研究課題
基盤研究(C)
本研究では、等方性黒鉛及び炭素繊維複合材料(CFC)にタングステン(W)を被覆した材料に対し、被覆Wと炭素材の界面における中間材の最適化、プラズマ照射による表面損傷、冷却管付きのモックアップの熱挙動に関して以下の3点について調べた。(a)被覆Wと炭T素材との界面おける中間材の炭素拡散バリア機構(b)低エネルギー・高密度水素同位体及びヘリウムプラズマ照射による損傷(c)熱挙動に関して有限要素法による熱計算を行い、冷却水への熱伝達挙動も含めた機器としての性能PVDで作製した多層Re/W中間材における炭素の拡散バリア機構については、温度及び時間の関数として、その性能が維持する領域を明らかにした。使用温度域によっては、中間材の厚み、構造等を最適化することによりさらに性能を向上させることが可能であることが明らかとなった。低エネルギー重水素及びヘリウム照射では、重水素照射の場合、ブリスターの形成挙動及び重水素保持特性が粉末焼結タングステン、単結晶タングステンと異なり、製造方法、組織等が影響を及ぼすことが明らかとなった。ヘリウム照射の場合は、この組織等の影響は少なく、照射条件により、表面か黒色化する現象が観察された。また、タングステン被覆炭素材を冷却管付きの無酸素銅に冶金的に接合し強制冷却下での熱挙動を熱計算結果と比較し、その性能を評価した。これにより、実機プラズマ装置において使用する場合の使用熱負荷条件等が明らかとなった。
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