AbstractA self-cooled lithium–vanadium blanket concept capable of operating with 2 MW/m2 surface heat flux and 10 MW/m2 neutron wall loading has been developed. The blanket has liquid lithium as the tritium breeder and the coolant to alleviate issues of coolant breeder compatibility and reactivity. Vanadium alloy (V–4Cr–4Ti) is used as the structural material because it can accommodate high heat loads. Also, it has good mechanical properties at high temperatures, high neutron fluence capability, low degradation under neutron irradiation, good compatibility with the blanket materials, low decay heat, low waste disposal rating, and adequate strength to accommodate the electromagnetic loads during plasma disruption events. Self-healing electrical insulator (CaO) is utilized to reduce the MHD pressure drop. A poloidal coolant flow with high velocity at the first wall is used to reduce the peak temperature of the vanadium structure and to accommodate high surface heat flux. The blanket has a simple geometrical configuration and low coolant pressure to reduce the fabrication cost, to improve the blanket reliability, and to increase confidence in its performance. Spectral shifter and reflector are utilized to improve the blanket shielding capability and energy multiplication, and to reduce the radial blanket thickness. Natural lithium is used to avoid extra cost related to the lithium enrichment process.
自己冷却型リチウム・バナジウムブランケットは、2 MW/m²の表面熱流束と10 MW/m²の中性子壁負荷に対応可能な設計がなされている。本ブランケットは、液体リチウムをトリチウム増殖材兼冷却材として使用し、冷却材と増殖材の両立性問題および反応性問題を緩和する。構造材料にはバナジウム合金（V–4Cr–4Ti）が採用されており、これは高い熱負荷に耐えうるためである。また、本合金は高温での優れた機械的特性、高い中性子フルエンス耐性、中性子照射下での低劣化、ブランケット材料との良好な両立性、低い崩壊熱、低い廃棄物評価、そしてプラズマ崩壊時の電磁力に耐える十分な強度を有する。自己修復性電気絶縁材（CaO）は、MHD圧力損失を低減するために使用される。第一壁におけるポロイダル方向の高速冷却流は、バナジウム構造のピーク温度を低減し、高い表面熱流束に対応するために用いられる。ブランケットは単純な幾何学的形状と低い冷却材圧力を有し、これにより製作コストの低減、ブランケット信頼性の向上、および性能に対する確信度の向上が図られる。スペクトルシフタと反射体は、ブランケットの遮蔽能力とエネルギー増倍率を向上させ、半径方向のブランケット厚さを低減するために使用される。天然リチウムの使用により、リチウム濃縮プロセスに伴う追加コストが回避される。