AbstractThe main nuclear features of the baseline design of fusion ignition research experiment (FIRE) have been evaluated. Critical issues were addressed and R&D needs were identified. Modest values of nuclear heating occur in the FIRE components. The total nuclear heating in the 16 TF coils during DT shots is 19 MW. The cumulative damage in the copper alloys used is very low (<0.05 dpa). However, issues of low temperature embrittlement and thermal creep at high temperatures need to be resolved by an R&D program. The radiation induced resistivity increase in the conductors of the TF coils is primarily due to displacement damage and is <20% of the unirradiated resistivity. The magnet insulator development R&D program should involve irradiation to dose levels up to 1.5×1010 Rad with the proper mix between neutrons and gamma photons (50% gamma dose) relevant to FIRE conditions. Low levels of activity and decay heat are obtained. Hands-on ex-vessel maintenance is feasible. All components qualify as Class C low-level waste. Activation of nitrogen gas inside the cryostat produces a very small amount of 13N and 14C.
核融合点火研究実験(FIRE)のベースライン設計の主要な核特性を評価した。重要な課題に取り組み、研究開発のニーズを特定した。FIRE構成機器には、適度な値の核発熱が発生する。DTショット中の16個のTFコイルにおける総核発熱は19MWである。使用される銅合金の累積損傷は非常に低い(<0.05 dpa)。しかしながら、低温脆化および高温での熱クリープの問題は、研究開発プログラムによって解決される必要がある。TFコイルの導体における放射線誘起抵抗率の増加は、主にはじき出し損傷によるものであり、未照射の抵抗率の20%未満である。マグネット絶縁体開発研究開発プログラムは、FIRE条件に関連する中性子とガンマ光子の適切な混合比(50%ガンマ線量)で、最大1.5×10^10 Radの線量レベルまでの照射を伴うべきである。低いレベルの放射能と崩壊熱が得られる。直接的な容器外保守が可能である。すべての構成要素は、クラスC低レベル廃棄物として適格である。クライオスタット内の窒素ガスの放射化により、ごく少量の13Nと14Cが生成される。