A marked feature of the pebble divertor system is an effect caused by the use of a functional multilayer coated pebble, which consists of a surface plasma facing layer, an intermediate tritium permeation barrier layerand a kernel for heat removal. The dimensions, structure and irradiation conditions of the pebbles are the important issues for the development of the pebble divertor. From the viewpoint of resistance to the induced thermal stress,the pebbles aretaken to be as small as possible. On the other hand, from the viewpoint of pumping performance, the suitable irradiation temperature range of the surface layer of the pebbles was estimated from experimental results and anumerical analysis. A pumping process enhanced by dynamic retention is available to extend the upper limit of the allowable irradiation temperature range from 900 to 1100 K. On taking the temperature rise limitation due to thepumping effect and the fracture strength due to the induced thermal stress limitation, it was found that a pebblediameter of 1-2 mm is possible in about 20 MW/m2 for the SiC kernel and one of2-3 mm in less than 30 MW/m2 for the graphite kernel.
ペブルダイバータシステムの顕著な特徴は、表面のプラズマ対向層、中間のトリチウム透過障壁層、および除熱のための核(カーネル)から構成される機能的多層被覆ペブルを使用することによる効果である。ペブルの寸法、構造、照射条件は、ペブルダイバータの開発にとって重要な課題である。誘起熱応力に対する耐性の観点からは、ペブルは可能な限り小さいことが望ましい。一方、排気性能の観点からは、ペブルの表層の許容照射温度範囲が実験結果と数値解析から推定された。動的保持(ダイナミックリテンション)により促進される排気プロセスは、許容照射温度範囲の上限を900 Kから1100 Kに拡張するために利用可能である。排気効果による温度上昇限界と誘起熱応力限界による破壊強度を考慮すると、SiC核では約20 MW/m²でペブル直径1〜2 mm、グラファイト核では30 MW/m²未満で2〜3 mmが可能であることが見出された。