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論文

Application of shape memory alloys to compacting and element-quickly replaceable design of high-power density fusion reactors

西川 雅弘*; 戸田 三朗*; 橘 英三郎*; 星屋 泰二; 川合 正道*; 後藤 誠一*; 渡辺 健二*

Fusion Engineering and Design, 10, p.509 - 514, 1989/00

 被引用回数:12 パーセンタイル:77.49(Nuclear Science & Technology)

他のエネルギーシステムと比較して競合可能となる核融合炉を目指した、小型かつ経済的な高出力密度核融合炉設計が検討されている。小型・高出力密度化を指向すると第1壁に対する壁負荷は厳しくなり、材料改善による長寿命化という材料学的に未解決な問題を生ずる。こうした背景のなかでは、炉設計の段階から、照射場内の炉心周辺部分の交換・補修を前提とした基礎設計が必要とされる。本報告ではCCTRの概念設計で用いた形状記憶合金(SMA)による迅速・簡便な交換技術を真空ゲートバルブへ適用し、従来問題とされていた交換補修時のベーキング時間を大幅に短縮する「真空その場交換技術」(vacuum-vacuum replacement)の概念について提案する。この技術は一般のトカマク炉における要素交換にも適用出来る。またSMSゲートバルブの構造解析結果及び構成材であるSMAの照射挙動についても述べる。

論文

Quick replacement technology using SMA driver for high load core elements of fusion reactor

西川 雅弘*; 河合 正道*; 橘 英三郎*; 後藤 誠一*; 戸田 三郎*; 岡本 真実*; 飯田 浩正; 星屋 泰二; 近藤 光昇*; 沢田 吉夫*; et al.

Fusion Technology 1988, p.1806 - 1810, 1989/00

形状記憶合金(SMA)継手を利用した要素迅速交換技術が、高出力密度小型核融合炉の概念設計において検討されている。SMA継手は継手温度を変えるだけで継手の装着・脱着をおこなうことが出来る。SMA駆動素子を用いたコンパクト大型ゲートバルブがあらたに考案された。この大型ゲートバルブを用いることにより、真空条件を破ることの無い、その場迅速交換、すなわち、初期のベーキングを除けば、各要素交換時の真空境界内ベーキングを不要とするvacuum-vacuum replacementが可能となる。本発表では、SMA駆動素子を利用したコンパクト大型ゲートバルブの設計詳細ならびに、設計と密接に関連するSMA駆動素子の基本挙動について報告する。

論文

高出力密度核融合炉における要素交換技術の基礎設計

西川 雅弘*; 後藤 誠一*; 三宅 正宣*; 岡本 芳三*; 星屋 泰二; 高橋 亮人*; 戸田 三郎*; 橘 英三郎*; 田戸 茂*; 岡本 真実*; et al.

高出力密度核融合炉における要素交換技術の基礎設計, 147 Pages, 1988/03

核融合炉概念設計において、小型、高出力密度化を指向すればするほど中性子壁負荷の問題が大きくなり、新たな材料改質技術が必要とされる。このような既存材料の改善・長寿命化技術あるいは新材料開発技術が進展したとしても、各部の要素交換・補修・修理を前提としない設計では、信頼性の確保が困難となる。本研究では、要素交換を前提として、交換ならびに補修、修理に対し、機械構造的機構に設計・工夫した技術を積極的に評価し、取り組むことにより、炉全体の機能向上を目指している。具体的には、形状記憶合金を足掛かりとして、広くトカマク炉などにおける要素交換の着脱部分に適用出来る「要素迅速交換技術」の評価、検討を行い、形状記憶合金駆動素子を応用した大口径コンパクトゲートバルブの有用性について提案する。

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