JPS5990078A - 慣性閉じ込め核融合溶融塩炉 - Google Patents
慣性閉じ込め核融合溶融塩炉Info
- Publication number
- JPS5990078A JPS5990078A JP57200530A JP20053082A JPS5990078A JP S5990078 A JPS5990078 A JP S5990078A JP 57200530 A JP57200530 A JP 57200530A JP 20053082 A JP20053082 A JP 20053082A JP S5990078 A JPS5990078 A JP S5990078A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molten salt
- inertial confinement
- fusion
- salt reactor
- reactor according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、慣性閉じ込め核融合溶融塩炉に関する。より
詳細に述べると、本発明は慣性プラズマ閉じ込めＤ（デ
ユーゾリウム） −Ｔ （トリチウム）核融合炉におい
て、ブランケットにリチウム（Ｌｉ）含有弗化物系溶融
塩を用いＴ生産を行わせ、且つ溶融塩により熱輸送を行
わせしめることを特徴とする原子炉に関する。本発明者
等は本発明の原子炉を慣性閉じ込め核融合溶融塩炉と呼
称し、ゝＩＦＭＳＲ”と略記する。
詳細に述べると、本発明は慣性プラズマ閉じ込めＤ（デ
ユーゾリウム） −Ｔ （トリチウム）核融合炉におい
て、ブランケットにリチウム（Ｌｉ）含有弗化物系溶融
塩を用いＴ生産を行わせ、且つ溶融塩により熱輸送を行
わせしめることを特徴とする原子炉に関する。本発明者
等は本発明の原子炉を慣性閉じ込め核融合溶融塩炉と呼
称し、ゝＩＦＭＳＲ”と略記する。
本発明は、本発明者の一人によって発明されすでに特許
出願されたゝハイブリット溶融炉“（特願昭５６−１３
７９８．５号）を更に改良全島させたものである。
出願されたゝハイブリット溶融炉“（特願昭５６−１３
７９８．５号）を更に改良全島させたものである。
磁界を全く用いない方式でゝ鋼“法ともいわれている慣
性閉じ込めＤ−Ｔ核融合炉に対しては、すでに種々の概
念設計が提案されている。就中、興味のあるのは液体金
属Ｌｉを反応容器内壁に沿って湾状に流下させて、内壁
用固体材料の中性子照射損傷を軽減させようという方式
である。然しなから、この技術に次の様な解決されるべ
き技術的欠点がある； 即ち、（ｉ）Ｌｉは化学的に活
性であり、開放的構造中でＯ，Ｎ、）Ｉ・Ｃを含むガス
状混入物、例えば、０３．Ｎ２１ＣＯ３，Ｎ２０． Ｃ
Ｈ，、ｃｏ等がＬｉと反応し、除去が困難な溶解または
懸氾物となる。（１１）空気中での火災あるいは水、有
機物などとの爆発反応などの危険がある。（ｉｉｉ）
Ｔ溶存量が多く、経済性および事故時の安全対策上問題
がある。（ｉｖ）耐Ｌｉ実用構造材料の選定が極めて困
難であまり高温にできない。（ｖ）発熱効率が低くなり
、炉全体のエネルギーバランスの確保がむづかしい。
性閉じ込めＤ−Ｔ核融合炉に対しては、すでに種々の概
念設計が提案されている。就中、興味のあるのは液体金
属Ｌｉを反応容器内壁に沿って湾状に流下させて、内壁
用固体材料の中性子照射損傷を軽減させようという方式
である。然しなから、この技術に次の様な解決されるべ
き技術的欠点がある； 即ち、（ｉ）Ｌｉは化学的に活
性であり、開放的構造中でＯ，Ｎ、）Ｉ・Ｃを含むガス
状混入物、例えば、０３．Ｎ２１ＣＯ３，Ｎ２０． Ｃ
Ｈ，、ｃｏ等がＬｉと反応し、除去が困難な溶解または
懸氾物となる。（１１）空気中での火災あるいは水、有
機物などとの爆発反応などの危険がある。（ｉｉｉ）
Ｔ溶存量が多く、経済性および事故時の安全対策上問題
がある。（ｉｖ）耐Ｌｉ実用構造材料の選定が極めて困
難であまり高温にできない。（ｖ）発熱効率が低くなり
、炉全体のエネルギーバランスの確保がむづかしい。
これら上述した欠点を解消し、しかも一層経済的な核融
合動力炉を開発するのが本発明の目的である。
合動力炉を開発するのが本発明の目的である。
従って、本発明の目的は、上述したすでに提案された技
術の欠点を解消し、しかもより一層経済的なトリチウム
生産を行う慣性閉じ込め核融合動力炉を提供することで
ある。
術の欠点を解消し、しかもより一層経済的なトリチウム
生産を行う慣性閉じ込め核融合動力炉を提供することで
ある。
本発明の更に特定的な目的は、慣性閉じ込め方式のＤ−
Ｔ核融合炉において、そのブランケットにリチウム含有
弗化物系溶融塩を用い、それを核融合反応容器内壁に沿
って厚く湾状に流下させて、爆縮によって発生する中性
子を溶融塩中のリチウムに吸収させてトリチウム生産を
行わせ、且つ溶融塩により熱輸送を行わせしめる慣性閉
じ込め核融合溶融塩炉を提供することである。
Ｔ核融合炉において、そのブランケットにリチウム含有
弗化物系溶融塩を用い、それを核融合反応容器内壁に沿
って厚く湾状に流下させて、爆縮によって発生する中性
子を溶融塩中のリチウムに吸収させてトリチウム生産を
行わせ、且つ溶融塩により熱輸送を行わせしめる慣性閉
じ込め核融合溶融塩炉を提供することである。
本発明の慣性閉じ込め核融合溶融塩炉を添付した図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
図は本発明の慣性閉じ込め核融合溶融塩炉の概念を示す
断面図である。
断面図である。
核融合反応容器（１）の上部の燃料小球子発射装置（２
）より落下させた燃料小球子ＤＴメタ−ットを、慣性閉
じ込めしつつ核融合させる。この際使用されるビームは
レーザ、電子、軽イオン、重イオンいずれでもよいがレ
ーザが最も好ましいと考えられる。ビーム入射孔（７）
は核融合反応容器側面に数個設けられる。反応容器内壁
には厚い（５０〜１０゜偏）溶融塩（６）が上部よりス
ピンをかけて湾状に落下させられ、（イ）核融合で生成
する中性子、イオン、Ｘ線、γ線等を吸収し、容器壁（
３）を保護する。（ロ）中性子を溶融塩中のＬｉと反応
させ、Ｔを生産する。ｅ′９発生熱を輸送するなどの作
用効果を奏する。
）より落下させた燃料小球子ＤＴメタ−ットを、慣性閉
じ込めしつつ核融合させる。この際使用されるビームは
レーザ、電子、軽イオン、重イオンいずれでもよいがレ
ーザが最も好ましいと考えられる。ビーム入射孔（７）
は核融合反応容器側面に数個設けられる。反応容器内壁
には厚い（５０〜１０゜偏）溶融塩（６）が上部よりス
ピンをかけて湾状に落下させられ、（イ）核融合で生成
する中性子、イオン、Ｘ線、γ線等を吸収し、容器壁（
３）を保護する。（ロ）中性子を溶融塩中のＬｉと反応
させ、Ｔを生産する。ｅ′９発生熱を輸送するなどの作
用効果を奏する。
この溶融塩は上部の溶融塩流入口（５）よりスピンをか
けつつ少なくとも巾１メートル位になって容器内壁を掩
いつつ湾状になって落下させられる。また内壁との間に
は約５０〜１００ ｃｙｎｂの厚さの黒鉛反射体（４ン
が裸で積まれ、溶融塩と共に放射線遮蔽、熱その他の衝
撃防止に役立てる。容器壁は上部で６００℃までの低温
領域では１８ Ｃｒ −’Ｂ Ｎｉ系ステンレス鋼でよ
いが、それ以上の高温領域ではＮｉ −Ｃｒ−Ｍｏ系ハ
ステロイＮ合金または特殊な部分にはＭｏ合金を使用す
る。高温となった溶融塩は７００℃近くの温度で容器下
部の流出口（９）より引出され、二次系溶融塩に熱交換
される。二次溶融塩は水蒸気発生器に導かれ、水蒸気発
電が行われる。尚、（８）は旋回流形成板で、容器内壁
に沿って旋回しつつ湾状に落下する溶融塩の落下速度を
干渉し下部側面のブランケット形成をはたす。この旋回
流形成板の替りに容器底部にポンプを設けることによっ
ても同じ作用効果をもたすことが出来る。
けつつ少なくとも巾１メートル位になって容器内壁を掩
いつつ湾状になって落下させられる。また内壁との間に
は約５０〜１００ ｃｙｎｂの厚さの黒鉛反射体（４ン
が裸で積まれ、溶融塩と共に放射線遮蔽、熱その他の衝
撃防止に役立てる。容器壁は上部で６００℃までの低温
領域では１８ Ｃｒ −’Ｂ Ｎｉ系ステンレス鋼でよ
いが、それ以上の高温領域ではＮｉ −Ｃｒ−Ｍｏ系ハ
ステロイＮ合金または特殊な部分にはＭｏ合金を使用す
る。高温となった溶融塩は７００℃近くの温度で容器下
部の流出口（９）より引出され、二次系溶融塩に熱交換
される。二次溶融塩は水蒸気発生器に導かれ、水蒸気発
電が行われる。尚、（８）は旋回流形成板で、容器内壁
に沿って旋回しつつ湾状に落下する溶融塩の落下速度を
干渉し下部側面のブランケット形成をはたす。この旋回
流形成板の替りに容器底部にポンプを設けることによっ
ても同じ作用効果をもたすことが出来る。
本発明で使用される塩の種類としては、安定なアルカリ
金属弗化物、アルカリ土類金属弗化物などの混合物が使
用できる。ＬｉＦ−ＢｅＦ２系の場合、ＬｉＦ ７５〜
４０ モル％及びＢｅＦ、２５〜６０モル係から成る溶
融塩が使用出来具体的には下記の組合せの塩が例示され
る。
金属弗化物、アルカリ土類金属弗化物などの混合物が使
用できる。ＬｉＦ−ＢｅＦ２系の場合、ＬｉＦ ７５〜
４０ モル％及びＢｅＦ、２５〜６０モル係から成る溶
融塩が使用出来具体的には下記の組合せの塩が例示され
る。
成 分 組成（モル係） 融点（℃）ＬｉＦ
ＢｅＦ２ ６６ ： ３４ ４５９Ｌ
ｉＦ−ＢｅＦ２６９ ： ３１ ５００Ｌｉ
Ｆ−ＮａＦ−ＫＦ ４６．５：１１．５：４２
４５４ＬｉＦ−ＫＦ ５０ ：
５０ ４９２上述した様な構成を持つ
本発明の慣性閉じ込め核融合溶融塩炉は、下記の様な技
術的および経済的利点および特徴をもっている； （１）構造が極めて単純、設計上の制約が少ない。
ＢｅＦ２ ６６ ： ３４ ４５９Ｌ
ｉＦ−ＢｅＦ２６９ ： ３１ ５００Ｌｉ
Ｆ−ＮａＦ−ＫＦ ４６．５：１１．５：４２
４５４ＬｉＦ−ＫＦ ５０ ：
５０ ４９２上述した様な構成を持つ
本発明の慣性閉じ込め核融合溶融塩炉は、下記の様な技
術的および経済的利点および特徴をもっている； （１）構造が極めて単純、設計上の制約が少ない。
（２）塩および黒鉛の厚い層で放射線が遮蔽され、構造
材の照射損傷を心配する必要がない。
材の照射損傷を心配する必要がない。
（３）化学的に安定、安全な物質から構成され、少量の
空気混入などは心配する必要はない。
空気混入などは心配する必要はない。
（４）発電熱効率が４３〜４４多にでき、且つ熱公害カ
少なく、システムのエイ・ルギーバランス確保が容易と
なる。
少なく、システムのエイ・ルギーバランス確保が容易と
なる。
（５）黒鉛は溶融塩にドブ漬けされており、共に大きな
熱容量を持つので、熱衝撃を大いに軽減で（６）溶融塩
表面附近の過熱は、溶融塩が種々の放射線に対し比較的
透明で、貫入が深いので、低減できることが期待できる
。
熱容量を持つので、熱衝撃を大いに軽減で（６）溶融塩
表面附近の過熱は、溶融塩が種々の放射線に対し比較的
透明で、貫入が深いので、低減できることが期待できる
。
（７）発生した蒸気またはミストは、Ｌｉ蒸気の場合の
ように酸化、窒化などを受けず、液面と再結合しやすい
であろう。また浮遊ミストを除去するには、必要に応じ
て溶融塩の液位を押上げて、洗浄するとよい。
ように酸化、窒化などを受けず、液面と再結合しやすい
であろう。また浮遊ミストを除去するには、必要に応じ
て溶融塩の液位を押上げて、洗浄するとよい。
（８）反応空間は、真空でな（１０ｉｎｍＨｇ程度のＮ
ｅガスで充すことも考えられるが、溶融塩の場合は別に
支障はない。
ｅガスで充すことも考えられるが、溶融塩の場合は別に
支障はない。
（９）溶融塩に随伴するＴその他は、適宜に、分流され
た上で連続再処理されるが、または時々汲み出されてバ
ッチ再処理される。なお、液体Ｌｉによる還元法も考え
られるがＴの大部分は二次冷却材塩（ＮａＦ ＮａＢＦ
４）のカバーガス中よりトリチウム水として分離される
であろう。
た上で連続再処理されるが、または時々汲み出されてバ
ッチ再処理される。なお、液体Ｌｉによる還元法も考え
られるがＴの大部分は二次冷却材塩（ＮａＦ ＮａＢＦ
４）のカバーガス中よりトリチウム水として分離される
であろう。
以下、実施例を図面を参照して具体的に解説する。但し
、この実施例は本発明の一態様であって本発明を何ら限
定するものではない。即ち、核融合溶融塩炉の外部およ
び内部の構造、形状等の修飾、変更は本発明の思想範囲
内において可能であることは当業者の常識である。
、この実施例は本発明の一態様であって本発明を何ら限
定するものではない。即ち、核融合溶融塩炉の外部およ
び内部の構造、形状等の修飾、変更は本発明の思想範囲
内において可能であることは当業者の常識である。
実施例
反応容器は内径約４ｍであって、その内壁には厚さ５０
鋸の裸の黒鉛が内張しである。容器の上部から５３０℃
の溶融塩（ＬｉＦ−ＢｅＦ、： ６７−３３モル係；融
点４５９℃）をスピンをかけて落下させると、少くとも
約５０備の厚さで内壁に沿って旋回しつつ湾状に落下す
る。溶融塩は一度底部に達するが、慣性力で押上げられ
て、厚いブランケット層を構成しつつ、再度加熱されて
高温且つ均一な温度となりつつ、反応容器下部に溜まる
。混合されて約６５０〜６８０℃の均一の温度となった
ブランケット用溶融塩は容器下部の出口より引出されて
二次系冷却塩（ＮａＦ−ＮａＢＦ、： ８−９２モル係
；融点３８５°Ｃ）を介しつつ発電が行われろ。
鋸の裸の黒鉛が内張しである。容器の上部から５３０℃
の溶融塩（ＬｉＦ−ＢｅＦ、： ６７−３３モル係；融
点４５９℃）をスピンをかけて落下させると、少くとも
約５０備の厚さで内壁に沿って旋回しつつ湾状に落下す
る。溶融塩は一度底部に達するが、慣性力で押上げられ
て、厚いブランケット層を構成しつつ、再度加熱されて
高温且つ均一な温度となりつつ、反応容器下部に溜まる
。混合されて約６５０〜６８０℃の均一の温度となった
ブランケット用溶融塩は容器下部の出口より引出されて
二次系冷却塩（ＮａＦ−ＮａＢＦ、： ８−９２モル係
；融点３８５°Ｃ）を介しつつ発電が行われろ。
冷却されたプランケット塩はポンプにより反応容器上部
に戻る。溶融塩の流量は毎秒約３ｍ３である。
に戻る。溶融塩の流量は毎秒約３ｍ３である。
尚、爆縮は容器の比較的下部空間で行わせると容器の上
部および下部の遮蔽設計が容易となるであろう。
部および下部の遮蔽設計が容易となるであろう。
尚、この核融合溶融塩炉−基では毎日約１５０ＰｒのＴ
を燃焼させる。炉全体の発熱量は約１０００１００Ｏで
あって、４３０ ＭＷｅの発電を行うが、その約７０係
は自家消費される。この炉のＴ生産は約１７０７ｒ／ｄ
ａｙである。
を燃焼させる。炉全体の発熱量は約１０００１００Ｏで
あって、４３０ ＭＷｅの発電を行うが、その約７０係
は自家消費される。この炉のＴ生産は約１７０７ｒ／ｄ
ａｙである。
本発明の慣性閉じ込め核融合溶融塩炉の特徴および利点
は上述した通りであるが、本発明は下記に述べる様な種
々の代替案が考えられる。
は上述した通りであるが、本発明は下記に述べる様な種
々の代替案が考えられる。
（１） Ｌｉ としては天然のものの他に、′Ｌｉ
または６Ｌｉを多くしたものも使用出来る。
または６Ｌｉを多くしたものも使用出来る。
（２）発熱量は、水蒸気発電のみでなく、６５０〜７０
０℃の加熱用に使用出来、又、８００℃の加熱用とする
可能性もある。
０℃の加熱用に使用出来、又、８００℃の加熱用とする
可能性もある。
図は本発明の慣性閉じ込め核融合溶融塩炉の一態様の概
念を示す断面図である。
念を示す断面図である。
Claims (9)
- （１）慣性閉じ込め方式のＤ−Ｔ核融合炉において、そ
のブランケットにリチウム含有弗化物系溶融塩を用い、
それを核融合反応容器内壁に沿って厚く湾状に流下させ
てトリチウム生産を行わせ、且つ溶融塩により熱輸送を
行わせることを特徴とする慣性閉じ込め核融合溶融塩炉
。 - （２）慣性閉じ込め方式が大出力パルスレーザによる特
許請求の範囲第１項記載の慣性閉じ込め核融合溶融塩炉
。 - （３）慣性閉じ込め方式が相対論的電子ビームによる特
許請求の範囲第１項記載の慣性閉じ込め核融合溶融塩炉
。 - （４）慣性閉じ込め方式が高工坏ルギーイオンビームに
よる特許請求の範囲第１項記載の慣性閉じ込め核融合溶
融塩炉。 - （５）溶融塩がＬｉＦ７５〜４０モル係およびＢ ｅ
Ｆ ２２５〜６０モルチから成る特許請求の範囲第１項
記載の慣性閉じ込め核融合溶融塩炉。 - （６）溶融塩がＬｉＦ７ ＢｅＦ２ （６６： ３４モ
ルチ）である特許請求の範囲第１項記載の慣性閉じ込め
核融合溶融塩炉。 - （７）溶融塩がＬｉＦ−ＢｅＦ、（６９： ３１モル％
）である特許請求の範囲第１項記載の慣性閉じ込め核融
合溶融塩炉。 - （８）溶融塩がＬｉＦ −ＮａＦ −ＫＦ （４６，５
： １１．５：４２モル％）である特許請求の範囲第１
項記載の慣性閉じ込め核融合溶融塩炉。 - （９）溶融塩がＬｉＦ−ＫＦ（５０： ５０モル係）で
ある特許請求の範囲第１項に記載の慣性閉じ込め核融合
溶融塩炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57200530A JPS5990078A (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | 慣性閉じ込め核融合溶融塩炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57200530A JPS5990078A (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | 慣性閉じ込め核融合溶融塩炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5990078A true JPS5990078A (ja) | 1984-05-24 |
Family
ID=16425834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57200530A Pending JPS5990078A (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | 慣性閉じ込め核融合溶融塩炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5990078A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012517085A (ja) * | 2009-02-04 | 2012-07-26 | ジェネラル フュージョン インコーポレイテッド | プラズマを圧縮するためのシステム及び方法 |
| CN104616703A (zh) * | 2015-01-05 | 2015-05-13 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种用于聚变堆的Flibe熔盐包层结构 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3624239A (en) * | 1970-02-11 | 1971-11-30 | Atomic Energy Commission | Pulsed laser-ignited thermonuclear reactor |
| JPS5179898A (ja) * | 1974-12-30 | 1976-07-12 | Yunaitetsudo Suteetsu Atomitsu |
-
1982
- 1982-11-16 JP JP57200530A patent/JPS5990078A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3624239A (en) * | 1970-02-11 | 1971-11-30 | Atomic Energy Commission | Pulsed laser-ignited thermonuclear reactor |
| JPS5179898A (ja) * | 1974-12-30 | 1976-07-12 | Yunaitetsudo Suteetsu Atomitsu |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012517085A (ja) * | 2009-02-04 | 2012-07-26 | ジェネラル フュージョン インコーポレイテッド | プラズマを圧縮するためのシステム及び方法 |
| US9875816B2 (en) | 2009-02-04 | 2018-01-23 | General Fusion Inc. | Systems and methods for compressing plasma |
| US10984917B2 (en) | 2009-02-04 | 2021-04-20 | General Fusion Inc. | Systems and methods for compressing plasma |
| CN104616703A (zh) * | 2015-01-05 | 2015-05-13 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种用于聚变堆的Flibe熔盐包层结构 |
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