AbstractThe design of RF DEMO-relevant ceramic helium cooled blanket test module (CHC BTM) for testing in international thermonuclear experimental reactor (ITER) is under consideration. The RF concept of DEMO BTM is based upon the breeder inside tube (BIT)-concept. This concept suggests the use of solid breeding ceramic material, helium as coolant and tritium purge-gas, ferrite–martensite steel as structural material, and beryllium as neutron multiplier. The parameters of the primary circuit coolant are the following, pressure −8 MPa, inlet/outlet temperature −300/550°C, respectively. Helium (0.1 MPa pressure) is used for tritium removal from ceramic breeder. The ITER water coolant is the secondary circuit coolant of DEMO BTM cooling system. Lithium orthosilicate (Li4SiO4) is used as tritium breeding material (pebbles-bed of ∅ 0.5–1 mm spheres). It is planned to use the beryllium as neutron multiplier (spheres ∅ 1 mm pebbles-bed or the porous beryllium). The 3-D neutronic calculations on Monte Carlo method, in accordance with FENDL-1 library of the nuclear data, have been performed for CHC BTM. To validate the CHC BTM concept, the thermal hydraulic analysis has been performed for the design elements and cooling system equipment. The preliminary stress analysis for BTM design elements has been carried out on the ASME-code and RF strength regulations. The four types of LOFA and LOCA accidents have been investigated. The parameters of cooling, coolant purification and tritium extraction systems have been determined.
RF DEMO関連のセラミックヘリウム冷却ブランケット試験モジュール（CHC BTM）の設計が、国際熱核融合実験炉（ITER）での試験用に検討されている。RFのDEMO BTM概念は、ブリーダ・インサイド・チューブ（BIT）概念に基づいている。この概念は、固体増殖セラミック材料の使用、ヘリウムを冷却材およびトリチウムパージガスとして、フェライト・マルテンサイト鋼を構造材料として、そしてベリリウムを中性子増倍材として使用することを提案している。一次系冷却材のパラメータは以下の通りである：圧力8 MPa、入口/出口温度はそれぞれ300/550℃である。ヘリウム（0.1 MPa圧力）は、セラミック増殖材からのトリチウム除去に使用される。ITER水冷却材は、DEMO BTM冷却システムの二次系冷却材である。オルトケイ酸リチウム（Li4SiO4）がトリチウム増殖材料（∅0.5〜1 mmの球体のペブルベッド）として使用される。ベリリウムを中性子増倍材（∅1 mmの球体のペブルベッドまたは多孔質ベリリウム）として使用することが計画されている。CHC BTMに対して、モンテカルロ法による3次元中性子計算が、核データライブラリFENDL-1に従って実施された。CHC BTM概念を検証するために、設計要素および冷却システム機器に対する熱水力解析が実施された。BTM設計要素に対する予備応力解析が、ASMEコードおよびRF強度規制に基づいて実施された。4種類のLOFAおよびLOCA事故が調査された。冷却、冷却材浄化、およびトリチウム抽出システムのパラメータが決定された。