Change in properties of superconducting magnet materials by fusion neutron irradiation

核融合中性子照射による超伝導磁石材料の特性変化

西村 新*; 西嶋 茂宏*; 竹内 孝夫*; 西谷 健夫

Nishimura, Arata*; Nishijima, Shigehiro*; Takeuchi, Takao*; Nishitani, Takeo

最近の核融合炉関連研究において、プラズマ真空容器外へのポートからの中性子ストリーミングやブランケット及び遮蔽体からの中性子透過が指摘されている。よって、超伝導磁石システムは高エネルギー粒子場にさらされる可能性がある。本研究では、超伝導磁石材料に対する照射効果を評価するために、極低温照射システムを構築し、FNS/JAEAにおいて実験を行った。GM冷凍機を用いてNbSn, NbAl及びCuワイアーを4.5Kまで冷却し、極低温下で14MeV中性子を照射した。照射後、電気抵抗と臨界温度の変化を計測した。同時に、クライオスタットの外側ではGFRPと関連するその他センサーの照射実験も行い、照射後に材料特性の変化を調べた。

Recent researches on fusion reactor show neutron streaming from ports to outside of plasma vacuum vessels and neutron penetration through blanket and a neutron shielding structure. Therefore, superconducting magnet system in a fusion reactor will be irradiated by high energy particles. To evaluate the irradiation effect of fusion neutron on the superconducting magnet materials, a cryo-target system was constructed and installed at FNS/JAEA. The NbSn, NbAl samples and copper wires were cooled down to 4.5 K by a GM refrigerator and irradiation tests by 14 MeV neutron at cryogenic temperature were carried out. Change in electric resistance and critical temperatures were measured after irradiation. On the outside of the cryostat, GFRP and other sensors were arranged and irradiated at the same time. After the irradiation, the properties of those materials were investigated and the difference was discussed.