Key achievements in elementary R&D on water-cooled solid breeder blanket for ITER test blanket module in JAERI

原研におけるITER用水冷固体増殖式テストブランケット・モジュールの要素技術開発に関する主要な成果

鈴木 哲; 榎枝 幹男; 秦野 歳久; 廣瀬 貴規; 林 君夫; 谷川 尚; 落合 謙太郎; 西谷 健夫; 飛田 健次; 秋場 真人

Suzuki, Satoshi; Enoeda, Mikio; Hatano, Toshihisa; Hirose, Takanori; Hayashi, Kimio; Tanigawa, Hisashi; Ochiai, Kentaro; Nishitani, Takeo; Tobita, Kenji; Akiba, Masato

原研におけるITER用水冷固体増殖方式テストブランケット・モジュール(TBM)に関する要素技術開発の最新の成果について報告する。TBMの製作技術開発に関しては、低放射化フェライト鋼F82HのHIP成型時の結晶粒の粗大化対策として成形後の熱処理法を改善し、1150Cでの均質化後に930Cで焼きならしを行うことによって十分な細粒を得ることができた。第1壁アーマ接合技術開発に関しては、F82H基板にタングステンアーマを固相接合法の1つである熱間単軸圧縮を適用することにより、直接接合可能なことを明らかにした。また、F82H製第1壁試験体の熱疲労試験を行い、ITERダイバータと同様の疲労寿命評価法が適用可能であることを示した。一方、増殖材開発に関しては、LiTiOペブルの圧縮荷重下における有効熱伝導率測定装置を開発し、その測定を実施した。原研におけるTBM開発は上記のような要素的な研究開発の進捗により、製作技術開発や設計データの取得が完了し、今後、工学規模の技術開発を展開する段階に到達した。

This paper presents significant progress in R&D of key technologies on the water-cooled solid breeder blanket for the ITER-TBM in JAERI. By the improvement of heat treatment process for blanket module fabrication, a fine-grained microstructure of F82H, can be obtained by homogenizing it at 1150 C followed by normalizing at 930 C after the HIP process. Moreover, a promising bonding process for a tungsten armor and an F82H structural material was developed by using a uniaxial hot compression without any artificial compliant layer. Also, it has been confirmed that a fatigue lifetime correlation, which was developed for ITER divertor, can be applicable for F82H first wall mock-up. As for R&D on a breeder material, LiTiO, the effect of compression loads on thermal conductivity of pebble beds has been clarified. JAERI have extensively developed key technologies for ITER-TBM, and now steps up into an engineering R&D stage, where integrated performance of TBM structures will be demonstrated by scalable mock-ups.