AbstractThe behaviour of beryllium under fast neutron irradiation is a key issue of the helium cooled pebble bed tritium breeding blanket, due to the production of large quantities of helium and of a non-negligible amount of tritium. To optimise the design, a reliable prediction of swelling due to helium bubbles and of tritium inventory during normal and off-normal operation of a fusion power reactor is needed. The ANFIBE code (ANalysis of Fusion Irradiated BEryllium) is being developed to meet this need. The code has to be applied in a range of irradiation conditions where no experimental data are available, therefore a detailed gas kinetics model, and a specific and particularly careful validation strategy are needed. The validation procedure of the first version of the code was based on macroscopic data of swelling and tritium release. This approach is, however, incomplete, since a verification of the microscopic behaviour of the gas in the metal is necessary to obtain a reliable description of swelling. This paper discusses a general strategy for a thorough validation of the gas kinetics models in ANFIBE. The microstructure characterisation of weakly irradiated beryllium pebbles, with different visual examination techniques, is then presented as an example of the application of this strategy. In particular, the advantage of developing 3D techniques, such as X-ray microtomography, is demonstrated.
ベリリウムの高速中性子照射下における挙動は、大量のヘリウムと無視できない量のトリチウムが生成されることから、ヘリウム冷却ペブルベッド型トリチウム増殖ブランケットの主要な課題である。設計を最適化するためには、核融合炉の通常運転時および異常時におけるヘリウムバブルによるスエリングとトリチウムインベントリの信頼性の高い予測が必要である。ANFIBEコード（ANalysis of Fusion Irradiated BEryllium）は、このニーズを満たすために開発が進められている。本コードは、実験データが得られていない幅広い照射条件に適用される必要があるため、詳細なガス動力学モデルと、特に慎重な検証戦略が求められる。初版コードの検証手順は、スエリングとトリチウム放出に関する巨視的データに基づいていた。しかしながら、このアプローチは、スエリングの信頼性の高い記述を得るためには金属中のガスの微視的挙動の検証が必要であることから、不完全である。本論文では、ANFIBEにおけるガス動力学モデルの徹底的な検証のための一般的な戦略について論じる。次に、異なる視覚的検査手法を用いた弱照射ベリリウムペブルの微細組織特性評価を、この戦略の適用例として提示する。特に、X線マイクロトモグラフィーなどの3次元手法を開発する利点が実証される。