| 研究課題/領域番号 |
07558188
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
核融合学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
寺井 隆幸 東京大学, 工学部, 助教授 (90175472)
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| 研究分担者 |
河村 弘 日本原子力研究所大洗研究所, 室長
小野 勝男 東京大学, 工学部, 助手 (20160905)
米岡 俊明 東京大学, 工学系研究科, 助手 (40013221)
大津 繁樹 東京大学, 工学系研究科, 講師 (30272397)
田中 知 東京大学, 工学系研究科, 教授 (10114547)
原田 良夫 トーカロ(株), 溶射技術開発研究所, 所長
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1997
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| 研究課題ステータス |
完了 (1997年度)
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| 配分額 *注記 |
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1997年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1996年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | 核融合炉 / ブランケット / セラミック / コーティング / 電気絶縁性 / 耐食性 / 窒化アルミニウム / 酸化アルミニウム / Al_2O_3 / Y_2O_3 / AlN / スパッタリング / プラズマ溶射 / セラミックコーティング / 液体ブランケット / 絶縁性 / 両立性 / MgO |
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| 研究概要 |
核融合炉液体ブランケット用セラミックコーティングにおいては、大量生産が容易であること、液体金属との両立性やトリチウム透過バリアー、絶縁性バリヤーとしての機能が使用条件下において長期間にわたり確保されることが必要である。本研究では、候補材料を選定し、それらの材料について実際のコーティングを試作したのち、その特性測定を行うことにより、核融合炉液体ブランケット用セラミックコーティングの製造方法を確立することを目的にした。その成果は以下のようにまとめられる。
(1) セラミックコーティング用材料の選定: 熱力学的安定性の検討やバルク材料を用いた実験により、Li17-Pb83に対しては、耐食性と電気絶縁性からAl_2O_3とY_2O_3を候補材料として選定した。一方、金属リチウムに対しては完全は耐食性を持つものは酸化物中には見いだされず、窒化物であるAlNを選定した。
(2) セラミックコーティング用材料の核融合炉環境下における物性変化: 上記により選定した材料の高温液体金属共存実験後の電気絶縁性を測定したところ、Y_2O_3については、金属リチウムによる還元のために亜定比化合物が生成し、電気絶縁性が低下することを見いだした。また、高温放射線照射下では、照射誘起電気伝導によりコーティングの絶縁性が大きく低下することを示した。
(3) セラミックコーティングの試作とその実用性についての評価: 上記の結果をふまえ、いくつかの方法によりAl_2O_3、Y_2O_3、AlNなどのコーティングを作製し、その特性を測定した。その結果、プラズマ溶射法については、内部に生成する気孔の除去が課題であり、ディップコーティング法では、特にAlNコーティングの場合に、効率的な窒化方法が検討課題であること、スパッタリング法では、下地の処理が必要であることを結論した。そして、現時点でもっとも有望なコーティングは、Li17-Pb83に対してはAl_2O_3のディップコーティングであり、金属リチウムに対しては、ディップコーティング法やスパッタリング法でAl層を作製した上にスパッタリング法やCVD法によって作製したAlNコーティングであると結論した。
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