核融合炉材料開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13107202
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 室賀 健夫 核融合科学研究所, 炉工学研究センター, 教授 (60174322)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺井 隆幸 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90175472) ; 鈴木 晶大 核融合科学研究所, 炉工学研究センター, 助手 (80332188) ; 長坂 琢也 核融合科学研究所, 炉工学研究センター, 助手 (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)
• Keywords: 核融合炉材料 / 被覆 / ブランケット / トリチウム透過 / 絶縁皮膜

Research Abstract

核融合炉材料は、その表面に被覆を施すことにより機能を高めることが検討されている。必要な機能はブランケットの形式により様々であるが、トリチウム透過防止障壁、腐食防止、MHD絶縁被覆などがある。本研究では、核融合科学研究所、東京大学、マックスプランクプラズマ物理研究所の協力で、大面積、高速度でトリチウム透過防止障壁被覆およびMHD絶縁被覆を行う手法を開発し、核融合ブランケット構造材料での適用性の評価を行うことを目的とした。昨年度は核融合科学研究所で開発製作した高純度低放射化バナジウム合金(NIFS-HEAT-2)の上に、トリチウム透過障壁用酸化アルミニウム被覆をマックスプランクプラズマ物理研究所のアークスパッタ成膜装置を用いて行ったが、本年度は酸化物絶縁体であるEr2O3の被覆を行なった。成膜においては、形成速度が最大になるように、最適条件を見出した。得られた被覆材をマックスプランクプラズマ物理研究所、東京大学、核融合科学研究所で評価した。その結果、Er、O以外の不純物がほとんど存在しないこと、バルクと同じ結晶性を有することなどが明らかになった。また、東京大学に置いて、RFスパッタ装置を用いて、Er2O3被覆の製作を行ない、製作法による構造の違いを比較した。これらの被覆の絶縁性、液体Li中の安定性、温度サイクルによる健全性を評価し、500℃付近までの安定な特性を確認した。今後より高温までの特性の確認と海面構造、皮膜内微細構造の評価を行なう予定である。

Research Products

• [Publications] 室賀健夫: "Vanadium alloys-overview and recent results"Journal of Nuclear Materials. 307-311. 547-554 (2002)
• [Publications] 鈴木晶大, F.Koch, H.Meier, 西村英俊, 室賀健夫: "Fabrication of ceramic coating on NIFS-HEAT by Arc-source Plasma-assisted Deposition Method for fusion blanket application"J. Plasma Fusion Res. SERIES. 5. 551-555 (2002)