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R&D activities on manufacturing plasma-facing unit for prototype of ITER divertor outer target in JADA

JADAにおけるITERダイバータ外側ターゲット・プロトタイプ用プラズマ対向ユニット製作における研究開発

江里 幸一郎; 鈴木 哲; 関 洋治; 西 宏; 毛利 憲介; 榎枝 幹男

Ezato, Koichiro; Suzuki, Satoshi; Seki, Yohji; Nishi, Hiroshi; Mori, Kensuke; Enoeda, Mikio

ITER建設に向け、原子力機構ではITER用ダイバータ外側垂直ターゲット製作に向けた技術開発を進めている。本報では、実機長プロトタイプの製作に向けた炭素系材料(CFC)製モノブロックと銅合金CuCrZr製冷却管の接合技術開発及び加熱試験の結果に関して最近の成果を報告する。接合試験によりCFCモノブロック接合の欠陥発生要因を明らかにするともに、それを改善する方法として、従来のCFCとCuCrZrの間の緩衝材として採用されていた無酸素銅の代わりに、Cu-W材を使用することにより接合欠陥発生が抑制されることを示した。さらに、同材料を緩衝材として製作したダイバータ試験体に対する20MW/m$$^{2}$$・10秒の繰り返し加熱試験の結果、1,000サイクル後においても除熱性能の劣化は観察されなかった。これらの結果により、CFCタイルとCuCrZr管の接合成功率の向上には、Cu-W緩衝材の適用が有効であることを実証し、Cu-W緩衝層を使用した接合方法が正式にITER機構に認められた。

Toward the ITER construction, JADA push forward the technology development for outer vertical target for ITER divertor. In this report, resent results on joining technology development between Carbon-based material (CFC) monoblocks and Cu-alloy (CuCrZr) cooling tube and heating test for full-scale divertor prototype are summarized. Joint test reveals cause of defects occurred in the CFC monoblock joint and Improvement on this joint is realized by using Cu-W material as a buffer layer between CFC and CuCrZr instead of conventional soft Cu layer. The joint with Cu-W layer can suppress joint defect in the CFC monoblocks. Furthermore, as a result of repetitive heating test at 20 MW/m$$^{2}$$ in 10 s for 1,000 cycles on the CFC monoblock divertor mock-up with Cu-W buffer layer, the deterioration of heat removal was not observed.

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