| 研究課題/領域番号 |
13107202
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| 研究機関 | 文部科学省核融合科学研究所 |
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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 |
田中 照也 核融合科学研究所, 炉工学研究センター, 助手 (30353444)
鈴木 晶大 核融合科学研究所, 炉工学研究センター, 助手 (80332188)
長坂 琢也 核融合科学研究所, 炉工学研究センター, 助手 (40311203)
寺井 隆幸 東京大学, 工学研究科, 教授 (90175472)
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| キーワード | 核融合炉材料 / 被覆 / ブランケット / トリチウム透過 / 絶縁皮膜 |
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| 研究概要 |
核融合炉材料は、その表面に被覆を施すことにより、トリチウム透過防止障壁、腐食防止、MHD絶縁などの機能を付加する事が可能になる。本研究では、核融合科学研究所、東京大学、マックスプランクプラズマ物理研究所の協力で、大面積、高速度でトリチウム透過防止障壁被覆およびMHD絶縁被覆を行う手法を開発し、核融合ブランケット構造材料での適用性の評価を行うことを目的とした。平成13年度は核融合科学研究所で開発製作した高純度低放射化バナジウム合金(NIFS-HEAT-2)の上に、トリチウム透過障壁用酸化アルミニウム被覆をマックスプランクプラズマ物理研究所のアークプラズマ成膜装置を用いて行い、平成14年度は酸化物絶縁体であるEr203の被覆を行ない、形成速度が最大になるように、最適条件を見出した。平成15年度はEr203の被覆を中心に、構造とリチウム耐食性をマックスプランクプラズマ物理研究所、東京大学、核融合科学研究所で評価した。その結果、成膜時の基板温度を500℃以上に上げると、得られた被覆の結晶性が高く、500℃でリチウム浸漬しても腐食はほとんど見られなかった。また、基板温度が室温でも成膜後600℃でアニールすると同様な結晶性とリチウム耐食性を示した。一方、基板温度が室温のままでは、結晶性が低く500℃液体リチウム浸漬で大きな腐食が生じる事が分かった。このように高温基板温度あるいはアニールによる結晶化が重要である事が分かった。しかし、基板温度が高温でも膜厚が数ミクロンになると、昇温、冷却の繰り返しで膜が剥離する事が分かり、温度変動に対しての安定性を保つためには、被覆厚さを大きくしないほうが良いことが明かになった。
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