Waste-production predictions for the future demonstration fusion power plant (DEMO) are necessary to produce an accurate picture of the likely environmental and economic costs of radioactive waste disposal at end-of-life. An integrated simulation process combining Monte-Carlo neutron transport simulations, inventory calculations, and extensive and reproducible post-processing algorithms has been used for the evolving European DEMO designs to quantify the time-varying mass inventories in different waste classes for individual regions and components of the reactor vessel, as well as for the reactor as a whole. Waste categories based on UK and French regulations reveal that minor impurities contained in structural steels, particularly Eurofer, as well as in functional materials such as tungsten, and beryllium, can have a significant impact on their waste classification prospects. Predictions for current European DEMO concepts suggest that there may be an issue in disposing of fusion structural-steel waste as low-level waste (LLW) in near-surface repositories. Detailed analysis of the subtleties of these predictions, particularly with regard to the production of long-lived radionuclides such as 14C and 94Nb, reveal that the threshold for acceptance as LLW is only just exceeded in some situations. Several mitigation approaches are discussed in this context.The computational framework developed for these assessments can be rapidly and continuously applied to the maturing DEMO design, helping to guide design choices to mitigate long-lived waste production and ensure that most waste becomes LLW or better within a few decades.
将来の核融合実証発電炉（DEMO）における廃棄物発生量の予測は、運転終了時の放射性廃棄物処分に伴う環境的・経済的コストの正確な見通しを得るために必要である。モンテカルロ中性子輸送シミュレーション、インベントリ計算、および広範かつ再現可能な後処理アルゴリズムを組み合わせた統合シミュレーションプロセスが、進化する欧州DEMO設計に適用され、炉容器の個別領域・構成要素および炉全体について、異なる廃棄物クラスにおける時間変化する質量インベントリを定量化してきた。英国およびフランスの規制に基づく廃棄物区分は、構造用鋼、特にユーロファーに含まれる微量不純物や、タングステンやベリリウムなどの機能性材料に含まれる微量不純物が、それらの廃棄物分類の見通しに大きな影響を与え得ることを示している。現在の欧州DEMO概念に対する予測は、核融合構造用鋼廃棄物を浅地中処分施設において低レベル廃棄物（LLW）として処分することに問題が生じる可能性を示唆している。これらの予測の詳細な分析、特に14Cや94Nbなどの長寿命放射性核種の生成に関する分析により、LLWとしての受入基準が一部の状況においてわずかに超過されることが明らかになっている。いくつかの緩和アプローチがこの文脈で議論されている。開発された計算フレームワークは、成熟しつつあるDEMO設計に迅速かつ継続的に適用可能であり、長寿命廃棄物の生成を緩和し、数十年以内にほとんどの廃棄物がLLW以下となることを確保するための設計選択の指針となる。