AbstractThe advanced power extraction (APEX) study aims at exploring new and innovative blanket concepts that can efficiently extract power from fusion devices with high neutron wall load. Among the concepts under investigation is the free liquid FW/liquid blanket concept in which a fast flowing liquid FW (∼2–3 cm) is followed by thick flowing blanket (B) of ∼40–50 cm thickness with minimal amount of structure. The liquid FW/B are contained inside the vacuum vessel (VV) with a shielding zone (S) located either behind the VV and outside the vacuum boundary (case A) or placed after the FW/B and inside the VV (case B). In this paper we investigate the nuclear characteristics of this concept in terms of: (1) attenuation capability of the liquid FW/B/S and protection of the VV and magnet against radiation damage; (2) profiles of tritium production rate and tritium breeding ratio (TBR) for several liquid candidates; and (3) profiles of heat deposition rate and power multiplication. The candidate liquid breeders considered are Li, Flibe, Li–Sn, and Li–Pb. Parameters varied are (1) FW/B thickness, L, (2) Li-6 enrichment and (3) thickness of the shield.
APEX（先進動力抽出）研究は、高い中性子壁負荷を有する核融合装置から効率的に動力を抽出できる、新規かつ革新的なブランケット概念の探求を目的としている。検討中の概念の中には、液体FW／液体ブランケット概念があり、これは、高速液体FW（約2〜3 cm）に続いて、厚さ約40〜50 cmの厚い流動ブランケット（B）を有し、構造材を最小限に抑えるものである。液体FW／Bは真空容器（VV）内に収容され、遮蔽領域（S）は、真空容器の背後かつ真空境界の外側（ケースA）、またはFW／Bの後方かつ真空容器内（ケースB）のいずれかに配置される。本論文では、この概念の核特性を以下の観点から調査する：（1）液体FW／B／Sによる減衰能力と、放射線損傷に対するVVおよび磁石の保護；（2）いくつかの液体候補材料に対するトリチウム生成率およびトリチウム増殖比（TBR）の分布；（3）熱生成率および出力増倍率の分布。検討対象の液体増殖材料は、Li、Flibe、Li–Sn、およびLi–Pbである。変化させるパラメータは、（1）FW／Bの厚さL、（2）Li-6濃縮度、および（3）遮蔽体の厚さである。