| 研究課題/領域番号 |
17560734
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
核融合学
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| 研究機関 | 核融合科学研究所 |
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研究代表者 |
室賀 健夫 核融合科学研究所, 炉工学研究センター, 教授 (60174322)
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| 研究分担者 |
長坂 琢也 核融合科学研究所, 炉工学研究センター, 助教授 (40311203)
田中 照也 核融合科学研究所, 炉工学研究センター, 助手 (30353444)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2005年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
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| キーワード | ブランケット / 絶縁被覆 / リチウム / バナジウム合金 / 酸化エルビウム / 自己修復性 / 液体リチウム / MHD圧力損失 |
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| 研究概要 |
本研究は、核融合炉のブランケットの中でも特に高効率、簡易構造の特徴を持つ液体リチウム・バナジウム合金ブランケットにおける重要な開発課題であるMHD絶縁被覆に関して、複雑な内面への被覆が可能でまた自己修復特性のある酸化エルビウムその場被覆法の基礎機構とその動力炉ブランケットへの適用可能性を明らかにすることを目的とした。本研究では、バナジウム合金表面近傍に予め高温アルゴンガス経由で酸素をドープし、リチウムに少量のエルビウムを混入させることにより、液体リチウム中で構造材バナジウム合金の表面に絶縁性の酸化エルビウムをその場で形成させる手法の検証を行なった。様々な高温保持条件で酸素をドープし、液体リチウム浸漬中の酸化エルビウム被覆形成速度を求めた。被覆を形成する条件でバナジウム基板の微細組織を透過電子顕微鏡によって観察したところ、酸化チタンの高密度針状析出物が<100>方向に発達していることが分かった。この高密度析出が酸素を保持し、液体リチウム浸漬時に表面被覆形成のための酸素を供給している。次に、温度、浸漬時間を変えて被覆の厚さ変化を求めた。その結果、550℃-700℃の範囲で、厚さは浸漬時間の約1/2乗に比例して増加し、高温ほど成長が早いことが分かった。これは、被覆が基板内部及び被覆中の酸素の拡散に支配されて成長することを示している。次に、人為的に被覆の一部に欠損を与え、再びEr含有リチウムに浸漬し、欠損部分の組成変化を求めた。その結果基盤が剥き出しになった表面領域でErと酸素が濃化し、抵抗が上昇することが確かめられ自己修復特性を実証することができた。以上、液体リチウム・バナジウム合金ブランケットの酸化エルビウムを用いたその場被覆の生成成長の原理とその特性を求めるとともに自己修復被覆の可能性を実証した。この成果は高機能核融合ブランケットの実現に見通しを与えるものである。
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