J-PARC 3MeV LINAC用ビームターゲット材料の検討

Study of beam target materials for a 3-MeV LINAC at J-PARC

平野 耕一郎  ; 福田 誠*; 江里 幸一郎*; 徳永 和俊*

Hirano, Koichiro; Fukuda, Makoto*; Ezato, Koichiro*; Tokunaga, Kazutoshi*

ビームターゲットや核融合実験炉(ITER)のダイバータには、低放射化、高熱伝導率および高強度の特性を有する材料として、タングステンが使用されている。負水素イオンビームエネルギー3MeVの加速器を使用し、ITERの要求仕様を満たすタングステン材料に対して、加熱(3200C)及び冷却(160C)の温度変化を5Hz周期で繰り返し与える多重照射試験を実施した。その結果、温度変化を繰り返すことによる膨張収縮により発生し、進展したと思われる突起や亀裂が試験片表面に観測された。本件では、加熱および冷却の温度変化を繰り返すような多重照射によるタングステンの熱疲労による損傷ついて調べたので、報告する。

Tungsten is used in beam targets and experimental fusion reactor (ITER) divertors as a material with low activation, high thermal conductivity and high strength properties. Using a 3 MeV linac with negative hydrogen ion beam energy, multiple irradiation tests were conducted on tungsten materials meeting the ITER requirements, in which temperature changes of heating and cooling were repeatedly given at 5 Hz cycles. As a result, protrusions and cracks were observed on the surface of the test piece using SEM device, which were presumably caused by repeated expansion and contraction due to rapid pulse-like temperature change.