AbstractFor the next generation fusion reactors with a ceramic breeder blanket, the use, as a neutron multiplier, of a binary bed of large (≈2 mm) and small (≈0.1–0.2 mm) beryllium pebbles is foreseen. The heat transfer parameters of such a binary pebble bed, namely the thermal conductivity and the heat transfer coefficient to the containing wall, have been investigated previously in the experimental device PEHTRA available at FZK. The experiments measured the effect of the bed temperature and of the constraint exerted by the containing walls. The constraint is defined by the bed interference, i.e. the difference in the radial expansion between bed and the constraining walls related to the bed thickness (Δl/l). However, with PEHTRA experiments it was only possible to achieve a Δl/l value of 0.1%. A new experimental rig (SUPER-PEHTRA) has been constructed at FZK, which allows Δl/l values of 0.3% to be achieved and to measure the pressure of the expanding bed on the containing walls. The present paper reports on the experiments performed with SUPER-PEHTRA for a binary beryllium pebble bed.
次世代のセラミック増殖ブランケットを備えた核融合炉では、中性子増倍材として、大径（約2 mm）と小径（約0.1～0.2 mm）のベリリウムペブルからなる二峰性ペブルベッドの使用が想定されている。このような二峰性ペブルベッドの熱伝達パラメータ、すなわち熱伝導率および容器壁への熱伝達係数は、FZKで利用可能な実験装置PEHTRAを用いてこれまでに調査されている。実験では、ペブルベッド温度および容器壁による拘束の影響が測定された。拘束はペブルベッドの干渉、すなわちペブルベッドと拘束壁との間の半径方向膨張差をペブルベッド厚さで除した値（Δl/l）として定義される。しかしながら、PEHTRAを用いた実験では、Δl/lの値は0.1%までしか達成できなかった。FZKでは新たな実験装置（SUPER-PEHTRA）が建設され、これによりΔl/lの値0.3%を達成し、膨張するペブルベッドが容器壁に及ぼす圧力を測定することが可能となった。本論文では、二峰性ベリリウムペブルベッドに対してSUPER-PEHTRAを用いて実施した実験について報告する。