原子力科学・発電技術ジャーナル

実験用加速器駆動亜臨界炉用重液体金属中性子破砕ターゲットの設計

ラワット RS、スウェイン PK、ライ PK、ティワリ V、サティヤムルシー P、デスパンデ AV

本論文では、亜臨界度 (k) が 0.975 の約 30 MW の実験用 ADS 炉用の液体金属鉛ビスマス共晶 (LBE) 中性子破砕ターゲットの詳細設計を示します。高エネルギービームは、650 MeV および 0.9 mA の陽子ビームで構成されます。液体金属の循環はガスリフト法に基づいています。ターゲットの形状、LBE/ガス流量、ビームパラメータ、中性子収量などを最適化するために、広範な数値シミュレーションが実行されました。本論文には、窒素ガス流量が LBE 流量に与える影響を調べるための時間依存の 2 相 CFD 解析、ウィンドウと破砕領域付近の液体金属の流れの 3D 熱水力学的研究も含まれています。よどみ帯をシフトさせてウィンドウ温度を最小限に抑えるためのターゲット底部の最適な非対称フロー形状と、ウィンドウ内の熱機械応力の推定が実行されました。さらに、高エネルギー粒子輸送コード FLUKA を使用して、核破砕中性子生成とそのエネルギースペクトル、熱沈着分布、核破砕生成物とその活性が推定されました。