AbstractThe mechanical behavior of the granular ceramic breeder material is of importance for the integrity of any solid breeder blanket concept. Finite element calculations for blanket relevant conditions are performed using methods from soil mechanics. These account for volume compaction during compression and for shear failure i.e. when particles change their position within the granular lattice. Experimental results for compression of the breeder material in a blanket typical geometry (in a flat bed) are presented. The bed is mechanically compressed in poloidal direction, simulating the stress caused by thermal expansion of the breeder material during the blanket operation. The bed is allowed to expand radially, a fact that is important because radial temperature gradients may cause radial stress profiles in the blanket. The theoretical predictions of finite element calculations using the ABAQUS code are compared with experimental observations. The experiments show a major influence of the mechanical behavior on the filling method of the facility.
粒状セラミック増殖材の機械的挙動は、いかなる固体増殖ブランケット概念の健全性にとっても重要である。ブランケット関連条件下での有限要素計算は、土質力学の手法を用いて実施される。これらの手法は、圧縮時の体積圧縮と、粒子が粒状格子内でその位置を変える際のせん断破壊を考慮する。ブランケットの典型的な形状（平板状ベッド）における増殖材の圧縮に関する実験結果が提示される。ベッドはポロイダル方向に機械的に圧縮され、ブランケット運転中の増殖材の熱膨張によって引き起こされる応力を模擬する。ベッドは半径方向に膨張することが許容されており、このことは、半径方向の温度勾配がブランケット内に半径方向の応力分布を引き起こす可能性があるため重要である。ABAQUSコードを用いた有限要素計算による理論的予測は、実験的観察と比較される。実験により、機械的挙動が設備の充填方法に大きく影響されることが示される。