| 研究課題/領域番号 |
22560823
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| 研究機関 | 核融合科学研究所 |
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研究代表者 |
長坂 琢也 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (40311203)
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| 研究分担者 |
室賀 健夫 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (60174322)
四竈 樹男 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30196365)
野上 修平 東北大学, 工学研究科, 准教授 (00431528)
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| キーワード | 液体ブランケット / バナジウム合金 / フェライト鋼 |
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| 研究概要 |
本研究では、低放射化材料と一般原子炉材料の異種溶接継手を試作し、異種溶接部の機械特性、微細組織及び、基本的な照射特性と腐食特性を明らかにすることを目的とする。
フェライト鋼-316Lステンレス鋼継手前年度の成果として、電子ビーム照射位置を0.2mm、316Lステンレス鋼側にシフトさせ、さらに適当な溶接後熱処理で軟化させれば、フェライト鋼毎材並みの衝撃特性を得られることが明らかとなっている。今年度はその成果を踏まえて、同じ条件で電子ビーム溶接を行って照射試料を作製し、照射試験をした。溶接部の照射硬化は母材316Lステンレス鋼と同程度であり、溶接部における照射硬化、照射脆化の促進は無いことが示唆された。
一方、腐食試験においては、液体増殖材である液体リチウム中で、まず共金溶接継手で700℃×100hrの浸漬試験を行った。衝撃試験を行ったところ、リチウム浸漬による衝撃エネルギーの低下は確認されなかった。
純バナジウム-316Lステンレス鋼継手においては、接合後の600℃×1hrの熱負荷でNiV及びFe-Vの金属間化合物が生成して接合部が著しく硬化することが明らかとなった。よって、継手の使用限界は600℃以下にあるこどを明らかにした。核融合炉での使用温度を600℃以上と想定した場合、金属間化合物生成量を抑えるために、溶接ではなく拡散接合をするか、金属間化合物のうち、Fe-Vによるものを抑えるために316Lステンレス鋼の代わりにNi系合金を使用することなどについて検討した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
核融合炉で使用が想定される異材接合として、フェライト鋼-316Lステンレス鋼、バナジウム合金-316Lステンレス鋼を検討し、少なくとも前者については電子ビームの溶接における最適な溶接条件を求め、また照射硬化も316Lステンレス鋼母材と比較して大きくないことを明らかにして、異材溶接継手開発の見通しを得た。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究をまとめるために必要な追加試験を行ったうえで、成果を国際会議「第27回核融合工学シンポジウム」で発表する。そこでの議論及び各国研究者からのコメントを踏まえて研究をまとめる。
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