AbstractThermal-mechanical analyses were performed for the ITER shielding blanket design to define the performance of the structures when subjected to thermal loads, the internal pressure and the electromagnetic forces. The shielding blanket design under consideration has austenitic steel structure, low temperature and pressure water coolant, and a copper layer coated with beryllium for the first wall. The first wall is structurally integrated with the shielding blanket by thin lateral walls welded to the back plate. At the side wall of the sector, the internal pressure is sustained by the adjacent canisters. Two-dimensional analyses of the equatorial cross-section were carried out using generalized plane strain boundary conditions to simulate the out of plane structure behavior. The mechanical loads used in the analyses consist of an internal coolant pressure of 2 MPa and electromagnetic loads on the first wall due to plasma disruption events of 1 MPa for outboard sections. Two thermal loads were included: a surface heat flux of 50 W cm−2 on the first wall and nuclear heating from the neutronics analyses.
ITER遮蔽ブランケット設計に対して熱機械解析を実施し、熱負荷、内圧、電磁力を受けた際の構造性能を評価した。検討対象の遮蔽ブランケット設計は、オーステナイト系鋼構造、低温・低圧の冷却水、およびベリリウム被覆された銅層を第一壁に有する。第一壁は、背板に溶接された薄肉側壁により遮蔽ブランケットと構造的に一体化されている。セクター側壁部では、内圧は隣接キャニスタによって支持される。赤道断面の二次元解析を、面外構造挙動を模擬する一般化平面ひずみ境界条件を用いて実施した。解析で用いた機械的負荷は、内圧2 MPa、およびプラズマディスラプション事象による第一壁への電磁力（アウトボード部で1 MPa）である。熱負荷としては、第一壁表面熱流束50 W/cm²と、ニュートロニクス解析による核発熱の2つを考慮した。