Progress of ITER full tungsten divertor technology qualification in Japan

原子力機構におけるフル・タングステンITERダイバータ外側垂直ターゲットの開発状況

江里 幸一郎; 鈴木 哲; 関 洋治; 毛利 憲介; 横山 堅二; Escourbiac, F.*; 平井 武志*; Kuznetsov, V.*

Ezato, Koichiro; Suzuki, Satoshi; Seki, Yohji; Mori, Kensuke; Yokoyama, Kenji; Escourbiac, F.*; Hirai, Takeshi*; Kuznetsov, V.*

原子力機構において、現在進められているフル・タングステンITER用垂直ターゲット、特に20MW/mの繰り返し高熱負荷に耐える必要があるプラズマ対向機器の開発を進め、フル・タングステンITERダイバータに十分な接合技術の健全性を実証することに成功した。接合技術の開発において、Wモノブロックとその支持構造体への取り付け支持脚の接合部の引張荷重試験を実施し、ITERダイバータの要求値の3倍以上である20kNの荷重に耐えることを確認した。また、6体の小型試験体を製作し、Wタイル接合部および冷却管の耐久性を確認するため、10および20MW/mにおける繰り返し熱負荷条件で試験を行った結果、全ての試験体がWタイルの剥離や冷却管からの水漏れを生ずることなく10MW/m・5000サイクルおよび20MW/m・1000サイクルに耐えた。この20MW/mのサイクル数はITERダイバータへの要求値の3倍以上である。

Japan Atomic Energy Agency (JAEA) is now devoting to development of Full-W ITER divertor outer vertical target (OVT), especially, PFU that needs to withstand the repetitive heat load as high as 20MW/m. JAEA have succeeded in demonstrating that the soundness of a bonding technology is sufficient for the full-W ITER divertor. For the development of bonding technology, the load carrying capability test on the W monoblock with a leg attachment to an OVT support structure was carried out and shows that the attachment can withstand against the uniaxial load more than 20 kN which is three times higher than the IO requirement. JAEA manufactured 6 small-scale mock-ups and tested under the repetitive heat load of 10 and 20 MW/m to examine the durability of the divertor structure including W tile bonding and the cooling tube. All of the mock-ups could survived 5000 cycles at 10 MW/m and 1000 cycles 20 MW/m with no failure such as debonding of the W tile and water leak from the cooling tube. The number of cycles at 20 MW/m is three times longer than the requirement of ITER divertor.