国際熱核融合実験炉(ITER)プロジェクトの超伝導コイルにおける溶接技術

Welding technology in superconductive coil of international thermonuclear experimental reactor (ITER) project

高野 克敏

Takano, Katsutoshi

原子力機構は、ITER計画における日本の国内機関として、9個のTFコイル、19個のTFコイル構造物の製作を担当している。これら超伝導コイルに使用される材料は、高磁界及び絶対温度4K(-269C)という特殊な環境下で使用されるため、母材部,溶接部ともに非磁性で高強度・高靱性を併せ持つ材料特性が求められる。そのため、材料は、完全オーステナイト・ステンレス鋼が使用されるが、溶接による割れ感受性が高く、健全な溶接品質を保つためには、高度な溶接技術が求められる。原子力機構は、材料の化学成分、溶接条件の最適化を実施し、試作試験を行った結果、母材部,溶接部ともに要求を満足する材料特性が得られるとともに、健全な溶接品質を確保することに成功した。現在、これらの成果を基に、実機超伝導コイルの製作が進められている。

Japan Atomic Energy Agency in Japan is responsible for 9 TF coils, 19 TF coil structures, 25% of TF conductors and all CS conductors as a Japanese domestic agency in the ITER project. To apply the special environment, which is high magnetic field and the cryogenic temperature of 4 K, high strength and high toughness are required for materials of the superconducting coil. Thus, fully austenite stainless steel is selected. Advanced welding technology is needed to control the crack sensitivity by welding and ensure high reliability of welding. To solve these issues, trials for the optimization of chemical composition and welding condition are conducted. As a result, high quality of welding for fully austenite stainless steel was successfully achieved. By applying this result, actual superconducting coils for the ITER were started.