| 研究課題/領域番号 |
21H01069
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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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| 審査区分 |
小区分14020:核融合学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
平野 耕一郎 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 研究副主幹 (30446463)
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| 研究分担者 |
江里 幸一郎 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 那珂研究所 ITERプロジェクト部, グループリーダー (30354624)
徳永 和俊 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (40227583)
福田 誠 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 那珂研究所 ITERプロジェクト部, 主任研究員 (70757666)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | ビームターゲット / ビーム照射試験 / ダイバータ / タングステン / ビーム照射 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
国際熱核融合実験炉（ITER）のダイバータには、タングステンが使用される。負水素イオンビームエネルギー3 MeVの加速器を使用したタングステンの照射試験における温度変化は、ITERのELM崩壊と回復が繰り返されることによって生じる温度変化に似ている。そこで、大電流密度ビームの多重照射試験により、ITER用タングステンの熱疲労や水素脆化による影響を明らかにして、破壊現象を評価する。さらに、負水素イオンビームを照射しても割れない粘りのある高靭性タングステン材料を開発し、加速器のビームターゲットに利用する。
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| 研究成果の概要 |
イーターグレードタングステン試料、カリウムをドープさせた試料及び再結晶させた試料について、最大エネルギー流速0.64MJ/m2及び繰り返し５Hzを有する短パルス水素負イオンビームを照射し、多重照射による試料の損傷について評価した。これらの試料の表面及び断面の観察並びに分析を行った。表面の亀裂は結晶粒界に沿って網目状に発生し、断面の亀裂も結晶粒界に沿って進展していることが分かった。また、試料の違いによる亀裂の違いを明らかにした。
更に、このような亀裂を克服するため、TiCをタングステンの結晶粒界に析出させ、結晶粒の結合の強化を行った高靭性タングステン材料の試作を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ITER用タングステン材料の基礎的なデータを取得することにより、ITERダイバータやビームターゲットの寿命評価を行うことができる。国外研究所のCERNでも、熱負荷10 MW/m2以上に耐久するターゲット材料が熱望されており、高靭性タングステン材料はダイバータの材料の他、国内外の大強度ビームのターゲット材料として、幅広い利用が期待される。
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