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Tritium transport modeling at system level for the EUROfusion dual coolant lithium-lead breeding blanket

F.R. Urgorri, C. Moreno, E. Carella, D. Rapisarda, I. Fernández-Berceruelo, I. Palermo, A. Ibarra2017年被引用 12Nuclear FusionIF 3出版社

The dual coolant lithium lead (DCLL) breeding blanket is one of the four breeder blanket concepts under consideration within the framework of EUROfusion consortium activities. The aim of this work is to develop a model that can dynamically track tritium concentrations and fluxes along each part of the DCLL blanket and the ancillary systems associated to it at any time. Because of tritium nature, the phenomena of diffusion, dissociation, recombination and solubilisation have been modeled in order to describe the interaction between the lead-lithium channels, the structural material, the flow channel inserts and the helium channels that are present in the breeding blanket. Results have been obtained for a pulsed generation scenario for DEMO. The tritium inventory in different parts of the blanket, the permeation rates from the breeder to the secondary coolant and the amount of tritium extracted from the lead-lithium loop have been computed. Results present an oscillating behavior around mean values. The obtained average permeation rate from the liquid metal to the helium is 1.66 mg while the mean tritium inventory in the whole system is 417 mg. Besides the reference case results, parametric studies of the lead-lithium mass flow rate, the tritium extraction efficiency and the tritium solubility in lead-lithium have been performed showing the reaction of the system to the variation of these parameters.

日本語訳

二重冷却材リチウム鉛(DCLL)増殖ブランケットは、EUROfusionコンソーシアム活動の枠組みの中で検討されている4つの増殖ブランケット概念の1つである。この研究の目的は、DCLLブランケットの各部およびそれに関連する補助システムにおけるトリチウム濃度とフラックスを、任意の時点で動的に追跡できるモデルを開発することである。トリチウムの性質のため、増殖ブランケット内に存在する鉛リチウム流路、構造材料、流路挿入物、およびヘリウム流路の間の相互作用を記述するために、拡散、解離、再結合、および溶解の現象がモデル化されている。結果は、DEMOのパルス発電シナリオについて得られている。ブランケットの各部におけるトリチウムインベントリ、増殖材から二次冷却材への透過速度、および鉛リチウムループから抽出されたトリチウム量が計算された。結果は平均値の周りで振動する挙動を示す。得られた液体金属からヘリウムへの平均透過速度は1.66 mgであり、一方、システム全体の平均トリチウムインベントリは417 mgである。参照ケースの結果に加えて、鉛リチウム質量流量、トリチウム抽出効率、および鉛リチウム中のトリチウム溶解度に関するパラメトリック研究が実施され、これらのパラメータの変動に対するシステムの反応が示された。

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TritiumLithiumBreeding blanketTritium transport
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