| 研究課題/領域番号 |
17H01364
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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 | 一般 |
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| 研究分野 |
核融合学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
長谷川 晃 東北大学, 金属材料研究所, 学術研究員 (80241545)
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| 研究分担者 |
野上 修平 東北大学, 工学研究科, 准教授 (00431528)
宮澤 健 東北大学, 工学研究科, 助教 (00733726)
安堂 正己 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 六ヶ所研究所 核融合炉材料研究開発部, 主幹研究員 (30370349)
長坂 琢也 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (40311203)
外山 健 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50510129)
谷川 博康 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 六ヶ所核融合研究所 核融合炉材料研究開発部, グループリーダー(定常) (50354668)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
44,590千円 (直接経費: 34,300千円、間接経費: 10,290千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2017年度: 20,800千円 (直接経費: 16,000千円、間接経費: 4,800千円)
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| キーワード | 核融合炉 / 高熱流束機器 / ダイバータ材料 / タングステン材料 / 中性子照射影響 / 機械特性 / 微細組織安定性 / 核変換元素効果 / 核融合炉ダイバータ / タングステン / 微細組織発達 / 照射後機械特性 / 高熱流束材料 / 中性子照射 / 照射効果 / プラズマ対向機器用材料 / タングステン合金 / 中性子照射効果 / 核変換ヘリウム / 高熱流束機器用材料 / 核変換He効果 / 照射脆化抑制 / 材料組織安定性 / 高熱流束機器材料 / 高融点金属材料 / プラズマ対向機器 / 原子炉照射材 / 照射後試験 / 微細組織変化 / 照射抵抗性 / 機械的特性 |
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| 研究成果の概要 |
タングステン(W)における中性子照射影響についてのデータを収集するために、日米協力事業PHENIX計画において米国ORNLのHFIR炉を用いて中性子照射した純W材およびその合金材の微細組織発達のデータを取得した。照射試料として粉末焼結法によって作製した純Wの受入まま材（応力除去処理（SR））と再結晶材（R）に加えて、室温近辺での脆性を改善できるKドープによる微細粒材や、3%のReを添加したW-Re合金等の照射特性の評価を行い、その照射前後の特性評価を様々な手法を用いて評価し、ITERレベルの照射条件（1dpa以下）において、使用可能なタングステン材料の開発の目途が立てられた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
タングステンは3400℃という非常に高い融点をもつものの、室温近傍での脆性や材質改善のために導入した組織が高温領域で消滅してしまい、かつ低温での脆化が極端になる再結晶脆化が起こる条件を明確にすることが核融合炉のダイバータ機器用材料として使うための重要な要件であった。また中性子照射によってこれらの特性がどう変わってしまうかということが不明であった。本研究では核融合炉環境下での基本的な材料特性の解明とともに、粒径や組成などによる組織制御で特性を改善した材料が高温の照射環境下でどのような挙動をするかを系統的な材料開発と実験により明らかにした。これによりダイバータ用材料開発の目途が明らかになった。
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