Interlaminar shear properties of composite insulation systems for fusion magnets at cryogenic temperatures

核融合炉用超電導コイルの複合材電気絶縁システムの極低温下での層間せん断強度特性

進藤 裕英*; 竹田 智*; 成田 史生*; 三浦 正哉*; 渡邉 慎也*; 小泉 徳潔; 出崎 亮; 奥野 清

Shindo, Yasuhide*; Takeda, Tomo*; Narita, Fumio*; Miura, Masaya*; Watanabe, Shinya*; Koizumi, Norikiyo; Idesaki, Akira; Okuno, Kiyoshi

ITER-TFコイル用の複合材電気絶縁システムの層間せん断強度を常温,77K,4Kにて評価した。試験サンプルは、耐放射線性の観点から含浸樹脂の候補と期待されている3種類の樹脂(2種類のエポキシ(EP)樹脂と、EP樹脂とシアネート・エステル(CE)樹脂の混合樹脂)を用いたものである。試験サンプルには、30MGyまでの線照射も行い、層間せん断強度の耐放射線性も評価した。試験の結果、EPとCEの混合樹脂が耐放射線性に優れていることがわかり、ITER-TFコイルの照射線量(約10MGy)では、本樹脂を採用することが望ましいことがわかった。

This paper reports the cryogenic interlaminar shear properties of composite insulation systems for the superconducting magnet coils in the International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER). Short beam shear tests were performed at room temperature, liquid nitrogen temperature (77 K) and liquid helium temperature (4 K) on three insulation systems consisting of woven glass fiber reinforced plastic (GFRP) composites with different polymer resins and polyimide films, and the dependence of their apparent interlaminar shear strength on the temperature and the polymer resins was discussed. A detailed observation of failed specimens was made to verify the failure mechanisms. Insulation systems subjected to irradiation at room temperature were also considered, and the effect of irradiation on the cryogenic interlaminar shear properties was examined.