スライド資料
燃料サイクルとエネルギーの取り出しのしくみ
エネルギー取り出しのしくみ
重水素と三重水素が核融合反応を起こすと、高速の中性子とヘリウム原子核が発生します。中性子はプラズマから飛び出し、プラズマを完全に覆う「ブランケット（毛布の意味）」と呼ばれる壁にぶつかります。中性子は減速し、その運動エネルギーが熱エネルギーに変換され、ブランケットの温度を上げます。ブランケットの温度は設計によりますが、350℃から900℃にまで上昇します。
ブランケット内には冷却材が流れ、外部の蒸気発生器へ熱エネルギーが輸送されます。冷却材としては、加圧水、ヘリウムガス、リチウム鉛合金（液体）、リチウム化合物（液体）などが候補として挙げられています。その後、蒸気発生器を介して蒸気タービンを回す仕組みは、火力発電や原子力発電と同様です。
燃料サイクル
核融合炉の燃料は重水素（D）と三重水素（T）ですが、三重水素は自然界での存在比率が極めて低いため、何らかの方法で生産する必要があります（重水素は豊富に存在します）。核融合炉では、核融合反応で発生した中性子をリチウム（Li）に当てることで核反応を起こし、三重水素を生成します。この役割を担うのがブランケットです。
ブランケットにはリチウムが全面に充填されており、中性子と確実に衝突させることで三重水素を効率よく生産します。したがって、ブランケットは 「冷却材による熱の取り出し」 と 「三重水素の生産」 という二つの重要な役割を担っています。
リチウム（Li）をペレット状にしてブランケット内部に充填するタイプでは、ペレットの隙間にヘリウム（He）を流し、発生した三重水素（T）と混合した状態で外部へ取り出します。取り出したガスから三重水素（T）を分離し、外部から供給された重水素（D）と混合してプラズマに注入します。
一方、プラズマの周辺部では、真空ポンプによって常に排気が行われており、重水素（D）、三重水素（T）、および反応によって生成されたヘリウム（He）の混合ガスが除去されます。この混合ガスからヘリウム（He）を分離し、残った重水素（D）と三重水素（T）を燃料として再びプラズマに注入します。