AbstractIt may be possible to surround the region where fusion reactions are taking place with a neutronically thick liquid blanket which has penetrations that allow only a few tenths of a percent of the neutrons to leak out. Even these neutrons can be attenuated by adding an accurately placed liquid or solid near the target to shadow-shield the beam ports from line-of-sight neutrons. The logic of such designs is discussed and their evolution is described with examples applied to both magnetic and inertial fusion (HYLIFE-II).These designs with liquid protection are self-healing when exposed to pulsed loading, and have a number of advantages over the usual designs with solid first walls. For example, the liquid-protected solid components will last the life of the plant, and therefore the capacity factor is estimated to be approximately 10% higher than for the non-liquid-walled blankets, because no blanket replacement shutdowns are required. The component replacement, operations, and maintenance costs might be half the usual value because no blanket change-out costs or accompanying facilities are required. These combined savings might lower the cost of electricity by 20%.Nuclear-grade construction should not be needed, largely because the liquid attenuates neutrons and results in less activation of materials. Upon decommissioning, the reactor materials should qualify for disposal by shallow burial even when constructed of ordinary 304 stainless steel. The need for a high-intensity 14-MeV neutron test facility to develop first-wall materials is avoided or greatly reduced, saving billions of development dollars. Flowing molten Li, the molten salt Flibe (Li2BeF4), and molten Li17Pb83 have been considered. An advantage of molten salt is that it will not burn and has a low tritium solubility and therefore low tritium inventory.
核融合反応が起こっている領域を、中性子に対して厚い液体ブランケットで囲むことが可能かもしれない。このブランケットには貫通孔が設けられており、漏れ出る中性子はわずか数パーセントの数十分の一に過ぎない。これらの漏れ中性子でさえ、ターゲット近傍に液体または固体を正確に配置することで減衰させ、ビームポートを視線方向の中性子から影遮蔽することができる。このような設計の論理について考察し、その発展過程を、磁場閉じ込め核融合と慣性核融合の両方（HYLIFE-II）に適用した例を用いて述べる。液体保護を備えたこれらの設計は、パルス負荷にさらされた際に自己修復性を有し、固体第一壁を用いる通常の設計に比べて多くの利点がある。例えば、液体保護された固体コンポーネントはプラントの寿命全体にわたって持続するため、ブランケット交換のための停止が不要となり、設備利用率は非液体壁ブランケットの場合より約10%高いと見積もられる。コンポーネント交換、運転、保守のコストは、ブランケット交換費用や付随する設備が不要となるため、通常の半分程度になる可能性がある。これらの複合的な節約により、電力コストは20%低減する可能性がある。核グレードの構造材料は不要となる可能性が高く、その主な理由は、液体が中性子を減衰させ、材料の放射化を低減するためである。運転終了時には、通常の304ステンレス鋼で建設された場合でも、原子炉材料は浅地中埋設処分の基準を満たす可能性がある。第一壁材料の開発のための高強度14-MeV中性子試験施設の必要性は回避されるか、大幅に軽減され、数十億ドルの開発費が節約される。流動液体Li、溶融塩Flibe（Li2BeF4）、および溶融Li17Pb83が検討されている。溶融塩の利点は、燃焼せず、トリチウム溶解度が低いため、トリチウムインベントリが少ないことである。