ELMによるタングステンダイバータ板損傷の基礎過程の解明と材料の最適化

2008 年度 自己評価報告書

• 研究課題/領域番号: 18360443
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 徳永 和俊 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (40227583)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2009
• キーワード: プラズマ・核融合 / タングステン / 高熱負荷 / 水素同位体 / ヘリウム

研究概要

本研究では、核融合炉実験装置のタングステンダイバータ板に関して、以下の点について調べる。
(1) 国際熱核融合炉(ITER)のELM時のダイバータ熱負荷を模擬し、周期的なパルス高熱負荷を受けた際に発生するタングステンの損傷・損耗及びダスト・不純物発生、注入水素同位体の再放出挙動を明らかにする。
(2) パルス熱損傷に対する水素同位体・ヘリウム(He)注入効果について明らかにする。
(3) ELM時の負荷によるタングステンの耐損傷特性を、製造方法、加工度、組織の異なるタングステン材に対し評価を行うことにより、その依存性やさらに損傷メカニズムを明らかにし、ダイバータアーマ材としてのタングステン材を最適化する。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of helium implantation on damage during pulsed high heat loading of tungsten (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Tokunaga, T.Fujiwara, K.Ezato, S.Suzuki, M.Akiba, N.Yoshida
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials Vol.367 ページ: 812-816
  • 査読あり
• [雑誌論文] Behavior of actively cooled mock-ups with plasma sprayed tungsten coating under high heat flux conditions (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Tokunaga, Y. Kubota, N. Noda, Y. Imamura, A. Kurumada, N. Yoshida, T. Sogabe, T. Kato, B. Schedlerm
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design Vol.81 ページ: 133-138
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of high heat flux hydrogen and helium mixture beam irradiation on surface modification and hydrogen retention in tungsten materials
  • 著者名/発表者名: K. Tokunaga, T. Fujiwara, K. Ezato, S. Suzuki, M. Akiba, H. Kurishita, S.Nagata, B. Tsuchiya, A. Tonegawa, N. Yoshida
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of thick plasma spray tungsten coating on ferritic/martensitic steel F82H for high heat flux armor
  • 著者名/発表者名: Y. Yahiro, M. Mitsuhara,K. Tokunaga, N. Yoshida,T. Hirai, K. Ezato, S. Suzuki, M. Akiba, H. Nakashima
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] タングステン材料の高熱流束水素・ヘリウム混合ビーム照射実験 (2007)
  • 著者名/発表者名: 徳永和俊、藤原 正、吉田直亮、江里幸一郎、鈴木哲、秋場真人
  • 学会等名: 日本原子力学会「2007年秋の大会」
  • 発表場所: 北九州市
  • 年月日: 2007-09-27