AbstractThis study presents models to describe the mobilisation, mass transport and deposition mechanisms of active and non-active species in the cooling loop of helium-cooled fusion power plants. A simple nuclear sputtering model has been developed in order to determine the active source term entering the coolant and the flux of sputtered particles ejected from the pipe surfaces. A time independent mass transfer model has been formulated to determine the transport and deposition of nuclides around the primary cooling circuit and the computer code HETRAN has been written to solve the mass transport of stable and active species at discrete locations around the cooling loop. The model describes the mass balance of each species accounting for the particle production and loss mechanisms in the coolant, the surface and the bulk solid. These models have been validated against experimental data and existing computer codes, where possible and found to be in good agreement with published work. Example calculations are performed, to determine the coolant, bulk solid and pipe surface atomic and activity concentrations for the primary circuit of the helium cooled SEAFP Plant Model 1.
この研究は、ヘリウム冷却核融合発電プラントの冷却ループにおける放射性種と非放射性種の移動、質量輸送、および堆積機構を記述するモデルを提示する。冷却材へ入る放射性ソースタームと配管表面から放出されるスパッタ粒子のフラックスを決定するために、単純な核スパッタリングモデルが開発された。一次冷却回路周辺の核種の輸送と堆積を決定するために時間非依存の質量輸送モデルが定式化され、冷却ループ周辺の離散位置における安定種と放射性種の質量輸送を解くために計算機コードHETRANが作成された。このモデルは、冷却材、表面、およびバルク固体における粒子生成・損失機構を考慮した各種の質量バランスを記述する。これらのモデルは、可能な場合には実験データおよび既存の計算機コードに対して検証され、公表された研究と良好な一致を示すことが確認された。ヘリウム冷却SEAFPプラントモデル1の一次回路について、冷却材、バルク固体、および配管表面の原子濃度と放射能濃度を決定するための計算例が実行される。