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Challenge to predict material degradation for tungsten under fusion neutron irradiation

Research Project

Project/Area Number 18K13523
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 14020:Nuclear fusion-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Miyazawa Takeshi  東北大学, 工学研究科, 助教 (00733726)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords核融合炉材料 / 高融点金属 / 中性子照射 / プロトン照射 / 照射硬化 / 引張特性 / 微細組織 / 核融合ダイバータ / タングステン / 照射後機械特性 / 高温照射 / 照射後微細組織 / 照射後引張特性 / プラズマ対向材料 / 軽イオン照射 / 損傷組織発達 / 高融点金属材料 / 照射相関 / 機械的性質 / 有限要素解析 / 超微小試験技術
Outline of Final Research Achievements

By complementarily incorporating ion irradiation experiments using an accelerator in addition to neutron irradiation experiments using a nuclear reactor, the irradiation tolerance of tungsten (W) and advanced W alloys, which are expected as candidate materials for fusion reactor divertors, were evaluated. In addition to obtaining engineering knowledge that contributes to the design of fusion divertors, the application of advanced W alloys can improve the structural soundness of divertors and expand the margin of design and operating conditions. And the application can be expected to operate the divertor components for a longer term.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

「ダイバータ機器構成材料の中性子照射影響」としてアクションプランの課題に挙げられているように、W の機械特性に及ぼす中性子照射の影響を明らかにし、ダイバータの設計に資するW のデータベースを構築することは喫緊の課題と言える。本研究成果において、Wバルク材の中性子照射後強度特性に関する工学的知見を得ることができ、これらをベースとして核融合ダイバータ設計への実用が期待される。さらにこれらの工学的知見は、ITERでのダイバータ機器構成材料の中性子照射影響に資する重要な知見と成り、核融合エネルギーの早期実現に寄与するものである。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] オークリッジ国立研究所(米国)

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    • Author(s)
      Miyazawa Takeshi、Hishinuma Yoshimitsu、Nagasaka Takuya、Muroga Takeo
    • Journal Title

      Fusion Engineering and Design

      Volume: 165 Pages: 112191-112191

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2020.112191

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tensile properties of powder-metallurgical-processed tungsten alloys after neutron irradiation near recrystallization temperatures2020

    • Author(s)
      Miyazawa Takeshi、Garrison Lauren M.、Geringer Josina W.、Echols John R.、Fukuda Makoto、Katoh Yutai、Hinoki Tatsuya、Hasegawa Akira
    • Journal Title

      Journal of Nuclear Materials

      Volume: 542 Pages: 152505-152505

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2020.152505

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Neutron irradiation effects on the mechanical properties of powder metallurgical processed tungsten alloys2020

    • Author(s)
      Miyazawa Takeshi、Garrison Lauren M.、Geringer Josina W.、Fukuda Makoto、Katoh Yutai、Hinoki Tatsuya、Hasegawa Akira
    • Journal Title

      Journal of Nuclear Materials

      Volume: 529 Pages: 151910-151910

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2019.151910

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] タングステン圧延材の引張特性に及ぼす組織異方性と注入ヘリウムの影響2021

    • Author(s)
      宮澤 健,松井 賢斗,野上 修平,長谷川 晃
    • Organizer
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  • [Presentation] タングステン材料の組織安定性と引張特性に及ぼすヘリウム注入濃度の影響2020

    • Author(s)
      宮澤健、佐藤祐輔、羅杜、野上修平、長谷川晃
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      日本金属学会第166回講演大会
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      第36回 プラズマ・核融合学会年会
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  • [Presentation] Neutron Irradiation Effects on Mechanical Properties of Tungsten Alloys2019

    • Author(s)
      T. Miyazawa, L. M. Garrison, J.W. Geringer, J.R. Echols, M. Fukuda, Y. Katoh, T. Hinoki and A. Hasegawa
    • Organizer
      The Nineteenth International Conference on Fusion Reactor Materials
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] タングステン材料の再結晶温度域における中性子照射後機械特性2019

    • Author(s)
      宮澤健、L. M. Garrison、J.W. Geringer、福田誠、加藤雄大、檜木達也、長谷川晃
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      第36回プラズマ・核融合学会年会
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  • [Presentation] 再結晶温度域にて中性子照射したタングステン材料の機械特性2019

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      宮澤健、L. M. Garrison、J.W. Geringer、福田誠、加藤雄大、檜木達也、長谷川晃
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      日本金属学会第165回講演大会
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      Takeshi Miyazawa, Lauren M. Garrison, Yutai Katoh, Tatsuya Hinoki and Akira Hasegawa
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      Fifth International Workshop on Structural Material for Innovative Nuclear Systems
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  • [Presentation] 核融合炉用タングステン材料の照射効果(1)中性子照射したタングステン材料の高温引張特性2019

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      宮澤健, Lauren M. Garrison, 加藤雄大, 檜木達也, 長谷川晃
    • Organizer
      日本原子力学会2019年春の年会
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  • [Presentation] 核融合炉用タングステン材料の照射効果(2)軽イオン照射したタングステン材料の照射効果2019

    • Author(s)
      西村 星耶, 大泉 周平, 宮澤 健, 野上 修平, 長谷川 晃
    • Organizer
      日本原子力学会2019年春の年会
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  • [Presentation] 核融合炉用タングステン材料の照射効果(3)ヘリウム注入したタングステンの微細組織及び高温引張特性2019

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      佐藤祐輔, 井藤大智, 服部剛弥, 宮澤健, 野上修平, 長谷川晃, 吉田健太
    • Organizer
      日本原子力学会2019年春の年会
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  • [Presentation] ナノインデンテーション法によるタングステン材料の照射硬化評価2018

    • Author(s)
      大泉周平、宮澤健、野上修平、長谷川晃、安堂正己、谷川博康
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会第35回年会
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  • [Presentation] 熱中性子遮蔽を施して照射したタングステンとタングステン合金の機械特性2018

    • Author(s)
      宮澤健、Lauren M. Garrison、加藤雄大、檜木達也、長谷川晃
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会第35回年会
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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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