AbstractThe tritium inventory in the Li2TiO3 blanket of a nuclear fusion reactor is discussed in this paper. The method of tritium inventory estimation was proposed by the present authors. The overall mass transfer coefficient of the isotope exchange reaction 1 between H2 in the purge gas and tritium on grain surface of Li2TiO3 was obtained in this study. This equation shows that the rate of isotope exchange reaction 1 in the Li2TiO3 bed is much smaller than that was observed by the authors for Li2O, LiAlO2, Li4SiO4, and Li2ZrO3. This phenomenon is caused by a surface reaction that occurs at high temperature between Li2TiO3 and H2 in the gas phase. It was observed that the color of Li2TiO3 surface was changed from white to black, and quartz tube was corroded by this reaction. Tritium inventory in the Li2TiO3 blanket estimated in this study is about ten times larger than for any other solid breeding blanket at 973 K. It must be also cared that most tritium is released as HTO in this case. The use of He with H2 on purge gas of Li2TiO3 blanket gives contradictory effect.
核融合炉のLi2TiO3ブランケットにおけるトリチウムインベントリについて論じる。本論文では、トリチウムインベントリの評価方法を提案する。Li2TiO3粒表面のトリチウムとパージガス中のH2との間の同位体交換反応1の総括物質移動係数を求めた。本式により、Li2TiO3充填層における同位体交換反応1の速度は、著者らがLi2O、LiAlO2、Li4SiO4、Li2ZrO3について観測した値よりもはるかに小さいことが示された。この現象は、高温におけるLi2TiO3と気相中のH2との間の表面反応によって引き起こされる。Li2TiO3表面の色が白から黒に変化し、石英管がこの反応によって腐食されることが観測された。本評価によるLi2TiO3ブランケットのトリチウムインベントリは、他の固体ブランケットの約10倍大きい。973Kにおいて、トリチウムの大部分がHTOとして放出されることに留意する必要がある。Li2TiO3ブランケットのパージガスにHeとH2を使用することは、相反する効果をもたらす。