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Progress in design and experimental activities for the development of an advanced breeding blanket

I. Fernández-Berceruelo, I. Palermo, F.R. Urgorri, D. Rapisarda, M. González, J. Alguacil, J.P. Catalán, J.M. García, J. Kekrt, M. Kordač2024年5月Nuclear FusionIF 3出版社

There is no doubt about the interest of achieving as fast as possible the capability to build and operate high performance reactors that finally allow fusion competing in the electricity market. An advanced breeding blanket based on the Dual Coolant Lithium Lead concept with single module segment architecture, designed for the European DEMO, is certainly aligned with such objective. This work describes some recent outcomes of the efforts carried out in the framework of the Prospective R&D Work Package in EUROfusion to develop this line. The evolution of the design has been guided by strategies aimed to achieve an equilibrium between tritium breeding & shielding requirements and mechanical integrity. To enhance the thermodynamic cycle efficiency and reduce the recirculation power by minimizing pressure losses in both the breeding zone and the first wall have been complementary guidelines. Specific models have been created to characterize phenomena like heat transfer and tritium permeation in the breeder channels. The experimental activities, which in general have produced promising results, have consisted in the characterization of different ceramic materials (carbides and oxides) in terms of functional properties at high temperature (as-received and irradiated/implanted samples) and compatibility with PbLi.

日本語訳

最終的に核融合が電力市場で競争できるようにする高性能炉を建設し運転する能力を可能な限り早期に達成することへの関心に疑いの余地はない。欧州DEMO向けに設計された、シングルモジュールセグメント構造を備えたデュアルクーラント・リチウム鉛概念に基づく先進増殖ブランケットは、確かにそのような目的に合致している。本稿では、この開発ラインを進めるためにEUROfusion内のProspective R&D Work Packageの枠組みで実施された取り組みの最近の成果の一部について述べる。設計の進化は、トリチウム増殖と遮蔽の要件と機械的完全性との間の均衡を達成することを目的とした戦略によって導かれてきた。熱力学サイクル効率を向上させ、増殖領域と第一壁の両方における圧力損失を最小化することによって再循環動力を低減することが、補完的な指針となってきた。増殖チャネル内の熱伝達やトリチウム透過などの現象を特徴付けるために、特定のモデルが作成されてきた。実験活動は、概して有望な結果をもたらしており、高温での機能的特性(受入状態および照射・注入された試料)とPbLiとの適合性に関して、さまざまなセラミック材料(炭化物および酸化物)を特性評価することから構成されてきた。

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Breeding blanket

AIによる論文要約

高度な増殖ブランケットの開発に向けたデザインと実験活動の進捗
JAこの論文は、核融合炉の設計や材料開発に携わる研究者や技術者に役立つでしょう。また、核融合エネルギーの発展に興味のある学生にも有益な情報が含まれています。#核融合炉 #ブランケット #材料 #実験 #設計

この論文は、欧州DEMOのための高度な増殖ブランケットの開発に関する最新の成果を説明しています。ブランケットのデザインは、三重の目標、すなわち、tritium増殖、遮蔽、機械的強度のバランスを取ることを目指しています。また、熱効率の向上と循環電力の低減も目標とされています。実験では、高温下での機能特性や冷却材との適合性など、さまざまな材料の評価が行われています。

Progress in design and experimental activities for the development of an advanced breeding blanket
ENThis paper would be of interest to fusion researchers and engineers working on the development of fusion reactor technologies, particularly those focused on breeding blanket design and materials.#FusionReactorDesign #BreedingBlanket #LithiumLead #CeramicMaterials #FusionEnergy

This paper describes the development of an advanced breeding blanket for fusion reactors, which is crucial for making fusion energy commercially viable. It focuses on the Dual Coolant Lithium Lead concept, detailing design strategies to optimize tritium breeding, shielding, and thermodynamic efficiency. Experimental results on the performance of ceramic materials in the blanket are also presented.

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