The feasibility of high enthalpy extraction from the in-situ radiation-catalyzed MHD generator is studied numerically as a part of the compact fusion advanced Rankine cycle for fusion reactors. The cesium seeded mercury is selected as the working medium, which is superheated by synchrotron radiation from the fusion plasma. In the MHD channel, electrons are heated by Joule dissipation, leading the electron temperature to be higher than that of the mercury vapor. A new type of disk configuration is proposed in the present paper, which is referred to as a disk type generator with separate channels. By using this type of generator, the enthalpy extraction ratio reaches about 59.44% in the case of multi-power take-offs. The obtained cycle efficiency is about 32.1% for a simple cycle. In the case of the recuperative cycle the efficiency becomes about 35.8%. If some amorphous thermoelectric conversion can be installed, the cycle efficiency reaches about 41.7%, which is similar to conventional steam-turbine cycles.
核融合炉用コンパクト先進ランキンサイクルの一部として、その場放射線触媒MHD発電機からの高エンタルピー抽出の実現可能性を数値的に検討した。作動媒体としてセシウム添加水銀を選択し、核融合プラズマからのシンクロトロン放射により過熱される。MHDチャネル内では、電子がジュール加熱により加熱され、電子温度が水銀蒸気温度よりも高くなる。本論文では、チャネル分離型ディスク構成と称する新しいタイプのディスク構成を提案する。この発電機を用いることで、多段出力取り出しの場合、エンタルピー抽出率は約59.44%に達する。単純サイクルの場合、得られるサイクル効率は約32.1%である。再生サイクルの場合、効率は約35.8%となる。さらに、何らかの非晶質熱電変換を組み込むことができれば、サイクル効率は約41.7%に達し、これは従来の蒸気タービンサイクルと同等である。