AbstractIn this paper, an attempt to modify the blanket design proposed and analysed by the CEA in the framework of DEMO, featuring Li–Pb as breeder-multiplier and water as coolant, is presented. The aim of the proposed modifications is to improve the safety and tritium breeding performances of the blanket by the use of helium instead of water, and by the substitution of the martensitic steel structural material by a vanadium alloy. The existing geometry and the general hydraulic configuration are maintained in the breeding zones and in the first wall: the former is cooled by poloidal single-wall U-bent tubes, and the latter by toroidal–radial oriented tubes buried in the first wall panels and fed by headers located behind the back plate. Neutronic calculations have been brought forward in order to evaluate the volumetric power deposition and the tritium production (TBR). Due to the harder neutron spectrum a 30% Li-6 enrichment seems to be adequate. Thermal hydraulic calculations show that the selected helium parameters are standard ones for modern plants.
本論文では、DEMOの枠組みにおいてCEAが提案し解析したブランケット設計の改良を試みた結果について述べる。このブランケットは、増殖材・増倍材としてLi–Pbを、冷却材として水を特徴とするものである。提案する改良の目的は、水の代わりにヘリウムを用い、マルテンサイト鋼構造材料をバナジウム合金に置き換えることにより、ブランケットの安全性とトリチウム増殖性能を向上させることである。増殖領域と第一壁における既存の幾何学的形状および一般的な水力的構成は維持される。前者は単管Uベント管によるポロイダル方向の冷却、後者は第一壁パネル内に埋設され、背面板の後方に位置するヘッダから供給されるトロイダル・ラジアル方向の管による冷却である。体積出力分布とトリチウム増殖量（TBR）を評価するため、中性子計算を実施した。より硬い中性子スペクトルにより、Li-6濃縮度30%で十分であると思われる。熱流力計算により、選択したヘリウムパラメータは最新プラントにおける標準的な値であることが示された。