Heat treatment for CuCrZr cooling tubes for JT-60SA monoblock-type divertor targets

JT-60SAモノブロックダイバータターゲットのCuCrZr冷却管の熱処理

東島 智; 櫻井 真治; 逆井 章

Higashijima, Satoru; Sakurai, Shinji; Sakasai, Akira

JT-60SAダイバータは、100秒間,最大熱流束15MW/mを受ける。原子力機構はJT-60SAに向けモノブロック型CFCダイバータターゲットを開発してきた。ターゲットの製作歩留りを上げるためには、CuCrZr冷却管の熱膨張・収縮によるCFCの割れを抑える必要がある。CuCrZrの特性はその熱処理に強く依存し、ターゲットはロウ付け,溶体化処理,時効処理といった製作過程において熱処理される。CuCrZr試験片をターゲットと一緒に熱処理したところ、試験片の強度及び硬さは800C付近の急冷速度が0.65C/sと1.5C/sではほぼ同様であった。これより、遅い急冷速度が許容できることがわかり、試作したモックアップの少なくとも半数が15MW/mの高熱流束を除去できる性能を有するに至った。

JT-60SA divertor has to receive the maximum heat flux of 15 MW/m for 100 s, and JAEA have developed the monoblock-type CFC divertor target for JT-60SA. For boosting the production yield of the target, CFC cracking due to thermal expansion and contraction of the CuCrZr cooling tube should be suppressed. CuCrZr characteristics strongly depend on the heat treatment, and the target is heat-treated on the manufacturing process of brazing, solution treatment, and annealing. CuCrZr test specimens were heat-treated with the targets, and the strength and the hardness of the specimens were almost the same in the case of the quenching rates of 0.65 C/s and 1.5 C/s around 800 C. It is clarified that the slower quenching rate is acceptable, and the half of the mock-ups at least removed high heat flux of 15 MW/m as required without the CFC cracking.