| 研究課題/領域番号 |
18360442
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
上田 良夫 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (30193816)
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| 研究分担者 |
大塚 裕介 大阪大学, 大学院工学研究科, 助手 (70294048)
西川 雅弘 大阪大学, 大学院工学研究科, 特任教授 (50029287)
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| キーワード | Nd / YAGレーザー / タングステン / 間欠的熱負荷 / プラズマ対向壁材料 / ELM |
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| 研究概要 |
トカマク型核融合プラズマ閉じ込め装置において、ELM(エルム)を呼ばれる間欠的にプラズマ対向壁材料に熱負荷が与えられる現象がある。特に、TYPE-I ELMと呼ばれる現象では、ITERにおいてはタングステン材料を溶融させる熱負荷が予想され、その影響を軽減することがプラズマ制御に求められている。しかしながら、たとえ表面温度が融点以下であっても、材料は膨張と収縮を繰り返し、熱疲労により破壊される可能性がある。表面が熱疲労による損傷を受けない熱負荷レベルを明らかにしておくことは大変に重要である。
本研究では、Nd/YAGレーザーを用いて、タングステンなどのプラズマ対向壁材料に繰り返し熱負荷を与え、熱負荷、繰り返し回数と表面形状の関係を実験的に明らかにする。通常、Nd/YAGレーザーは、Qスイッチモードで運転し、パルス幅は、10ns程度であるが、これではELMのパルス幅(0.1-1.0ms)に比べて短すぎるため、本研究ではQスイッチをはずして、いわゆるフリーランモード(マルチパルスモード)にて運転を行う。これにより、実効的パルス幅を0.1ms程度に延ばし、ELMと同等の熱負荷条件を与えられる様にした。今年度は、レーザーの購入と、光学系の整備を行い、真空中で600℃まで加熱した試料に対して、10Hzで繰り返し照射を行えるシステムを製作した。鏡面研磨してタングステンに対して、基本波(1.06μm)を照射し、エネルギー吸収率を測定したところ、約30%であることが分かった。
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