核融合炉固体トリチウム燃料検査手法の開発

聚变反应堆固体氚燃料测试方法的研制

基本信息

批准号：
22H01204
负责人：
山ノ井航平
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01204/
关键词：
トリチウム水素同位体核融合燃料

项目摘要

核融合炉発電は人類の夢のエネルギー源である。将来の核融合炉では固体の重水素(D)-トリチウム(T)燃料が使われる。核融合炉開発において、燃料ペレット開発は核融合炉において極めて根幹を成す要素である。磁場核融合、慣性核融合の双方の大きな課題として、安全で高品質な固体燃料ターゲットを連続的かつ安定に作成する技術開発、そしてその燃料を炉内へ投入する技術開発がある。これら固体燃料技術を設計・確立するためには、燃料となるDTの物性データが必須である。依然として60年以上前に取得された温度と密度の古い不確かな相関データを基に、各物性やパラメータを推定しているのが現状である。燃料の固化過程においてDとTに偏りが発生した際、核融合炉の運転に大きな支障をもたらす可能性がある。本研究では、磁場核融合、慣性核融合双方の原型炉における安全で安定な固体DT燃料ペレットの作成・投入プロセスの設計確立を実現するための、固体燃料ペレットの検査手法の開発を目的とする。固体DTの詳細な屈折率データを得ることで、固体燃料ペレットの均一性、DとTの分布、燃料の投入量が光学的に実測可能になる。実際にT2及びDTを18 K以下に冷却して固化し、i)DとTの比率を変化させた時の固体DTの屈折率、ii) 固化によるDとTの非一様性の観測、iii)屈折率の波長と温度依存性を測定し、固体燃料ペレットの光学計測を可能とする。これまでに、i)DとTの比率を変化させた時の固体DTの屈折率、に基づき、DTの屈折率及びH2とD2を混合させた屈折率の測定を実施した。本年度は、ii)固化によるDとTの非一様性の観測に取り組んだ。まずは放射性物質の無いコールド実験として、H2及びD2の混合ガスを極低温で固化させ、その際に固化点の違いからくる空間的な同位体の偏りを測定し、分離比を求めた。

核融合炉能力是人类能量的来源。在未来的核融合炉中，使用固体氢（D） - 铜（T）燃料。在核融合反应堆的发展中，燃料颗粒的发展是对核融合融合融合融合融合融合至关重要的元素。磁场核融合和惯性核融合的主要问题包括连续且稳定的技术开发，以创建安全且高质量的固体燃料目标，以及将燃料开发到炉中。为了设计和建立这些固体燃料技术，燃料燃料的DT物理数据至关重要。目前估计，根据60年前获得的温度以及密度的旧不确定相关数据，估算每个属性和参数。在巩固燃料的过程中，当D和T存在偏差时，融合融合融合的驱动可能会有主要障碍。在这项研究中，目的是开发一种固体燃料颗粒测试方法，以创建安全稳定的固体DT燃料颗粒设计，并在磁场核融合和惯性核融合中建立安全，稳定的固体DT燃料颗粒的设计。。通过获得固体DT的详细折射率数据，固体燃料颗粒的均匀性，D和T的分布以及燃料的量可以拍摄。当T2和DT的比率实际冷却至18 k或更小时，并且i）d和t的比率变化时，固体DT的折射率不均匀，并且由于II的固化而对D和T的不均匀观察到了。 iii）测量折射率的波长和温度依赖性，从而可以对固体燃料颗粒进行光学测量。到目前为止，基于固体DT的折射率，当i）d和t的比例更改时，DT的折射率和混合H2和D2的折射率。今年，我们通过II的固化对D和T进行了非均匀观察。首先，作为没有放射性材料的冷实验，H2和D2之间的混合气体在极低的温度下被固化，当时，测量了由固体差异引起的空间同位素的偏置，并测量了A获得分离比。