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AKA: Arbeitskreis Physik und Abrüstung

AKA 1: Nuclear Fusion

AKA 1.5: Vortrag

Mittwoch, 27. Februar 2008, 16:00–16:30, H 0112

Neutronenphysikalische Simulationsrechnungen zu Proliferationsrisiken bei Fusionsreaktoren: mögliche Plutoniumproduktion — •Fabio Balloni, Matthias Englert und Wolfgang Liebert — Interdisziplinäre Arbeitsgruppe Naturwisenschaft Technik und Sicherheit (IANUS), Technische Universität Darmstadt

Zukünftige tokamak-basierte kommerzielle Fusionreaktoren, die dem ITER-Pfad folgen, sollen ihren Brennstoff Tritium aus Lithium-6 innerhalb des Reaktors erbrüten, wozu ein Teil der hochenergetischen Fusionsneutronen genutzt werden soll. Dies geschieht in modular aufgebauten Kassetten des Blankets, die um das Plasmagefäß herum angeordnet werden und austauschbar sein müssen. Es besteht daher prinzipiell die Möglichkeit, die Blei-Lithium-Mischung in den Blanket-Kassetten teilweise durch Uran zu ersetzen, um den Spaltstoff Plutonium zu erbrüten.

Um das Potenzial einer solchen denkbaren Plutoniumproduktion abzuschätzen, wurden neutronenphysikalische Simulationsrechnungen mit dem Monte Carlo Code MCNPX durchgeführt. Ein 3D-Modell für die 2006 veröffentlichten Fusionreaktorkonzeption PPCS-A (Power Plant Conceptual Study) wurde erstellt und durch Daten aus Berechnungen des FZ-Karlsruhe validiert. Ergebnisse der Simulationen für Plutoniumproduktionsraten werden vorgestellt und diskutiert (Mengen, Isotopenvektor, Energiedeponierung). Dabei wird auch auf die Idee von Fusions-Fissions-Hybrid-Reaktoren und die Möglichkeiten einer frühzeitigen proliferationsresistenten Gestaltung von Fusionsreaktoren eingegangen.