We propose a sub-ignition/burning reactor which is named the Laser-fusion Subcritical Power Reactor Engineering Method (L-Supreme). The reliabilities of L-Supreme in a MW class laser facility are assessed with respect to the following points: a reactor core, a target chamber, a target delivery system, an Exhaust Detritiation System (EDS), and neutron shielding. The Japan Establishment for Power-laser Community Harvest (J-EPoCH) would be applied as a MW class laser facility. A non-cryogenic glass balloon target filled with gaseous deuterium-tritium (DT) is contained in a target capsule. A chain-type magazine system might be used for a mass supply of the target capsules. Each target capsule is delivered to the center of a reactor core at 1 Hz. A batch of 10 000 laser shots would realize 0.22 MJ fusion power. The amount of tritium per batch is 1.51 × 1012 Bq. During laser experiments, unburned tritium is evacuated and transferred into an Exhaust Detritiation System (EDS). An evacuation rate of more than 0.1 m3 s−1 is required in order to recover less than 5000 Bq m−3 of the threshold of tritium concentration within 1 h. For safety, emergency situations such as tritium leakage in facilities are examined. The EDS works by internal circulation processes. Assuming leakage of tritium for a batch, an air circulation flow rate of 4100 Nm3 h−1 is required in an experimental hall for recovering less than 5000 Bq m−3 within 48 h. A primary and secondary neutron shield concept are proposed and would provide full neutron shielding. We conclude that it is possible to construct the L-Supreme system by marshalling current technologies.
我々は、サブ点火／燃焼炉を提案する。これは、Laser-fusion Subcritical Power Reactor Engineering Method（L-Supreme）と名付けられている。MW級レーザー施設におけるL-Supremeの信頼性は、炉心、ターゲットチャンバー、ターゲット搬送システム、排気除トリチウムシステム（EDS）、および中性子遮蔽の各点に関して評価される。Japan Establishment for Power-laser Community Harvest（J-EPoCH）がMW級レーザー施設として適用されるであろう。ガス状重水素-トリチウム（DT）を充填した非低温ガラスバルーンターゲットは、ターゲットカプセル内に収納されている。チェーン式マガジンシステムは、ターゲットカプセルの大量供給に用いられるかもしれない。各ターゲットカプセルは、1 Hzで炉心中心に搬送される。10 000回のレーザーショットの1バッチは、0.22 MJの核融合出力を実現するであろう。1バッチあたりのトリチウム量は1.51 × 10¹² Bqである。レーザー実験中、未燃焼トリチウムは排気され、排気除トリチウムシステム（EDS）に移送される。1時間以内にトリチウム濃度の閾値である5000 Bq m⁻³未満に回復するためには、0.1 m³ s⁻¹以上の排気速度が必要である。安全性のため、施設内でのトリチウム漏えいなどの緊急事態が検討されている。EDSは内部循環プロセスによって作動する。1バッチ分のトリチウムの漏えいを仮定すると、48時間以内に5000 Bq m⁻³未満に回復するためには、実験ホールにおいて4100 Nm³ h⁻¹の空気循環流量が必要である。一次および二次中性子遮蔽の概念が提案されており、完全な中性子遮蔽を提供するであろう。我々は、現在の技術を結集することによりL-Supremeシステムを構築することが可能であると結論する。