Selected issues in the development of fusion nuclear technology (FNT) have been studied. These relate to (1) near-term experiments, modeling, and analysis for several key FNT issues, and (2) FNT testing in future fusion facilities.A key concern for solid breeder blankets is to reduce the number of candidate materials and configurations for advanced experiments to emphasize those with the highest potential. Based on technical analysis, recommendations have been developed for reducing the size of the test matrix and for focusing the testing program on important areas of emphasis. The characteristics of an advanced liquid metal MHD experiment have also been studied. This facility is required in addition to existing facilities in order to address critical uncertainties in MHD fluid flow and heat transfer.In addition to experiments, successful development of FNT will require models for interpreting experimental data, for planning experiments, and for use as a design tool for fusion components. Modeling of liquid metal fluid flow is a particular area of need in which substantial progress is expected, and initial efforts are reported here. Preliminary results on the modeling of tritium transport and inventory in solid breeders are also summarized. Finally, the thermo-mechanical behavior of liquid-metal-cooled limiters is analyzed and the parameter space for feasible designs is explored.Because of the renewed strong interest in a fusion engineering facility, a critical review and analysis of the important FNT testing requirements have been performed. Several areas have been emphasized due to their strong impact on the design and cost of the test facility. These include (1) the length of the plasma burn and the mode of operation (pulsed vs. steady-state), and (2) the need for a tritium-producing blanket and its impact on the availability of the device.
核融合核技術(FNT)の開発における選択された課題について研究が行われた。これらは、(1)いくつかの主要なFNT課題に関する短期実験、モデリング、および解析、ならびに(2)将来の核融合施設におけるFNT試験に関連するものである。 固体増殖ブランケットに関する主要な懸念は、高度な実験のための候補材料の数を削減し、最も高い可能性を有するものに重点を置くことである。技術的解析に基づき、試験マトリックスの規模を縮小し、重要分野に試験プログラムの焦点を当てるための勧告が策定された。また、先進液体金属MHD実験の特性についても研究が行われた。この施設は、MHD流体流動および熱伝達における重要な不確実性に対処するため、既存施設に加えて必要とされるものである。 実験に加えて、FNTの開発を成功させるには、実験データの解釈、実験計画、および核融合機器の設計ツールとしての使用のためのモデルが必要となる。液体金属の流体流動のモデリングは特に必要な分野であり、そこでは substantial な進展が期待され、初期の取り組みがここで報告される。固体増殖材におけるトリチウム輸送およびインベントリのモデリングに関する予備的結果もまた要約される。最後に、液体金属冷却リミッターの熱機械的挙動が解析され、実現可能な設計のためのパラメータ空間が調査される。 核融合工学研究施設に対する新たな強い関心により、重要なFNT試験要件の批判的検討と解析が実施された。試験施設の設計とコストに強い影響を与えるため、いくつかの分野が強調されている。これらには、(1)プラズマ燃焼時間の長さと運転モード(パルス運転と定常運転)、および(2)トリチウム生産ブランケットの必要性とそれが装置の稼働率に与える影響が含まれる。