Modeling of radiation-induced embrittlement of fusion materials

核融合材料の照射誘起脆化のモデリング

鈴土 知明   

Suzudo, Tomoaki

核融合炉のプラズマ対向材料は高温、高照射条件などの極限環境下で使用されるため、将来の核融合炉の実現のためには材料の劣化を正確に予測することが求められる。現在、このような実験条件を再現することが困難なため、計算科学的手法を使った材料の機械的性質変化のシミュレーションが有効であるとされている。本発表では、プラズマ対向材料の候補材であるタングステンにおいて核変換元素であるレニウムやオスミウムがどのような材料特性の変化をもたらすかについて新しい知見を得たので、それについて発表する。また、高クロム鋼もブランケット材料として考えられているが、高温環境下で延性が低下することが知られており、それに関する最近の研究成果についても紹介する。

Plasma-facing materials used in future nuclear fusion reactors are exposed to high heat and high dose of radiation, and it is necessary to accurately predict the degradation of the materials. Currently, it is almost impossible to experimentally mimic the fusion reactor environment, and computational methodologies are useful for the study of mechanical property changes under such an environment. We recently obtained some new knowledge on how rhenium and osmium, which are produced from tungsten the prime candidate of the plasma-facing materials, influence the material properties under neutron irradiation. In addition, we also conducted modeling studies on how phase separation of iron-chromium alloys, a model alloy of blanket materials, cause hardening. In the current presentation, these two topics are focused.