AbstractDesign options for a Tokamak volumetric neutron source (VNS) for fusion nuclear technology testing are explored using well-defined and consistent sets of requirements and constraints. Optimum designs with a peak value of the neutron wall load and minimum cost are obtained with intermediate-to-high aspect ratios of about 3.4–3.6. Sensitivity analysis shows that the nuclear technology testing requirements can be achieved in a realistic Tokamak VNS design within the expected uncertainty ranges of the physics and engineering assumptions database. A typical optimum VNS design has an average neutron wall load of 1.5 MW m−2, peak wall load of about 2 MW m−2, major radius of about 1.6 m. minor radius of about 0.5 m. aspect ratio of 3.6, fusion power of about 100 MW, plasma amplification factor Q ≈ 2 and on-axis magnetic field of about 7 T. Normal conducting magnets are used with an overall inboard shield thickness of 0.3 m.
核融合核技術試験用のトカマク体積中性子源（VNS）の設計オプションを、明確に定義された一貫した要件と制約条件を用いて検討する。中性子壁負荷のピーク値における最適設計は、アスペクト比約3.4〜3.6の中間から高い値で得られ、コストも最小となる。感度解析により、核融合核技術試験要件は、物理・工学仮定データベースの想定不確実性範囲内で、現実的なトカマクVNS設計において達成可能であることが示される。典型的な最適VNS設計は、平均中性子壁負荷1.5 MW m⁻²、ピーク壁負荷約2 MW m⁻²、主半径約1.6 m、副半径約0.5 m、アスペクト比3.6、核融合出力約100 MW、プラズマ増倍率Q≈2、中心磁場約7 Tを有する。常伝導磁石が使用され、全体の内側遮蔽体厚さは0.3 mである。