AbstractSeveral ceramic breeder blanket concepts for fusion experimental reactors have been proposed. Satisfying the allowable temperature ranges of each material and enhancing the tritium breeding ratio (TBR) are indispensable to development of any blanket concept. The present paper proposes a ceramic breeder blanket concept which realizes these points. Lithium zirconate (Li2ZrO3) is adopted as the breeder along with double-cladding pins having hollow pellets. The pellets are placed in the co-axial center tubes, while beryllium pebbles fill the outer tubes and serve not only as a neutron multiplier but also as a thermal barrier between the breeder and coolant, which flows outside the pins. The pins can be shortened and straightened by setting them in the toroidal direction. Hollow pellets are used to unify the radii of the outer clad, and reduce the volume fraction of stainless steel by making baffle plates unnecessary between the pin rows. The optimum ratio of the Li2ZrO3 volume fraction to the beryllium plus Li2ZrO3 one is investigated to maximize the TBR, and the pin radii and pin arrangement are determined. The proposed blanket concept is seen to satisfy the temperature ranges and enhance the local TBR to 1.3.
核融合実験炉用のセラミック増殖ブランケットのいくつかの概念が提案されている。各材料の許容温度範囲を満たし、トリチウム増殖比（TBR）を向上させることは、あらゆるブランケット概念の開発に不可欠である。本論文は、これらの点を実現するセラミック増殖ブランケット概念を提案する。増殖材としてチタン酸リチウム（Li2ZrO3）を採用し、中空ペレットを有する二重被覆管ピンを用いる。ペレットは同軸中心管内に配置され、一方、ベリリウムペブルは外管を充填し、中性子増倍材としてだけでなく、ピン外部を流れる冷却材と増殖材の間の熱障壁としても機能する。ピンをトロイダル方向に配置することで、短尺化と直線化が可能となる。中空ペレットは外側被覆管の半径を統一し、ピン列間のバッフル板を不要にすることでステンレス鋼の体積割合を低減する。TBRを最大化するためのLi2ZrO3体積割合とベリリウム＋Li2ZrO3体積割合の最適比を調査し、ピン半径とピン配置を決定する。提案するブランケット概念は、温度範囲を満たし、局所TBRを1.3に向上させることが確認された。