Irradiation effect of D-T neutron on superconducting magnet materials for fusion

DT核融合中性子照射による核融合炉超伝導磁石材料への影響

西村 新*; 菱沼 良光*; 妹尾 和威*; 田中 照也*; 室賀 健夫*; 西嶋 茂宏*; 片桐 一宗*; 竹内 孝夫*; 進藤 裕英*; 落合 謙太郎; 西谷 健夫; 奥野 清

Nishimura, Arata*; Hishinuma, Yoshimitsu*; Seo, Kazutaka*; Tanaka, Teruya*; Muroga, Takeo*; Nishijima, Shigehiro*; Katagiri, Kazumune*; Takeuchi, Takao*; Shindo, Yasuhide*; Ochiai, Kentaro; Nishitani, Takeo; Okuno, Kiyoshi

燃焼プラズマ核融合装置では強い磁場強度と燃焼プラズマを維持するための超伝導磁石システムが利用される。この核融合装置ではプラズマを高温にするためにNBIや電子サイクロトロン共鳴装置等の加熱装置が大型ポートに設置される。そのため超伝導磁石冷却用のクライオスタットがDT核融合中性子に曝され、超電導材料にダメージを与えることが懸念される。中性子照射による候補超伝導材料の劣化特性メカニズムを検証及び照射による超伝導材料への効果のデータを構築するために、日本原子力研究開発機構の核融合中性子源FNSによる超伝導材料照射実験を行いその照射影響を調べた。その結果、中性子照射による臨界温度の低下が観測されたものの、ITERクラスでは問題とならないことを確認した。

A fusion device which creates burning plasma will be equipped with a superconducting magnet system to provide strong magnetic field and maintain the burning plasma. The fusion device also will have plasma heating devices such as neutral beam injectors and electron cyclotron systems. Since these systems need several ports to carry in the energy into plasma, the fusion device has large ports connecting to the systems locates in outside of cryostat. Through these ports, D-T neutron will come out of the burning plasma and damage the surrounding materials. The superconducting magnets also will be irradiated by the streaming neutron. To investigate mechanisms of degradation of superconducting properties, and to construct database of irradiation effect on superconducting magnet materials, a cryogenic target system has been install in Fusion Neutronics Source (FNS) at Japan Atomic Energy Agency (JAEA). The irradiation tests with D-T neutron have been carried out three times and some irradiation effects on superconducting magnet materials are clarified. In this paper, the present status of the cryogenic target system and some irradiation test results will be summarized and presented.