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2004 年度 実績報告書

低放射化バナジウム合金による核融合炉ブランケット部材の製作要素技術開発

研究課題

研究課題/領域番号 14380223
研究機関核融合科学研究所

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)

研究分担者 長坂 琢也  核融合科学研究所, 炉工学研究センター, 助教授 (40311203)
田中 照也  核融合科学研究所, 炉工学研究センター, 助手 (30353444)
キーワードバナジウム合金 / 核融合ブランケット / 製作技術 / セラミックス表面被覆 / レーザー溶接
研究概要

液体リチウムブランケットのMHD圧力損失低減のためのバナジウム合金への酸化エルビウム被覆法の開発と評価を進めた。昨年度までに製作した、スパッタ被覆装置(共同利用設備)などを用いたV-4Cr-4Ti試料への酸化エルビウムへ被覆材について、高温液体リチウムへの高温長期浸漬試験を行い、700℃、1000時間まで安定であることが分かった。これは、当面の核融合ブランケットでの要求を満たすものである。ただし、被覆製作時の基板温度が十分高くないときは、被覆の結晶性が低下し、リチウム中の安定性も低下することが分かった。昨年度手法の実証を行った酸化エルビウムその場被覆は、高温でも十分な抵抗を示すことがわかり、MHD絶縁被覆としての有効性が確かめられた。
V-4Cr-4Ti合金の管材製作と、高圧ヘリウム封入による内圧管クリープ試験片の製作技術開発を行った。管材の品質向上により、クリープ試験の精度も大幅に向上した。製作した試験片を用いて、真空中および液体リチウム中の熱クリープ速度の測定を行った。その結果、液体リチウム中では、真空中に比べ5-10倍変形速度が上昇することが分かった。試料の化学分析を行った結果、バナジウム合金から液体リチウムへ酸素が流出していることが分かり、これがクリープ速度の上昇をもたらしていると解釈された。液体リチウムへの酸素の流出は、加工熱処理条件の変更により酸素を析出中に閉じ込めることにより抑制できるので、液体リチウム環境で強度を保つ熱処理の最適化が必要であることが分かった。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (3件)

  • [雑誌論文] Behavior of Oxygen in Fusion Candidate Vanadium Alloys during Oxidation and Annealing2005

    • 著者名/発表者名
      姚 振宇
    • 雑誌名

      Materials Science Forum 475-479

      ページ: 1445-1448

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Improvement of Vanadium Alloys by Precipitate Control for Structural Components of Fusion Reactors2005

    • 著者名/発表者名
      室賀健夫
    • 雑誌名

      Materials Science Forum 475-479

      ページ: 1449-1454

  • [雑誌論文] Impact properties of NIFS-HEAT-2 (V-4Cr-4Ti) after YAG laser welding and neutron irradiation at 563 K2004

    • 著者名/発表者名
      長坂琢也
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials 329-333

      ページ: 1539-1543

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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