AbstractThis work studies the stability of the Be-steam reactions on the plasma-facing surface of the ITER first wall. This reaction is strongly exothermic and its rate is heavily dependent on temperature. Therefore, it is feared that, under certain conditions, it may become unstable. An initial monodimensional analysis investigated the dynamics of the phenomena and the relative magnitude of the quantities involved. Thermal radiation from the reacting surface is not enough to dissipate the heat produced. This is, however, feasible with only a gradient of 13 °C across the Be layer of the first wall. Subsequently, an axisymmetric model of the whole reactor vacuum chamber has been set up. A 20 cm large “hot band” was assumed in which the surface temperature had reached the melting point of beryllium (1283 °C). Three separate simulations of the short-term (up to 10 min.) transient were performed, corresponding to different thermal energy loads on the first wall. Decay heat has been taken into account and LOCA conditions have been assumed. The results of these analyses are given and their safety implications are discussed.
抄録本稿では、ITER第一壁のプラズマ対向面におけるベリリウム-蒸気反応の安定性について研究する。この反応は強発熱反応であり、その速度は温度に強く依存する。したがって、特定の条件下では不安定になる可能性が懸念される。初期の一次元解析では、関連する諸量の大きさと現象の動力学を調査した。反応表面からの熱放射だけでは、発生する熱を放散するのに十分ではない。しかし、第一壁のベリリウム層全体にわずか13℃の温度勾配があれば放散が可能である。続いて、真空容器全体の軸対称モデルを構築した。第一壁の表面温度がベリリウムの融点（1283℃）に達する、20cmの「ホットスポット」を仮定した。第一壁への熱負荷が異なる3つの条件下で、短期間（最大10分）の過渡現象のシミュレーションを実施した。崩壊熱を考慮し、LOCA条件を仮定した。これらの解析結果を示し、その安全上の影響について考察する。