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核融合照射環境でのタングステン材料劣化予測法の確立に向けた挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 18K13523
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分14020:核融合学関連
研究機関東北大学

研究代表者

宮澤 健  東北大学, 工学研究科, 助教 (00733726)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード核融合炉材料 / 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
研究成果の概要

原子炉による中性子照射実験に加えて加速器によるイオン照射実験を相補的に取り入れることで、核融合炉ダイバータ候補材料として期待されているタングステン(W)及び先進W合金の耐照射特性を評価し、核融合ダイバータ設計に資する工学的知見を得るとともに、先進W合金の応用はダイバータの構造強度健全性の向上と設計と運転条件の裕度を拡大させることができ、ダイバータ機器のより長期間の運用が期待できることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

「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。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] オークリッジ国立研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] オークリッジ国立研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] オークリッジ国立研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Effect of tantalum addition on the tensile properties of V-Ta-4Cr-4Ti quaternary alloys2021

    • 著者名/発表者名
      Miyazawa Takeshi、Hishinuma Yoshimitsu、Nagasaka Takuya、Muroga Takeo
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 165 ページ: 112191-112191

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2020.112191

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tensile properties of powder-metallurgical-processed tungsten alloys after neutron irradiation near recrystallization temperatures2020

    • 著者名/発表者名
      Miyazawa Takeshi、Garrison Lauren M.、Geringer Josina W.、Echols John R.、Fukuda Makoto、Katoh Yutai、Hinoki Tatsuya、Hasegawa Akira
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 542 ページ: 152505-152505

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2020.152505

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Neutron irradiation effects on the mechanical properties of powder metallurgical processed tungsten alloys2020

    • 著者名/発表者名
      Miyazawa Takeshi、Garrison Lauren M.、Geringer Josina W.、Fukuda Makoto、Katoh Yutai、Hinoki Tatsuya、Hasegawa Akira
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 529 ページ: 151910-151910

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2019.151910

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      宮澤 健,松井 賢斗,野上 修平,長谷川 晃
    • 学会等名
      日本原子力学会2021年春の年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      宮澤健、佐藤祐輔、羅杜、野上修平、長谷川晃
    • 学会等名
      日本金属学会第166回講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] タングステン-レニウム合金の微細組織発達に及ぼすイオン照射による影響2019

    • 著者名/発表者名
      西村星耶、宮澤健、三輪 美沙子、兪周炫、安堂正己、谷川博康、野上修平、長谷川晃
    • 学会等名
      第36回 プラズマ・核融合学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Neutron Irradiation Effects on Mechanical Properties of Tungsten Alloys2019

    • 著者名/発表者名
      T. Miyazawa, L. M. Garrison, J.W. Geringer, J.R. Echols, M. Fukuda, Y. Katoh, T. Hinoki and A. Hasegawa
    • 学会等名
      The Nineteenth International Conference on Fusion Reactor Materials
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      宮澤健、L. M. Garrison、J.W. Geringer、福田誠、加藤雄大、檜木達也、長谷川晃
    • 学会等名
      第36回プラズマ・核融合学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      宮澤健、L. M. Garrison、J.W. Geringer、福田誠、加藤雄大、檜木達也、長谷川晃
    • 学会等名
      日本金属学会第165回講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Tensile behaviour of tungsten materials irradiated with a thermal neutron shield2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Miyazawa, Lauren M. Garrison, Yutai Katoh, Tatsuya Hinoki and Akira Hasegawa
    • 学会等名
      Fifth International Workshop on Structural Material for Innovative Nuclear Systems
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Proton irradiation effects on the microstructural development of tungsten2019

    • 著者名/発表者名
      Seiya Nishimura, Shuhei Oizumi, Takeshi Miyazawa, Suhei Nogami and Akira Hasegawa
    • 学会等名
      Fifth International Workshop on Structural Material for Innovative Nuclear Systems
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      宮澤健, Lauren M. Garrison, 加藤雄大, 檜木達也, 長谷川晃
    • 学会等名
      日本原子力学会2019年春の年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      西村 星耶, 大泉 周平, 宮澤 健, 野上 修平, 長谷川 晃
    • 学会等名
      日本原子力学会2019年春の年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      日本原子力学会2019年春の年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      大泉周平、宮澤健、野上修平、長谷川晃、安堂正己、谷川博康
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第35回年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      宮澤健、Lauren M. Garrison、加藤雄大、檜木達也、長谷川晃
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第35回年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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