[2L01-08] Tritium Release Behaviors, Production, Measurement

[2L08] Effect of direct recycle of hydrogen isotopes by proton pump on the primary fuel cycle of DEMO

*satoshi konishi¹, hiroyuki miyagaki¹, keisuke mukai¹, ryoji hiwatari², kanetsugu isobe², suguru masuzaki³, masahiro tanaka³, masanori hara⁴, kazunari katayama⁵ (1. kyoto university, 2. QST, 3. NIFS, 4. University of Toyama, 5. Kyushu University)

Keywords:tritium, DEMO, fuel cycle, proton conductor, direct recycle

核融合原型炉の一次燃料系において、プロトン導電体を用いた水素同位体移送によるダイレクトリサイクルを導入した場合の燃料系のインベントリーと応答に対する影響を評価した。プロトン導電体を水素透過性金属板で挟んだ構造を持つポンプは、ダイバータから水素同位体を選択的に気相で排気昇圧する機能を持つ。移送量は電流、圧縮率はネルンストの式に従うので、定常時で200Pam3/s、吐出側100kPaと設定し、プロトンポンプの電流密度を1mA/cm2と仮定した。1.5GWの核融合出力を発生した場合燃焼率～プラズマ排気におけるヘリウム濃度は１％程度となり、コアでの燃焼の妨げにはならないと予想される。リサイクル時定数はガスパフでは２０秒程度になる。ペレットでは固化してインジェクターから射出されるまでの時間で支配される。水素同位体のＰｄ合金膜の透過と酸化物での電位から予想される単段での分離を考慮すると、ペレットでプラズマ中心部にトリチウムを濃縮して入射できる。