeV中性子を発生させる。ビームエネルギーはLi中で大部分熱に変換されるため、流体Liターゲットの流速は最高20m/sで、最大10MWの除熱を行う。なおビーム照射領域は縦5cm
幅20cmの矩形で熱負荷は最大約0.1MW/cm
となる。自由表面の安定化と内部沸騰の防止を行い、安定な中性子場を提供するために、Liジェット流を曲率半径2.5cmのバックウォールにそわせて流す。このバックウォールは約50dpa/fpy以上の中性子照射損傷を受けると予想されるため、交換可能バックウォールの構造検討を行った。
