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論文

Progress in blanket designs using SiC$$_{f}$$/SiC composites

Giancarli, L.*; Golfire, H.*; 西尾 敏; Raffray, R.*; Wong, C.*; 山田 禮司

Fusion Engineering and Design, 61-62, p.307 - 318, 2002/11

 被引用回数:52 パーセンタイル:4.8

本論文は核融合動力炉の増殖ブランケット構造材料としてSiC複合材を用いた最近の設計研究の進展状況について述べたものである。とりあげた設計例はEUのTAURO,米国のARIES-AT,日本のDREAMである。構造材はSiC複合材で共通であるが、冷却材,中性子増倍材及びトリチウム増殖材は各概念で異なっており、現在の代表的なブランケット概念が詳述されている。なお、本論文は日米協力及びIEA-ESE協力のもとで行われた共同研究の成果の一つとして作られたレビューペーパーである。

論文

Fracture mechanics evaluation of a crack generated in SiC/SiC composite first wall

栗原 良一; 植田 脩三; 西尾 敏; 関 泰

Fusion Engineering and Design, 54(3-4), p.465 - 471, 2001/04

 被引用回数:10 パーセンタイル:38.14(Nuclear Science & Technology)

原研で概念設計を行った将来の核融合動力炉DREAMのSiC/SiC複合材料製ブランケット第一壁を対象に有限要素解析を行った。第一壁端面で熱膨張が拘束された場合の曲げ変形と応力分布を解析した。また、第一壁表面に亀裂を想定し、予備的な破壊力学的評価を実施した。その結果、第一壁の設計では熱膨張を逃す工夫が必要であることがわかった。また、SiC/SiC複合材料では繊維ブリッジによる亀裂進展阻止効果が認められた。

論文

An Update of safety and environmental issues for fusion

Gulden, W.*; Cook, I.*; Marbach, G.*; Raeder, J.*; Petti, D.*; 関 泰

Fusion Engineering and Design, 51-52(Part.B), p.419 - 427, 2000/11

 被引用回数:4 パーセンタイル:65.68

欧州核融合計画の中で核融合動力炉の環境・安全性を定量化するSEAFP及びSEALと呼ばれる検討評価が、トカマク炉を対象としてなされた。その最新の成果を米国のARIES-RS炉と日本のDREAM炉の検討結果と比較する。またITER-EDAから得られた貴重な教訓についても報告する。二つの主な成功要件である「いかなるプラント内事故によっても公衆避難を要しないこと」及び「将来世代に放射性廃棄物の負担を残さない」を核融合炉が満たすこと、及びこれらの要件が欧州電力事業の軽水炉プラントに対する基本的安全目標に適合することを示す。

報告書

核融合動力炉A-SSTR2の物理検討

西尾 敏; 牛草 健吉; 植田 脩三; Polevoi, A.*; 栗田 源一; 飛田 健次; 栗原 良一; Hu, G.; 岡田 英俊*; 村上 好樹*; et al.

JAERI-Research 2000-029, 105 Pages, 2000/10

JAERI-Research-2000-029.pdf:4.19MB

本論文は、定常トカマク核融合原型炉SSTR、コンパクトで高出力の改良型定常トカマク動力炉A-SSTR及び環境適合性を高め稼働率向上を目指した大型核融合動力炉DREAM等の設計をベースに、高い経済性、稼働率を有し環境適合性に優れた小型で大出力の高効率核融合動力炉A-SSTR2のプラズマ物理の成立性を論じたものである。JT-60で得られている実験データをもとにこれからの炉心プラズマ研究の進展を予測して、主半径6.2m、小半径1.5mでプラズマ電流が12MAの高磁場トカマクとし、規格化$$beta$$値4で4GWの核融合出力とした。超伝導コイルは高温超伝導を用いた高磁場コイルとし、最大経験磁場を23Tとした。超伝導マグネット系の簡素化及び強い電磁力支持の観点から、中心ソレノイドコイル無しの設計とするとともに、分解・保守用大型水平ポートを想定して、ポロイダル磁場コイルを装置の上下に6個の設置することとした。このような著しく簡素化されたコイル系で、プラズマの平衡、形状制御性、着火、12MAまでの非誘導電流駆動立ち上げ、ダイバータを検討し、A-SSTR2概念の成立性が明らかにされている。

論文

分解修理簡素化を目指した核融合動力炉「DREAMトカマク」

西尾 敏; 植田 脩三; 関 泰

電気学会原子力研究会資料, p.21 - 28, 1997/00

実証炉あるいは初期の商用炉を念頭におき、保守性と環境安全性を重視したトカマク型動力炉DREAMを提案した。その主な特徴は、以下のとおりである。(1)安定した信頼性のある運転を目指すため、プラズマ物理的には比較的保守的である。トロヨン係数は3、MHD安全係数は3とする。(2)SiC複合材の導入により保守時の放射線量を低減し、電磁石の低減にも配慮した。加えてヘリウム冷却を可能ならしめ熱効率が向上し、50%近くまで改善した。(3)トーラス体のアスペクト比を大きくしたことにより、配管系がトーラス中心部に集められ、本体まわりがシンプルになった。さらにブートストラップ電流の比率が大きくなり、所内電流比が下がった。

論文

Maintenance oriented tokamak reactor with low activation material and high aspect ratio configuration

西尾 敏; 植田 脩三; 青木 功; 黒田 敏公*; 三浦 秀徳*; 栗原 良一; 功刀 資彰; 関 泰

Fusion Energy 1996, 3, p.693 - 699, 1997/00

トカマク型核融合炉の弱点のひとつに機器構成の複雑性及び使用材料の放射化に起因して保守・修理の困難さを伴うことが指摘されている。その困難さを大幅に軽減するために極低放射化材料を使用するとともに、トーラス体を放射状に等分割し、それぞれのセクターを組立ユニットとする新たな炉概念DREAM炉を提案した。主な特徴は、(1)SiC/SiC複合材の導入により、保守時の放射線線量率を著しく低減し、さらにディスラプション時の電磁力発生を回避した。加えて、強い耐熱性故高温ヘリウム冷却が可能となり熱効率が向上した。(2)プラズマアスペクト比を大きくしたことにより、配管系をトーラス内側に引き出すことが可能となった。さらにブートストラップ電流の比率が大きくなり所内電力比が低減された。

報告書

原子力コードのベクトル化と改良,II; SPARKLE,DREAM,HERMES,RELAP5/MOD3

根本 俊行*; 江口 則地*; 渡辺 秀雄*; 横川 三津夫

JAERI-M 93-146, 81 Pages, 1993/07

JAERI-M-93-146.pdf:1.8MB

本報告書では、3次元熱流動解析コードSPARKLE、2次元ディスラプション熱解析コードDREAMのベクトル化、及び高エネルギー放射線輸送コードシステムHERMESのCRAY版から富士通版への変換、軽水炉安全解析コードRELAP5/MOD3のAE化について、その方法、計算結果の評価等について述べる。SPARKLE、及びDREAMのベクトル計算では、スカラ計算と比較して、それぞれ4.1~4.8倍、1.6倍の速度向上が得られた。

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