The International Fusion Materials Irradiation Facility-DEMO Oriented Neutron Source (IFMIF-DONES) is designed mainly to test and qualify materials for future fusion reactors by exposing them to a high energetic and intense neutron flux, and also to develop other scientific experiments using a fraction of the neutrons generated. The Lithium Systems (LSs) are crucial to the operation of the facility, generating and delivering the neutron flux through the interaction of a deuteron beam with a flowing lithium target. It comprises four systems: the Target System that produces the stable high-velocity lithium flow target and handles the substantial heat load from the beam interaction; the Heat Removal Loops, designed to supply the liquid lithium to the target in adequate conditions, this removing up to 10 MW through primary lithium loops and secondary and tertiary oil and water loops; the Impurity Control System, which controls the contents of impurities in the lithium, to reduce corrosion and erosion phenomena, and localize the radioactive impurities; and the LS Ancillaries, providing essential support such as vacuum, gas, and electrical power to the other systems. The design and operation of the LSs face several significant challenges. Maintaining the stability and high velocity of the lithium flow under extreme conditions is of paramount importance. Operating in a high-radiation environment presents additional complexities, requiring the development of specialized maintenance strategies in conjunction with remote handling technologies. The design of the IFMIF-DONES LS has evolved over the last years. This paper presents the current design status, highlighting the solutions implemented to address these challenges and to ensure the reliable and safe operation of the facility.
国際核融合材料照射施設-DEMO指向中性子源(IFMIF-DONES)は、主に将来の核融合炉用材料を、高エネルギーで強力な中性子束に曝すことによって試験・認定するために設計されており、また、生成された中性子の一部を用いて他の科学実験を発展させることも目的としている。リチウムシステム(LSs)は施設の運転にとって極めて重要であり、重陽子ビームと流動リチウムターゲットとの相互作用を通じて中性子束を生成・供給する。それは4つのシステムから構成される: 安定した高速リチウム流ターゲットを生成し、ビーム相互作用による大きな熱負荷を処理するターゲットシステム；適切な条件下で液体リチウムをターゲットに供給するように設計された除熱ループ。これにより、一次リチウムループおよび二次・三次の油・水ループを通じて最大10 MWを除去する；リチウム中の不純物含有量を制御し、腐食・侵食現象を低減し、放射性不純物を局在化させる不純物制御システム；そして、他のシステムに真空、ガス、電力などの必須のサポートを提供するLS補助システム。LSsの設計と運転には、いくつかの重大な課題がある。極限条件下でリチウム流の安定性と高速性を維持することが最も重要である。高放射線環境での運転はさらなる複雑さをもたらし、遠隔操作技術と連携した専門的な保守戦略の開発を必要とする。IFMIF-DONES LSの設計はここ数年で進化してきた。本論文は現在の設計状況を示し、これらの課題に対処し、施設の信頼性が高く安全な運転を保証するために実装された解決策を強調する。