Abstract

The Tritium Extraction System (TES) is a gas loop with a helium / hydrogen mixture as carrier gas which is used to extract the tritium generated in the blanket by a nuclear breeding process. In addition to a description of the operational requirements of a TES for an ITER test blanket, ten process options are discussed. Then an additional procedure is proposed which includes several process steps of the approaches mentioned above. This method uses a cold trap operated at ³ -100°C to extract HTO and a molecular sieve bed (MSB) operated at -195°C to extract HT / H₂. Both process steps will be tested and optimized in the pilot plant PILATUS at the Tritium Laboratory of Karlsruhe, TLK. The most important objectives of the corresponding tests are:

• To prevent the formation of ice aerosol in the cold trap which could lead to a decreasing removal efficiency for H₂O / HTO,
• To investigate the adsorption / desorption of H₂, HT, O₂, and N₂ in the MSB under realistic conditions with respect to gas flow rate and gas composition,
• To select and test reliable analytical techniques, which are needed to demonstrate the feasibility of the extraction method as well as to supply appropriate methods for process control.

Zusammenfassung

Das Tritium-Extraktionssystem (TES) ist ein Gaskreislauf mit einem Helium / Wasserstoff Gemisch als Trägergas, mit dem das im Blanket erbrütete Tritium extrahiert wird. Nach der Darstellung der Anforderungen an ein solches System für ein ITER Testblanket werden zehn verschiedene Verfahren diskutiert und dann ein weiteres Verfahren vorgeschlagen, in das verschiedene Prozeßschritte der anderen Optionen übernommen wurden. Das als HTO vorliegende Tritium wird darin in einer Kaltfalle bei ³ -100 °C abgetrennt und das als HT vorliegende Tritium zusammen mit H₂ in einem Molekularsieb Bett (MSB). Beide Verfahrensschritte sollen in der Pilotanlage PILATUS im Karlsruher Tritiumlabor (TLK) erprobt und optimiert werden. Die wichtigsten Ziele dieser Versuche sind:

• Vermeidung der Bildung von Eisaerosolen in der Kaltfalle, die zur Verringerung des Abscheidegrades führen können,
• Untersuchung der Adsorption und Desorption von H₂, HT, O₂ und N₂ im MSB unter realistischen Betriebsbedingungen bzgl. Gasdurchsatz und Gaszusammensetzung,
• Auswahl und Test geeigneter analytischer Methoden, die sowohl für die Demonstration des Verfahrens als auch für die spätere Prozeßkontrolle benötigt werden.