The research study focuses on the neutronic design analysis and optimization of one of the options for a fusion reactor designed as DCLL (dual coolant lithium-lead). The main objective has been to develop an efficient and technologically viable modular DCLL breeding blanket (BB) using the DEMO generic design specifications established within the EUROfusion Programme. The final neutronic design has to satisfy the requirements of: tritium self-sufficiency; BB thermal efficiency; preservation of plasma confinement; temperature limits imposed by materials; and radiation limits to guarantee the largest operational life for all the components. Therefore, a 3D fully heterogeneous DCLL neutronic model has been developed for the DEMO baseline 2014 determining its behaviour under the real operational conditions of the DEMO reactor. Consequent actions have been adopted to improve its performances. Neutronic assessments have specially addressed tritium breeding ratio, multiplication energy factor, power density distributions, damage and shielding responses. The model has then been adapted to the subsequent DEMO baseline 2015 (with a more powerful and bigger plasma, smaller divertor and bigger blanket segments), implying new design choices to improve the reactor nuclear performances.
本研究は、DCLL（二重冷却リチウム鉛）として設計された核融合炉の一オプションについて、中性子工学設計解析と最適化に焦点を当てている。主目的は、EUROfusionプログラム内で確立されたDEMO汎用設計仕様を用いて、効率的かつ技術的に実現可能なモジュール式DCLL増殖ブランケット（BB）を開発することである。最終的な中性子工学設計は、トリチウム自給自足、BB熱効率、プラズマ閉じ込めの維持、材料に課せられた温度制限、および全構成部品の最大限の運用寿命を保証するための放射線制限の要件を満たさなければならない。したがって、DEMOベースライン2014用に3次元完全不均質DCLL中性子工学モデルが開発され、DEMO炉の実運用条件下での挙動が決定された。その性能を向上させるための措置が続いて講じられた。中性子工学的評価は、特にトリチウム増殖比、エネルギー増倍係数、出力密度分布、損傷および遮蔽応答に焦点を当てた。その後、モデルは後続のDEMOベースライン2015（より強力で大型のプラズマ、より小型のダイバータ、より大型のブランケットセグメントを備える）に適合され、炉の核性能を向上させるための新たな設計選択が示唆された。