軸方向温度勾配を有するDEMO炉固体増殖ブランケットモジュールにおけるトリチウム放出およびインベントリへのパージガス条件・流動方向の影響

抄録

本論文では、DEMO炉ブランケットモジュールの固体増殖材リブにおけるトリチウム輸送のシミュレーション研究について報告する。JA-DEMOについて入手可能な詳細な設計情報に基づき、増殖材サブモジュール内の16本の同一リブの中から代表的な1本のリブを選定した。軸方向温度勾配下において、2つのパージガス流動方向を比較した。すなわち、プラズマ側の半球状先端部から背面側へ向かう流れと、その逆方向の流れである。比較のため、公開文献に報告されているEU-DEMOのトリチウムインベントリ値も参照データとして用いた。結果から、パージガスの流動方向は、局所的なガス組成の履歴、表面反応のバランス、および水を介したトラップ挙動を変化させ、それによって充填層内のトリチウム放出速度とインベントリの両方に影響を及ぼすことが示唆された。本研究で得られた知見は、将来的に核融合炉システム全体の観点から、トリチウム処理コストおよび安全性を評価する際に活用できる。