(57)【要約】【課題】十分に大きなトリチウム増殖比を安定して実現できる核融合炉ブランケットを提供する。【解決手段】核融合炉ブランケットサブユニットは、リチウムまたはリチウム化合物を含むリチウム含有体２５と、リチウム含有体２５を収納して密閉するベリリウム製の稠密収納体２６を備えた増倍材ブロックと、増倍材ブロックを収納して密閉するサブユニット筐体と、を有する。サブユニット筐体の外側と内側とを連絡してサブユニット筐体内を冷却する冷却水が流れる冷却水流路が形成されている。サブユニット筐体の外側と内側とを連絡してサブユニット筐体内で生じたトリチウムをサブユニット筐体外に搬送するガス流路が形成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムまたはリチウム化合物を含むリチウム含有体と、
前記リチウム含有体を収納して密閉するベリリウム製の稠密収納体を備えた増倍材ブロックと、
前記増倍材ブロックを収納して密閉するサブユニット筐体と、
を有し、
前記サブユニット筐体の外側と内側とを連絡して前記サブユニット筐体内を冷却する冷却水が流れる冷却水流路が形成され、
前記サブユニット筐体の外側と内側とを連絡して前記サブユニット筐体内で生じたトリチウムを前記サブユニット筐体外に搬送するガス流路が形成されていること、
を特徴とする核融合炉ブランケットサブユニット。
【請求項２】
前記リチウム含有体は、多孔質ベリリウム体にリチウムまたはリチウム化合物を含浸させたものであること、を特徴とする請求項１に記載の核融合炉ブランケットサブユニット。
【請求項３】
前記多孔質ベリリウム体は、粒状のベリリウムを結合して構成されていること、を特徴とする請求項２に記載の核融合炉ブランケットサブユニット。
【請求項４】
前記増倍材ブロックは、前記増倍材ブロックの少なくとも１個を収納して前記サブユニット筐体内に収納されて前記稠密収納体よりも粗密のベリリウム製の粗密収納体をさらに備えること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の核融合炉ブランケットサブユニット。
【請求項５】
前記サブユニット筐体が、軸方向に延びるほぼ円柱状であって、
前記増倍材ブロックは前記軸方向に複数個が配列されていて、前記増倍材ブロックのそれぞれが前記軸と同軸の円板状であって、
前記粗密収納体それぞれ内で、前記軸に垂直な平面内で、前記軸中心位置に配置された１個の前記稠密収納体を囲んで他の６個の前記稠密収納体が周方向に等間隔に配置されていること、
を特徴とする請求項４に記載の核融合炉ブランケットサブユニット。
【請求項６】
前記サブユニット筐体の内部が、軸方向に延びるほぼ円柱状であって、
前記増倍材ブロックは前記軸方向に複数個が配列されていて、前記増倍材ブロックのそれぞれが前記軸と同軸の円板状であって、
前記粗密収納体それぞれ内で、前記軸に垂直な平面内で、前記軸中心位置に中心空隙を形成して当該中心空隙の周りを取り囲むように６個の前記稠密収納体が周方向に等間隔に配置されていて、
前記中心空隙が前記ガス流路の一部を構成していること、
を特徴とする請求項４に記載の核融合炉ブランケットサブユニット。
【請求項７】
リチウム化合物を含むリチウム含有体と、
前記リチウム含有体を収納して密閉するベリリウム製の粗密収納体を備えた増倍材ブロックと、
前記増倍材ブロックを収納して密閉するサブユニット筐体と、
を有し、
前記サブユニット筐体の外側と内側とを連絡して前記サブユニット筐体内を冷却する冷却水が流れる冷却水流路が形成され、
前記サブユニット筐体の外側と内側とを連絡して前記サブユニット筐体内で生じたトリチウムを前記サブユニット筐体外に搬送するガス流路が形成されていること、
を特徴とする核融合炉ブランケットサブユニット。
【請求項８】
前記サブユニット筐体は、内壁とその内壁を取り囲む外壁とを有し、
前記冷却水流路は、前記内壁と前記外壁との間に形成されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の核融合炉ブランケットサブユニット。
【請求項９】
前記内壁に沿ってその内壁の内側に、ベリリウムの粒が充填されていること、を特徴とする請求項８に記載の核融合炉ブランケットサブユニット。
【請求項１０】
前記サブユニット筐体は、内壁とその内壁を取り囲む外壁とを有し、
前記冷却水流路は、前記内壁と前記外壁との間に形成され、
前記内壁の内側に、前記増倍材ブロックが複数個配置され、
前記複数個の増倍材ブロックの間に配置されて前記複数個の増倍材ブロックを前記内壁の内面に押し付ける圧縮ばねをさらに有すること、
を特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の核融合炉ブランケットサブユニット。
【請求項１１】
前記サブユニット筐体は両端が閉鎖されて軸方向に延びる筒状であって、
前記圧縮ばねによって生じる前記複数個の増倍材ブロックの間の軸方向に延びる空隙の径方向または周方向の位置が軸方向位置によってずれるように前記複数個の増倍材ブロックが配置されていること、
を特徴とする請求項１０に記載の核融合炉ブランケットサブユニット。
【請求項１２】
前記サブユニット筐体の内部が、軸方向に延びる筒状であって、
前記圧縮ばねが複数個並列に配置され、
前記圧縮ばねと前記増倍材ブロックとの間に介在し、前記複数個の圧縮ばねをはさんで軸方向に互いに平行に延びる、２枚の当て板をさらに有し、
前記当て板は、軸方向にたわみやすいように波形状であること、
を特徴とする請求項１０に記載の核融合炉ブランケットサブユニット。
【請求項１３】
前記サブユニット筐体は、内壁とその内壁を取り囲む外壁とを有し、
前記サブユニット筐体は、核融合プラズマに対向する第１の端部と前記第１の端部の反対側の第２の端部との間で軸方向に延びる筒状であって、
前記冷却水流路は、前記内壁と前記外壁との間に形成され、
前記内壁の内側に、前記増倍材ブロックが複数個配置され、
前記サブユニット筐体の前記第２の端部に配置されて、前記複数個の増倍材ブロックのうちの第１の増倍材ブロックを前記第１の端部に向けて付勢する軸方向圧縮ばね、をさらに有し、
前記第１の増倍材ブロックと、前記複数個の増倍材ブロックのうちの前記第１の増倍材ブロックとは異なる第２の増倍材ブロックとが、前記軸方向に対して傾斜する傾斜接触面で互いに接触していて、
前記軸方向圧縮ばねが前記第１の増倍材ブロックを前記第１の端部に向けて付勢することにより、前記第２の増倍材ブロックが前記内壁に向けて付勢されるように構成されていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の核融合炉ブランケットサブユニット。
【請求項１４】
前記サブユニット筐体は、内壁とその内壁を取り囲む外壁とを有し、
前記サブユニット筐体は、核融合プラズマに対向する第１の端部と前記第１の端部の反対側の第２の端部の間で軸方向に延びる円筒状であって、
前記冷却水流路は、前記内壁と前記外壁との間に形成され、
前記内壁の内面に雌ねじが形成され、
前記増倍材ブロックは、円柱状増倍材ブロックを含み、前記円柱状増倍材ブロックに、前記内壁の前記雌ねじと螺合する雄ねじが形成されていること
を特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の核融合炉ブランケットサブユニット。
【請求項１５】
前記雌ねじと前記雄ねじの間に、前記ガス流路の一部を構成する螺旋状のガス空隙が形成されていること、を特徴とする請求項１４に記載の核融合炉ブランケットサブユニット。
【請求項１６】
プラズマを閉じ込める真空容器の内面に沿って配列された請求項１ないし請求項１５のいずれか一項に記載の核融合炉ブランケットサブユニットの複数個、
を備えることを特徴とする核融合炉ブランケット。
【請求項１７】
多孔質ベリリウム体にリチウムまたはリチウム化合物を含浸させてリチウムまたはリチウム化合物を含むリチウム含有体を作成するリチウム含有体作成工程と、
ベリリウム製の稠密収納体内に前記リチウム含有体を収納して密閉してリチウム‐ベリリウムペレットを作成するペレット作成工程と、
前記ペレット作成工程の後にサブユニット筐体内に前記リチウム‐ベリリウムペレットを収納して密閉するサブユニット筐体収納工程と、
を有することを特徴とする核融合炉ブランケットサブユニット製造方法。
【請求項１８】
前記リチウム含有体作成工程は、多孔質ベリリウム体に前記リチウムまたはリチウム化合物を含浸させる工程を含むこと、を特徴とする請求項１７に記載の核融合炉ブランケットサブユニット製造方法。
【請求項１９】
前記稠密収納体よりも密度の低い粗密ベリリウム製の粗密収納体内に前記リチウム‐ベリリウムペレットを収納して密閉して、増倍材ブロックを作成する増倍材ブロック作成工程をさらに有し、
前記サブユニット筐体収納工程は、前記増倍材ブロック作成工程の後に、前記サブユニット筐体内に前記増倍材ブロックを収納して密閉するものであること、を特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の核融合炉ブランケットサブユニット製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、核融合炉ブランケットサブユニットおよびその製造方法ならびに核融合炉ブランケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
核融合炉ブランケット（以下、単に「ブランケット」ともいう。）は、核融合炉からエネルギーを取り出すためのキーコンポーネントである。
【０００３】
核融合炉ブランケットシステムは、中性子照射を受け、内部で中性子を増倍し、トリチウム生産を行うためのものであって、筐体構造とその後方のトリチウム回収系などからなる複合システムである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−４１６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
核融合炉では燃料としてトリチウムを用いるが、トリチウムは天然には存在しないため、核融合炉内で自己生成して燃料サイクルを成立させる必要がある。ブランケットシステムにおけるトリチウムの生産性（ＴＢＲ：トリチウム増殖比）およびその連続稼動を可能にするため、トリチウム回収や炉心への再投入まで含めたプラントシステムでの評価値としてのＴＢＲが１．０５よりも大きいこと、および、サブユニット単独での評価でＴＢＲが１．２５よりも大きいこと、が必要と試算している。
【０００６】
一方で、リチウムは極めて化学活性な金属であり、高温で水に触れると激しい発熱反応をすることから、従来、化学的に安定なリチウム化合物が使われてきた。しかしこれらは、サブユニット内のリチウム量を低減するとともに、中性子を吸収・消費し、トリチウム増殖の大きな弊害となっている。
【０００７】
本発明の実施形態はこのような課題を解決するためになされたものであり、十分に大きなトリチウム増殖比を安定して実現できる核融合炉ブランケットおよびそのためのブランケットサブユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一つの実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットは、リチウムまたはリチウム化合物を含むリチウム含有体と、前記リチウム含有体を収納して密閉するベリリウム製の稠密収納体を備えた増倍材ブロックと、前記増倍材ブロックを収納して密閉するサブユニット筐体と、を有し、前記サブユニット筐体の外側と内側とを連絡して前記サブユニット筐体内を冷却する冷却水が流れる冷却水流路が形成され、前記サブユニット筐体の外側と内側とを連絡して前記サブユニット筐体内で生じたトリチウムを前記サブユニット筐体外に搬送するガス流路が形成されていること、を特徴とする。
【０００９】
本発明の他の一つの実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットは、リチウム化合物を含むリチウム含有体と、前記リチウム含有体を収納して密閉するベリリウム製の粗密収納体を備えた増倍材ブロックと、前記増倍材ブロックを収納して密閉するサブユニット筐体と、を有し、前記サブユニット筐体の外側と内側とを連絡して前記サブユニット筐体内を冷却する冷却水が流れる冷却水流路が形成され、前記サブユニット筐体の外側と内側とを連絡して前記サブユニット筐体内で生じたトリチウムを前記サブユニット筐体外に搬送するガス流路が形成されていること、を特徴とする。
【００１０】
本発明の一つの実施形態に係る核融合炉ブランケットは、プラズマを閉じ込める真空容器の内面に沿って配列された前記核融合炉ブランケットサブユニットの複数個、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の一つの実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニット製造方法は、多孔質ベリリウム体にリチウムまたはリチウム化合物を含浸させてリチウムまたはリチウム化合物を含むリチウム含有体を作成するリチウム含有体作成工程と、ベリリウム製の稠密収納体内に前記リチウム含有体を収納して密閉してリチウム−ベリリウムペレットを作成するペレット作成工程と、前記ペレット作成工程の後にサブユニット筐体内に前記リチウム−ベリリウムペレットを収納して密閉するサブユニット筐体収納工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の実施形態によれば、核融合炉ブランケットにおいて、十分に大きなトリチウム増殖比を安定して実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的縦断面図。
【図２】第１の実施形態に係る複数の核融合炉ブランケットサブユニットを配置した状況を示す核融合炉の模式的な要部縦断面図。
【図３】第１の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットを構成する一つの増倍材ブロックの縦断面図。
【図４】第１の実施形態に係る増倍材ブロックを構成する一つのペレットの縦断面図。
【図５】図４のペレットの製造プロセスを示す説明図。
【図６】図３の増倍材ブロックの製造プロセスを示す説明図。
【図７】第１の実施形態に係る複数の核融合炉ブランケットサブユニットにおけるサブユニット筐体の壁面近傍を示す要部拡大縦断面図。
【図８】第２の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットを構成する一つの増倍材ブロックの縦断面図。
【図９】第３の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的縦断面図。
【図１０】図９の核融合炉ブランケットサブユニットのＸ−Ｘ線矢視横断面図。
【図１１】第４の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの横断面図。
【図１２】第５の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的縦断面図。
【図１３】図１２の核融合炉ブランケットサブユニットのＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線矢視横断面図。
【図１４】第６の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的縦断面図。
【図１５】図１４の核融合炉ブランケットサブユニットのＸＶ−ＸＶ線矢視横断面図。
【図１６】図１４の核融合炉ブランケットサブユニットのＸＶＩ−ＸＶＩ線矢視横断面図。
【図１７】第７の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的縦断面図。
【図１８】図１７の核融合炉ブランケットサブユニットのＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線矢視横断面図。
【図１９】第７の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの組み立てプロセスを示す説明図。
【図２０】第７の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットにおける先端増倍材ブロックとばねユニットとの、サブユニット筐体への挿入前の状況を示す説明図。
【図２１】第７の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットにおける主増倍材ブロックとばねユニットとの、サブユニット筐体への挿入前の状況を示す説明図。
【図２２】第８の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的横断面図。
【図２３】第９の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的横断面図。
【図２４】第１０の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的縦断面図。
【図２５】第１０の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットのばねユニットの、サブユニット筐体への挿入前の状況を示す部分拡大正面図。
【図２６】第１１の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的縦断面図。
【図２７】第１１の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの組み立てプロセスを示す説明図。
【図２８】第１２の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的縦断面図。
【図２９】第１３の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的縦断面図。
【図３０】第１３の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの組み立てプロセスを示す説明図。
【図３１】第１４の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの要部拡大縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ブランケットの開発・設計・製作に必要な３つの機能を以下に示す。
（１）核融合反応中性子を受けて、運動エネルギーを熱として回収する。
Ｄ＋Ｔ→  ｎ（１４．１ＭｅＶ）＋Ｈｅ（３．５ＭｅＶ）
（２）反応中性子を増倍する。
Ｂｅ−９＋ｎ  →  ２ｎ＋２Ｈｅ−２．５ＭｅＶ
（３）トリチウムを増殖し、回収して燃料として再利用する。
Ｌｉ−６＋ｎ  →  Ｔ＋Ｈｅ＋４．８ＭｅＶ
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る核融合炉ブランケットについて説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１６】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的縦断面図である。図２は、第１の実施形態に係る複数の核融合炉ブランケットサブユニットを配置した状況を示す核融合炉の模式的な要部縦断面図である。図３は、第１の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットを構成する一つの増倍材ブロックの縦断面図である。図４は、第１の実施形態に係る増倍材ブロックを構成する一つのペレットの縦断面図である。図５は、図４のペレットの製造プロセスを示す説明図である。図６は、図３の増倍材ブロックの製造プロセスを示す説明図である。図７は、第１の実施形態に係る複数の核融合炉ブランケットサブユニットにおけるサブユニット筐体の壁面近傍を示す要部拡大縦断面図である。
【００１７】
図２に示すように、核融合炉の真空容器１１の内面に沿って多数の核融合炉ブランケットサブユニット（以下、単に「サブユニット」とも呼ぶ。）１２が配列されている。核融合炉の運転により、真空容器１１内に核融合プラズマ１３が形成される。
【００１８】
図１に示すように、各サブユニット１２は、真空容器１１の内面にほぼ垂直な軸方向に延びる円筒形のサブユニット筐体１４に覆われている。サブユニット筐体１４の核融合プラズマ１３に対向する端部（第１の端部）１５には半球状部５０が形成されている。サブユニット筐体１４の第１の端部１５の反対側の第２の端部１６は、円板状の底板１７によって密閉されている。
【００１９】
サブユニット筐体１４は、内壁１８とその外側の外壁１９とによって二重壁構造をなしており、内壁１８と外壁１９との間に冷却水流路２０が形成されている。内壁１８および外壁１９は、たとえば、フェライト系ステンレス鋼製である。冷却水流路２０は、底板１７を貫通する冷却水配管２１に接続され、この冷却水配管２１は、サブユニット筐体１４の外側の熱交換器（図示せず）と接続されている。
【００２０】
サブユニット筐体１４内には、複数の円板状の増倍材ブロック２２が積層されている。
【００２１】
図３に示すように、各増倍材ブロック２２は、粗密収納体２３と、粗密収納体２３内に収納されて密閉された複数のリチウム‐ベリリウムペレット（以下、単に「ペレット」とも呼ぶ）２４とを有する。粗密収納体２３は、たとえば密度（充填率）８０〜９０％程度の粗密ベリリウム製である。各粗密収納体２３内で、複数のペレット２４が互いに間隔をあけて、軸に垂直な一つの平面内で分散して配置されている。
【００２２】
図４に示すように、各リチウム‐ベリリウムペレット２４は、円板状のリチウム含有体２５と、リチウム含有体２５を収納して密閉する稠密収納体２６とを有する。リチウム含有体２５は、円板状のベリリウム多孔質体３１（図５参照）にリチウムを含浸させて円板状としたものである。ベリリウム多孔質体３１の密度は、粗密収納体２３の密度よりも低く、たとえば６５〜８０％程度である。稠密収納体２６は粗密収納体２３よりも密度が高く、たとえば、密度９０〜１００％の稠密ベリリウム製である。
【００２３】
ここで、リチウム−ベリリウムペレット２４の製造プロセスを、図５に沿って説明する。図５において、プロセスの順序を黒い太矢印で示す。以下のプロセス説明図でも同様とする。
【００２４】
初めに、多数のベリリウム粒３０を焼結して円板状のベリリウム多孔質体３１を生成する。ベリリウム粒３０は、たとえば直径１ｍｍ程度である。つぎに、円板状のリチウム板３２とベリリウム多孔質体３１とを重ねて加熱して、リチウム板３２を溶融させて、ベリリウム多孔質体３１にリチウムを含浸させ、円板状のリチウム含有体２５を生成する。含浸は、たとえば１５０〜２００℃程度で行うことができる。リチウムは濡れ性が良いため、容易に含浸する。つぎに、リチウム含有体２５を円筒状の稠密収納容器本体２７内に収納する。
【００２５】
つぎに、円板状の稠密収納容器蓋２８（図３）を被せて密閉し、成型して、リチウム−ベリリウムペレット２４（図４）が完成する。稠密収納容器本体２７と稠密収納容器蓋２８とで稠密収納体２６が構成される。密閉は、真空中で行う。稠密収納容器蓋２８を被せて密閉する際に、稠密収納体２６内の大気（おもに酸素と窒素）が残留するが、密閉する際に加えられる熱によりリチウムが溶融し、そのときに稠密収納体２６内の大気を取り込むため、稠密収納体２６内のガスの活性が低くなる。
【００２６】
つぎに、増倍材ブロック２２の製造プロセスを、図６に沿って説明する。粗密収納体２３の一部を構成する円柱状の粗密収納容器本体３３の上面に、ペレット２４を１個ずつ収容する複数の穴（くぼみ）３４を形成しておく。これらの穴３４は互いに間隔をあけて平面的に分散して配置する。また、各穴３４の形状および大きさはペレット２４の形状および大きさに合わせ、なるべく隙間があかないような設計とする。つぎに、これらの穴３４にペレット２４を挿入する。つぎに、粗密収納容器本体３３の上面に円板状の粗密収納容器蓋３５を被せて、すべてのペレット２４含めて粗密収納容器本体３３の上面を覆い、密閉する。このとき、粗密収納容器本体３３と粗密収納容器蓋３５とによって粗密収納体２３が構成される。
【００２７】
なお、粗密収納容器本体３３および粗密収納容器蓋３５は、ベリリウム粉末（図示せず）から、粉末冶金で生成することができる。その際に、粉末焼成時の圧力を調整することにより、焼成後の密度（充填率）を制御することができる。
【００２８】
図１に示すように、サブユニット筐体１４の半球状部５０内には、多数のベリリウム粒３６が充填されている。さらに、図７に示すように、サブユニット筐体１４の内壁１８の内側の増倍材ブロック２２との間の環状の空隙に多数のベリリウム粒３７が充填されている。ベリリウム粒３６とベリリウム粒３７とは同様のものでよい。ベリリウムは熱伝導率が高いことから、ベリリウム粒３６、３７の存在によって、増倍材ブロック２２内の熱を内壁１８に伝え、冷却水流路２０内を流れる冷却水に放熱することができる。
【００２９】
底板１７を貫通してガス配管４０（図２）が取り付けられている。ガス配管４０はサブユニット筐体１４の外側でトリチウム回収機構（図示せず）に接続されている。ガス配管４０にはヘリウムなどのスイープガスが流され、サブユニット筐体１４内で発生したトリチウムがスイープガスとともにガス配管４０を通ってトリチウム回収機構に送られて、トリチウムが回収される。
【００３０】
この実施形態によれば、リチウムをベリリウム多孔質体３１に含浸させて、リチウム密度を高め、トリチウム増殖率を高めることができる。また、ベリリウム製の稠密収納体２６およびベリリウム製の粗密収納体２３を用いることにより、万一、冷却水がサブユニット筐体１４内に漏洩した場合であっても、リチウムと水とが接触することによって生じる化学反応を防止することができる。それと同時に、リチウム含有体２５を確実に冷却することができる。
【００３１】
リチウム−ベリリウムペレット２４の中で発生したトリチウムは、ベリリウム製の稠密収納体２６を透過し、さらに、ベリリウム製の粗密収納体２３を透過して、ガス配管４０から回収される。
【００３２】
ベリリウム製の稠密収納体２６とベリリウム製の粗密収納体２３とは、密度が相違するものの、同じ材質であるから、温度変化に伴う膨張・収縮の差が生じず、構造の健全性を保つことができる。
【００３３】
サブユニット筐体１４内での冷却水の漏洩を想定すると、増倍材ブロック２２が急激に冷却されることが考えられる。そのような場合、ベリリウムの温度が４００℃以下に低下すると、ベリリウムの延性が急激に低下するので、一般に、熱衝撃による破損（割れ）が懸念される。しかし、この実施形態では、粗密ベリリウム製の粗密収納体２３を用いることにより、割れが生じにくく、また、かりに局所的な割れが発生しても、その割れが伝搬せず、形状と機能を維持することができる。しかも、優れた熱伝導特性を発揮することができる。
【００３４】
本実施形態によれば、トリチウム増殖能力の向上を実現でき、トリチウム回収過程における移行現象によるトリチウム喪失を抑制し、ブランケットシステム全体で核融合炉の稼働に十分なトリチウム生産を実現できる。
【００３５】
なお、核融合炉の通常運転時において、サブユニット筐体１４の温度は、たとえば５００〜６００℃程度と想定され、リチウムは液状またはガス状になっていると想定されている。
【００３６】
上記説明の中で、リチウム板３２を溶融してベリリウム多孔質体３１に含浸させるものとした。リチウムの含有量を調整することにより、核反応を制御することができる。
【００３７】
また、核融合炉の運転継続によって稠密収納体２６およびベリリウム多孔質体３１の腐食が顕著であると想定される場合は、稠密収納体２６の肉厚を調整して設計すればよい。
【００３８】
設計条件により、稠密収納体２６の肉厚を十分に厚くできない場合は、この第１の実施形態の変形例として、上記第１の実施形態におけるリチウムの一部を酸化リチウムによって置き換えることもできる。
【００３９】
さらに、上記説明では、サブユニット筐体１４の半球状部５０内に、多数のベリリウム粒３６が充填されているとしたが、その変形例として、多数のベリリウム粒３６の代わりに、稠密ベリリウム板（図示せず）を、サブユニット筐体１４の半球状部５０の形状に合わせて半球状に加工したものを、そこに配置してもよい。
【００４０】
さらに、他の変形例として、たとえば、リチウム−ベリリウムペレット２４をサブユニット筐体１４内に分散配置することなどにより、粗密収納体２３を用いない構成とすることも可能である。
【００４１】
［第２の実施形態］
図８は、第２の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットを構成する一つの増倍材ブロックの縦断面図である。
【００４２】
この第２の実施形態においては、第１の実施形態のリチウム‐ベリリウムペレット２４に代えて、複数のリチウム化合物ペブル４５を用いる。すなわち、各増倍材ブロック２２は、粗密収納体２３と、粗密収納体２３の穴３４内に収納されて密閉された複数のリチウム化合物ペブル４５とを有する。リチウム化合物ペブル４５は、たとえば酸化リチウムからなる。増倍材ブロック２２の製造プロセスにおいて、粗密収納容器本体３３の上面に形成された複数の穴３４それぞれに複数のリチウム化合物ペブル４５を充填し、その上から粗密収納容器蓋３５を被せて密閉する。その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００４３】
酸化リチウムなどのリチウム化合物は、リチウムに比べて反応性が低いので、稠密収納体２６（図４）内に封入する必要がない。
【００４４】
この実施形態によれば、リチウム化合物ペブル４５が粗密収納体２３内に収納されているので、かりにサブユニット筐体１４内での冷却水漏洩を想定した場合であっても、水とリチウム化合物との接触を防ぐことができる。これにより、水とリチウム化合物との反応を防ぐことができる。
【００４５】
［第３の実施形態］
図９は、第３の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的縦断面図である。図１０は、図９の核融合炉ブランケットサブユニットのＸ−Ｘ線矢視横断面図である。
【００４６】
この第３の実施形態は第１の実施形態の変形であって、各増倍材ブロック２２において、粗密収納体２３内に７個のリチウム−ベリリウムペレット（ペレット）２４（２４ａ，２４ｂ）が収納されて密閉されている。７個のペレット２４はいずれも円柱状であって、互いに同じ形状、同じ大きさであり、いずれもそれぞれの軸がサブユニット筐体１４の軸に平行に配置されている。サブユニット筐体１４の軸心部に１個のペレット２４ａが配置され、他の６個のペレット２４ｂが軸心部のペレット２４ａを周方向間隔が互いに等しくなるように取り囲んで配置されている。このように配置することにより、増倍材ブロック２２内に多くのペレット２４を収納でき、サブユニット１２内のリチウムの量を多くすることができる。
【００４７】
［第４の実施形態］
図１１は、第４の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの横断面図である。
【００４８】
この第４の実施形態は第３の実施形態の変形であって、第３の実施形態の軸心部のペレット２４ａ（図１０）に相当するものが存在せず、軸心部に円柱状の中心空隙４９が形成されている。６個のペレット２４ｂが、中心空隙４９を、周方向間隔が互いに等しくなるように取り囲んで配置されている。さらに、複数の増倍材ブロック２２の中心空隙４９が軸方向に連通するように、各粗密収納体２３の軸心部に貫通孔（図示せず）が形成されている。中心空隙４９内にヘリウムガスなどのスイープガスを流すことにより、トリチウムの回収を促進することができる。さらに、スイープガスの流量を増大させれば、ガスによる冷却も可能である。
【００４９】
上記以外の構成は、第３の実施形態と同様である。
【００５０】
［第５の実施形態］
図１２は、第５の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的縦断面図である。図１３は、図１２の核融合炉ブランケットサブユニットのＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線矢視横断面図である。
【００５１】
この第５の実施形態は第３の実施形態（図９、図１０）の変形である。
【００５２】
この第５の実施形態では、サブユニット筐体１４の半球状部５０内に、サブユニット筐体１４の円筒部に配置された増倍材ブロック２２よりも軸方向に薄い薄型円板状の増倍材ブロック１２２が配置されている。この薄型増倍材ブロック１２２を構成する粗密収納体１２３およびペレット１２４はサブユニット筐体１４の円筒部に配置された増倍材ブロック２２よりも軸方向に薄い（短い）ものとなる。薄型増倍材ブロック１２２の軸に垂直な断面内の７個のペレット１２４の配置関係は円筒部の増倍材ブロック２２の７個のペレット２４の配置関係（図１０）と同様である。
【００５３】
サブユニット筐体１４の半球状部５０内で薄型増倍材ブロック１２２よりもさらに先端近くには、薄型増倍材ブロック１２２よりも直径の小さい小型増倍材ブロック２２２が配置されている。小型増倍材ブロック２２２の粗密収納体２２３は、薄型増倍材ブロック１２２の粗密収納体１２３よりも直径が小さいが厚さは粗密収納体１２３と同様である。小型増倍材ブロック２２２には３個のペレット２２４が含まれ、小型増倍材ブロック２２２の軸心の周りに周方向に等間隔に配置されている。各ペレット２２４の形状や大きさは薄型増倍材ブロック１２２のペレット１２４と同様である。
【００５４】
半球状部５０内で、薄型増倍材ブロック１２２および小型増倍材ブロック２２２が配置された以外の隙間には、多数のベリリウム粒３６が充填されている。
【００５５】
上記以外の構造は第３の実施形態と同様である。
【００５６】
この第５の実施形態によれば、サブユニット筐体１４の半球状部５０内にペレット１２４，２２４を配置するので、サブユニット１２内のペレット２４，１２４，２２４の量を増やすことができる。
【００５７】
なお、この実施形態において、半球状部５０内のペレット１２４，２２４のリチウム含有体２５（図４）のリチウム含有量を、円筒部のペレット２４のリチウム含有体２５のリチウム含有量よりも大きくしてもよい。リチウム含有体２５のリチウム含有量は、ベリリウム多孔質体３１（図５）の空隙率およびそこへのリチウム含浸量の調整によって調整することができる。
【００５８】
［第６の実施形態］
図１４は、第６の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的縦断面図である。図１５は、図１４の核融合炉ブランケットサブユニットのＸＶ−ＸＶ線矢視横断面図である。図１６は、図１４の核融合炉ブランケットサブユニットのＸＶＩ−ＸＶＩ線矢視横断面図である。
【００５９】
この第６の実施形態は第５の実施形態の変形である。この実施形態では、各増倍材ブロック２２，１２２，２２２の中央に比較的大きなリチウム‐ベリリウムペレット２４，１２４，２２４が１個だけ配置されている。各ペレット２４，１２４，２２４の大きさは第５の実施形態の場合よりも大きいが、構造は第５の実施形態と同様である。
【００６０】
粗密収納体２３，１２３，２２３の構造は第５の実施形態の場合と同様である。
【００６１】
この実施形態によれば、ペレット２４，１２４，２２４の個数を減らすことができ、加工量を減らすことができるとともに、リチウムの量を増やすことができる。
【００６２】
［第７の実施形態］
図１７は、第７の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的縦断面図である。図１８は、図１７の核融合炉ブランケットサブユニットのＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線矢視横断面図である。図１９は、第７の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの組み立てプロセスを示す説明図である。図２０は、第７の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットにおける先端増倍材ブロックとばねユニットとの、サブユニット筐体への挿入前の状況を示す説明図である。図２１は、第７の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットにおける主増倍材ブロックとばねユニットとの、サブユニット筐体への挿入前の状況を示す説明図である。
【００６３】
この実施形態の核融合炉ブランケットサブユニット（サブユニット）１２は、サブユニット筐体１４と、サブユニット筐体１４内に収納された複数の増倍材ブロック２２ｃ，２２ｄと、底板１７とを有する。サブユニット筐体１４および底板１７の構造は、前述の第１〜第６の実施形態と同様である。
【００６４】
増倍材ブロック（主増倍材ブロック）２２ｃは、サブユニット筐体１４の先端を除く円筒部に挿入されていて、円柱形を、その軸を通る平面（分割面）で２分割した略半円柱状である。２個の増倍材ブロック２２ｃがその分割面で対向し、それらの間にばねユニット５５が配置されている。ばねユニット５５は、並列に配置された２個の圧縮ばね５６と、これらの圧縮ばね５６をはさんで互いに平行に配置された２枚の当て板５７とを有する。２個の増倍材ブロック２２ｃが、当て板５７を介して圧縮ばね５６によって、互いに離れる方向に押され、サブユニット筐体１４の内壁１８に押し付けられている。このようにばねユニット５５をはさんで配置された２個の増倍材ブロック２２ｃの組が、軸方向に複数組（図示の例では４組）配列されている。
【００６５】
増倍材ブロック（先端増倍材ブロック）２２ｄは、サブユニット筐体１４の先端の半球状部５０に挿入されるものであり、半球形を、その軸を通る平面（分割面）で２分割した略１４球状である。２個の増倍材ブロック２２ｄがその分割面で対向し、それらの間にばねユニット５８が配置されている。ばねユニット５８の構造はばねユニット５５の構造と同様である。２個の増倍材ブロック２２ｄが、ばねユニット５８によって、互いに離れる方向に押され、サブユニット筐体１４の内壁１８に押し付けられている。
【００６６】
増倍材ブロック２２ｃ，２２ｄは、たとえば第１〜第６の実施形態のいずれかにおける増倍材ブロック２２と同様のものである。ただし、増倍材ブロック２２ｃ，２２ｄの外形は、第１〜第６の実施形態における増倍材ブロック２２の外形と相違する。
【００６７】
この実施形態のサブユニットの組み立てに当たっては、図１９、図２０に示すように、初めに、サブユニット筐体１４に底板１７を取り付ける前の状態で、開放された第２の端部１６から、１４球状の２個の増倍材ブロック２２ｄとばねユニット５８とを挿入して、半球状部５０に配置する。ばねユニット５８は、挿入時には圧縮して、半球状部５０に配置された後には２個の増倍材ブロック２２ｄをサブユニット筐体１４の内壁１８に押し付けるようにする。
【００６８】
図２０において、白抜き矢印は、組立作業における部品の動きの方向を表している。以下の組立手順を説明する図面でも同様である。
【００６９】
つぎに、２個の増倍材ブロック２２ｃとその間のばねユニット５５とからなる組を、順次、サブユニット筐体１４内に挿入する。このとき、図２１に示すように、ばねユニット５５の圧縮ばね５６を圧縮した状態で挿入する。その後、サブユニット筐体１４の開放された第２の端部１６に底板１７を取り付けて密封して、図１７に示す状態とする。
【００７０】
この実施形態によれば、核融合炉の通常運転時に、増倍材ブロック２２ｃ，２２ｄがサブユニット筐体１４の内壁１８に押し付けられているので、増倍材ブロック２２ｃ，２２ｄからの熱が接触熱伝導により内壁１８に伝達され、増倍材ブロック２２ｃ，２２ｄの冷却を効率的に行うことができる。
【００７１】
［第８の実施形態］
図２２は、第８の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的横断面図である。
【００７２】
この実施形態は第７の実施形態の変形であって、増倍材ブロック２２ｃの分割面の向きすなわちばねユニット５５の向きと、増倍材ブロック２２ｄでの分割面の向きすなわちばねユニット５８の向きが軸方向から見て揃っていない。より具体的には、各分割面がサブユニット筐体１４の軸を含むように配置され、しかも、軸方向位置に応じて異なる周方向位置（角度位置）に配置されている。
【００７３】
その他の構成は第７の実施形態と同様である。
【００７４】
この第８の実施形態によれば、増倍材ブロック２２ｃおよび増倍材ブロック２２ｄでの分割面に生じる空隙の位置が軸方向に揃っていない。そのため、軸方向から見て、軸心部分を除き、その空隙が第１の端部１５から第２の端部１６まで直線的に延びている部分はない。したがって、核融合プラズマ１３から発せられた中性子線が底板１７まで達することは少ない。
【００７５】
［第９の実施形態］
図２３は、第９の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的横断面図である。
【００７６】
この実施形態は第８の実施形態の変形であって、サブユニット筐体１４の半球状部５０以外の部分の各軸方向位置に、増倍材ブロック２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｈが配置されている。増倍材ブロック２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｈは軸方向に平面的に広がる分割面で互いに対向していて、それらが対向する位置にばねユニット６０が配置されている。ばねユニット６０の構造は、第８の実施形態におけるばねユニット５５と同様である。
【００７７】
増倍材ブロック２２ｅと増倍材ブロック２２ｆとは同じ形状であるが、増倍材ブロック２２ｇ，２２ｈの形状は増倍材ブロック２２ｅ，２２ｆとは異なる形状である。この実施形態では、サブユニット筐体１４の軸心部には増倍材ブロック２２ｇが存在し、空隙にはなっていない。サブユニット筐体１４内の軸方向位置に応じて、増倍材ブロック２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｈの周方向配置位置がずれている（図示せず）。そのため、軸方向から見て、軸心部分を含めて、増倍材ブロック２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｈ同士の間の隙間が第１の端部１５から第２の端部１６まで直線的に延びている部分はない。したがって、核融合プラズマ１３から発せられた中性子線が底板１７まで達することは少ない。
【００７８】
［第１０の実施形態］
図２４は、第１０の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的縦断面図である。図２５は、第１０の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットのばねユニットの、サブユニット筐体への挿入前の状況を示す部分拡大正面図である。
【００７９】
この実施形態は第７の実施形態（図１７〜図２１）の変形である。一つのばねユニット６１が、サブユニット筐体１４の第１の端部１５から第２の端部１６まで、軸方向に長くのびている。ばねユニット６１は、互いに平行に軸方向に延びる１対の当て板６２と、これらの当て板６２間にはさまれて、それぞれが当て板６２の間隔を広げる向きに当て板６２を押す複数の圧縮ばね５６とを有する。当て板６２は、軸方向に波形となっており、軸方向に撓みやすくなっている。
【００８０】
この第７の実施形態のサブユニットの組み立てに当たり、サブユニット筐体１４の第２の端部１６が開放した状態で、サブユニット筐体１４内に、第２の端部１６から増倍材ブロック２２ｃ，２２ｄを順次挿入する。その後に、第２の端部１６からばねユニット６１を挿入する。その後、サブユニット筐体１４の開放された第２の端部１６に底板１７を取り付けて密封する。このような組み立て手順をとることにより、組み立て時の省力を図ることができる。
【００８１】
また、当て板６２が波形となっているため、増倍材ブロック２２ｃ，２２ｄの寸法公差などに応じて当て板６２が撓み、増倍材ブロック２２ｃ，２２ｄを確実に径方向外向きに押し、増倍材ブロック２２ｃ，２２ｄとサブユニット筐体１４の内壁１８との間の接触を確保することができる。それにより、増倍材ブロック２２ｃ，２２ｄ内の熱をサブユニット筐体１４の内壁１８に確実に逃がすことができる。
【００８２】
［第１１の実施形態］
図２６は、第１１の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的縦断面図である。図２７は、第１１の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの組み立てプロセスを示す説明図である。
【００８３】
第１１の実施形態は、第７〜第１０の実施形態の変形である。
【００８４】
この第１１の実施形態では、円筒状のサブユニット筐体１４内に、軸をはさんで互いに対向するほぼ半円柱状の増倍材ブロック２２ｉの対が複数対、軸方向に配列されている。これら複数対の増倍材ブロック２２ｉの対によって軸方向にはさまれる軸方向中央位置に、縦断面形状がほぼひし形の増倍材ブロック２２ｊが配置されている。
【００８５】
増倍材ブロック２２ｉと増倍材ブロック２２ｊとの接触面は軸方向に対して傾斜している。また、増倍材ブロック２２ｉ同士が接触することはなく、増倍材ブロック２２ｊ同士が接触することもないように構成されている。
【００８６】
サブユニット筐体１４の第２の端部１６に最も近い位置の増倍材ブロック２２ｊの第２の端部１６側に接してばねユニット６５が配置され、ばねユニット６５の軸方向外側に円板状の雄ねじ板６６が配置され、雄ねじ板６６の軸方向外側に底板１７が取り付けられている。
【００８７】
ばねユニット６５は、軸方向に垂直に広がる２枚の円板状の当て板６８と、これらの当て板６８にはさまれて軸方向に押圧力を生じるように配置された複数の圧縮ばね６９とを有する。雄ねじ板６６の外周には雄ねじ７０が形成され、サブユニット筐体１４の第２端部１６近くに形成された雌ねじ７１と螺合する。雄ねじ板６６をねじ込むことにより、ばねユニット６５が第１の端部１５側に押される。底板１７は、サブユニット筐体１４の第２の端部１６に溶接固定され、密封されている。
【００８８】
ばねユニット６５は、サブユニット筐体１４の第２の端部１６に最も近い位置の増倍材ブロック２２ｊを第１の端部１５側に、常時押している。その結果、他の増倍材ブロック２２ｊも、また、増倍材ブロック２２ｉも互いに軸方向に押される。この時、増倍材ブロック２２ｉと増倍材ブロック２２ｊとの接触面が軸方向に対して傾斜していることから、ほぼ半円柱状の増倍材ブロック２２ｉが径方向外側に向かう力を受けることになる。これにより、増倍材ブロック２２ｉはサブユニット筐体１４の内壁１８に押し付けられる。したがって、増倍材ブロック２２ｉとサブユニット筐体１４の内壁１８との間で熱伝導による伝熱が促進される。また、互いに隣接する増倍材ブロック２２ｉと増倍材ブロック２２ｊとの間で互いに押し付けられることから、これらの間でも熱伝導が促進される。
【００８９】
図２７に示すように、この第１１の実施形態のサブユニットの組み立てに当たっては、サブユニット筐体１４の第２の端部１６が開放した状態で、サブユニット筐体１４内に、増倍材ブロック２２ｉ，２２ｊを、第１の端部１５に近い位置のものから順に、第２の端部１６から挿入していく。そして、最後に第２の端部１６に最も近い位置に配置すべき増倍材ブロック２２ｊを挿入する。その後に、ばねユニット６５を挿入し、その後に、雄ねじ板６６をねじ込み、ばねユニット６５の圧縮ばね６９を圧縮して圧縮力が生じるようにする。その後に、底板１７を、サブユニット筐体１４の第２の端部１６に溶接固定して密閉して、図２６に示す状態にする。
【００９０】
この第１１の実施形態では、サブユニット筐体１４内に増倍材ブロック２２ｉ，２２ｊを挿入した後にばねユニット６５を挿入するものであり、しかもばねユニット６５を軸方向に押し付ければよいので、組み立てが容易であり、組み立て時の省力を図ることができる。
【００９１】
［第１２の実施形態］
図２８は、第１２の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的縦断面図である。
【００９２】
第１２の実施形態は第１１の実施形態の変形である。
【００９３】
この第１２の実施形態では、円筒状のサブユニット筐体１４内に、増倍材ブロック２２ｋ，２２ｍ，２２ｎ，２２ｐが軸方向に配列されている。増倍材ブロック２２ｋと増倍材ブロック２２ｍとの接触面、増倍材ブロック２２ｍと増倍材ブロック２２ｎとの接触面、増倍材ブロック２２ｎと増倍材ブロック２２ｐとの接触面はいずれも軸方向に対して傾斜している。また、増倍材ブロック２２ｋと増倍材ブロック２２ｎとは直接触せず、増倍材ブロック２２ｍと増倍材ブロック２２ｐとは直接接触していない。
【００９４】
サブユニット筐体１４の第２の端部１６に最も近い位置の増倍材ブロック２２ｐの第２の端部１６側に接してばねユニット６５が配置され、ばねユニット６５の軸方向外側に円板状の雄ねじ板６６が配置され、雄ねじ板６６の軸方向外側に底板１７が取り付けられている。
【００９５】
ばねユニット６５が増倍材ブロック２２ｐを第１の端部１５側に押すことにより、増倍材ブロック２２ｐが増倍材ブロック２２ｎを第１の端部１５側に押し、さらにそれが増倍材ブロック２２ｍを第１の端部１５側に押し、さらにそれが増倍材ブロック２２ｋを第１の端部１５側に押す。その際に、互いの接触面が軸方向に対して傾斜していることにより、増倍材ブロック２２ｋ，２２ｍ，２２ｎ，２２ｐがそれぞれ、サブユニット筐体１４の内壁１８に向かって押し付けられる向きの力を受ける。
【００９６】
この第１２の実施形態によれば、ばねユニット６５による軸方向の押し付け力によって、増倍材ブロック２２ｋ，２２ｍ，２２ｎ，２２ｐがサブユニット筐体１４の内壁１８に向かって押し付けられる。それにより、第１１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
［第１３の実施形態］
図２９は、第１３の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの模式的縦断面図である。図３０は、第１３の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの組み立てプロセスを示す説明図である。
【００９８】
ほぼ円筒状のサブユニット筐体１４ａは、第７〜第１２の実施形態のサブユニット筐体１４と同様に、第１の端部１５が半球状に突出し、第２の端部１６は、円板状の底板１７によって密閉されている。
【００９９】
サブユニット筐体１４ａの第１の端部１５付近の半球状部５０内に、この半球の形状に合わせて成形された半球状増倍材ブロック２２ｑが配置されている。
【０１００】
サブユニット筐体１４ａの半球状部５０を除く円筒部内に、円柱状増倍材ブロック２２ｒが配置されている。サブユニット筐体１４ａの半球状部５０を除く円筒部の内面には雌ねじ７５が形成され、円柱状増倍材ブロック２２ｒの外面には、雌ねじ７５と螺合する雄ねじ７６が形成されている。
【０１０１】
この第１３の実施形態のサブユニットの組み立てに当たっては、初めに、サブユニット筐体１４ａの第２の端部１６が開放した状態で、サブユニット筐体１４ａ内に、半球状増倍材ブロック２２ｑを挿入し、つぎに、円柱状増倍材ブロック２２ｒをサブユニット筐体１４ａ内にねじ込んでいき、円柱状増倍材ブロック２２ｒで半球状増倍材ブロック２２ｑを第１の端部１５に向けて押し付ける。その後に、底板１７を、サブユニット筐体１４ａの第２の端部１６に溶接固定して密閉する。
【０１０２】
この実施形態によれば、半球状増倍材ブロック２２ｑと円柱状増倍材ブロック２２ｒとが軸方向に押し付けられるとともに、半球状増倍材ブロック２２ｑがサブユニット筐体１４ａの第１の端部１５に押し付けられ、さらに円柱状増倍材ブロック２２ｒの雄ねじ７６とサブユニット筐体１４ａの雌ねじ７５とが螺合することによりこれらが確実に接触し、固体接触による熱伝導が確保される。しかも、組み立て作業が容易であって、省力を図ることができる。
【０１０３】
この第１３の実施形態の変形として、半球状増倍材ブロック２２ｑと円柱状増倍材ブロック２２ｒとを初めから一体で成型してもよい。その場合は、組立作業がさらに容易である。
【０１０４】
［第１４の実施形態］
図３１は、第１４の実施形態に係る核融合炉ブランケットサブユニットの要部拡大縦断面図である。
【０１０５】
この第１４の実施形態は第１３の実施形態の変形である。第１４の実施形態では、第１３の実施形態（図２９）と同様に、サブユニット筐体１４ａの円筒部の雌ねじ７５と円柱状増倍材ブロック２２ｒの雄ねじ７６とが螺合する。この第１４の実施形態の雌ねじ７５および雄ねじ７６では、通常の機械的要素としてのねじに必要なねじの谷の深さよりも深い谷が形成されている。それにより、互いに螺合するねじの山と谷の間に、通常の機械的要素としてのねじにおける空隙よりも大きな螺旋状のガス空隙８０，８１が形成されている。さらに、雌ねじ７５の谷と雄ねじ７６の山との間に形成されるガス空隙８１の中央に向かって、雄ねじ７６の山から突出する突出部８２が形成されている。
【０１０６】
螺旋状のガス空隙８０，８１によりガス流路が形成される。このガス流路に冷却用のガスを流通させることにより、サブユニット筐体１４ａの内側を冷却することができる。固体同士の接触熱伝導特性は、供用中の固体材料の性状変化によって変動する可能性があるが、流体であれば安定した除熱特性を維持することができる。また、突出部８２の存在により、ガス空隙８１に接する固体表面積が大きくなり、ガス空隙８１内のガスと固体との熱伝達が促進される。
【０１０７】
この第１４の実施形態の変形例として、雌ねじ７５の山と雄ねじ７６の谷との間に形成されるガス空隙８０の中央に向かって、雌ねじ７５の山から突出する突出部（図示せず）が形成されるようにしてもよい。
【０１０８】
［他の実施形態］
上記実施形態の説明で、サブユニット筐体１４は、ほぼ円筒状で第１の端部１５が半円球状とした。しかし、本発明はこのような構成に限定されない。たとえば、サブユニット筐体が直方体であってもよい。
【０１０９】
上述の各実施形態の特徴を適宜組み合わせることもできる。
【０１１０】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１１１】
１１…真空容器、  １２…核融合炉ブランケットサブユニット（サブユニット）、  １３…核融合プラズマ、  １４，１４ａ…サブユニット筐体、  １５…第１の端部、  １６…第２の端部、  １７…底板、  １８…内壁、  １９…外壁、  ２０…冷却水流路、  ２１…冷却水配管、  ２２，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｈ，２２ｉ，２２ｊ，２２ｋ，２２ｍ，２２ｎ，２２ｐ，２２ｑ，２２ｒ，１２２，２２２…増倍材ブロック、  ２３，１２３，２２３…粗密収納体、  ２４，２４ａ，２４ｂ、１２４，２２４…リチウム‐ベリリウムペレット（ペレット）、  ２５…リチウム含有体、  ２６…稠密収納体、  ２７…稠密収納容器本体、  ２８…稠密収納容器蓋、  ３０…ベリリウム粒、  ３１…ベリリウム多孔質体、  ３２…リチウム板、  ３３…粗密収納容器本体、  ３４…穴（くぼみ）、  ３５…粗密収納容器蓋、  ３６、３７…ベリリウム粒、  ４０…ガス配管、  ４５…リチウム化合物ペブル、  ４９…中心空隙、  ５０…半球状部、  ５５…ばねユニット、  ５６…圧縮ばね、  ５７…当て板、  ５８…ばねユニット、  ６０…ばねユニット、  ６１…ばねユニット、  ６２…当て板、  ６５…ばねユニット、  ６６…雄ねじ板、  ６８…当て板、  ６９…圧縮ばね、  ７０…雄ねじ、  ７１，７５…雌ねじ、  ７６…雄ねじ、  ８０，８１…ガス空隙、  ８２…突出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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