事故耐性ハイブリッドセラミックスの創成

• 研究課題/領域番号: 23K25853
• 補助金の研究課題番号: 23H01156 (2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分14020:核融合学関連
• 研究機関: 核融合科学研究所 (2024); 京都大学 (2023)
• 研究代表者: 向井 啓祐 核融合科学研究所, 研究部, 准教授 (70807700)
• 研究分担者: 金 宰煥 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 六ヶ所フュージョンエネルギー研究所 ブランケット研究開発部, 上席研究員 (80613611)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2026年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2025年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2024年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2023年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
• キーワード: セラミックス / 事故耐性 / 核融合 / ブランケット / 水素発生 / 材料化学 / 第一原理計算

研究開始時の研究の概要

核融合炉の増殖ブランケットは燃料生産と熱の回収を担う重要機器であり、ベリリウム化合物によって中性子を増倍し、リチウム化合物によって燃料生産を行う。中性子増倍材であるベリリウム金属は事故時の水蒸気酸化により水素を発生する可能性がある。この水素発生反応を抑制するために金属間化合物化による水素発生量低減の研究がなされてきたが、冷却水損失事故発生時の水素発生に対する根本的な解決には至っていない。本研究では、材料探索と高温特性試験により、事故耐性の高いハイブリッドセラミックス材料を製造する。自己自給性を満たす最適構造を明らかにし、固有の安全性を持つ新しいブランケットの設計指針を示す。