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報告書

JT-60モリブデン第1壁への炭素および炭化チタン被覆 (臨界プラズマ試験装置設計報告・151)

中村 博雄; 荻原 徳男; 稲川 幸之助*; 高橋 善和*; 伊藤 昭夫*

JAERI-M 85-022, 52 Pages, 1985/03

JAERI-M-85-022.pdf:2.88MB

本報告は、JT-60モリブデン第1壁の不純物対策のために1980年度に行なった炭素および炭化チタン破覆の検討結果について述べたものである。今回の試験には破覆材料として炭素および炭化チタンを選んだ。破覆方法は、炭素が放電分解法、炭化チタンがホローカソード式物理蒸着法とした。膜厚は、20$$mu$$mとした。蒸着温度は、炭素が周囲温度、100$$^{circ}$$C、200$$^{circ}$$C、300$$^{circ}$$Cとした。400$$^{circ}$$C以上の温度では、5$$mu$$m以上の安定な膜が得られなかった。一方炭化チタンは、蒸着温度が周囲温度~700$$^{circ}$$Cで20$$mu$$m以上の安定な膜が得られた。制作膜の性能評価として、平均析出速度、膜厚分布、結晶構造解析、表面および破断面観察、析出膜中のガス分析、組成分布、および熱サイクル試験を行なった。熱サイクル試験の結果、炭素膜は1回の熱サイクルで剥離した。一方、炭化チタン膜は、10~100回の加熱で局所的に剥離した。以上から、JT-60への適用は炭化チタン膜の方が有望である。

論文

Development of TiC-coated wall materials for JT-60

阿部 哲也; 村上 義夫; 小原 建治郎; 廣木 成治; 中村 和幸; 溝口 忠憲*; 土居 陽*; 稲川 幸之助*

Journal of Nuclear Materials, 133-134, p.754 - 759, 1985/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(85)90251-X
 被引用回数：16 パーセンタイル：85.3(Materials Science, Multidisciplinary)

JT-60ではリミタ・ライナ表面を(20$$mu$$m)TiCでコーティングすることが決定している。JT-60で、コーティングするモリブデン、インコネル625製ライナ・リミタの総数は約1万個である。モリブデン基材表面をTiCコーティングするためにはコーティング温度を再結晶化を防ぐため、950$$^{circ}$$C以下にする必要がある。またインコネル625の場合は時効硬化を防ぐため600$$^{circ}$$C以下にする必要がある。ここでは、以上のコーティング温度条件を満足し、かつJT-60運転条件からの種々の要求も満たすコーティング技術の開発過程およびその内容について報告する。

報告書

TiCその場コーティング用チタン蒸発線の性能試験

稲川 幸之助*; 阿部 哲也; 廣木 成治; 小原 建治郎; 村上 義夫

JAERI-M 84-105, 51 Pages, 1984/06

JAERI-M-84-105.pdf:2.81MB

Ticその場コーティング用チタン蒸発源を開発するため各種チタン蒸発線を試作して、それらの性能試験を行った。最良の特性を示した蒸発線、構成においてタングステン芯線のまわりにチタン線とともに巻いたモリブデン線は、芯線に沿ってチタン線を一様に溶かす作用をし、また外周に巻くタングステン製ガード線はチタンが球状になったり溶融垂れするのを防ぐ役目をする。試作した蒸発線の典型的な形状は外形4mm$$phi$$、有効長さ140mmである。このチタン蒸発線からのチタン蒸発効率および蒸発速度は、チンタン装荷量2~2.5gに対して、それぞれ70~80%および0.14gmin$$^{-}$$$$^{1}$$であった。この実験結果をもとにJT-60への適用性を検討した。

報告書

水晶振動子微量天秤の試作

廣木 成治; 阿部 哲也; 稲川 幸之助*; 小原 建治郎; 村上 義夫

JAERI-M 84-012, 14 Pages, 1984/02

JAERI-M-84-012.pdf:0.51MB

核融合装置第1壁に付着する不純物の重量変化を高精度でかつ連続的に測定するため、推奨振動子微量天秤を試作した。この装置は、試料用と参照用の2枚の振動子の発振周波数差を信号として検出するものであり、両方の振動子に加わる発振周波数の不安定要因を相殺することができる。そして、水晶振動子の発振周波数の安定性に関係する電磁波雑音の有無、温度、励振電力、負荷容量(静電容量)の変動などについて検討し、最適な回路システムを作成した。また、この装置を用いてガス吸着量の測定を行い、その有用性について考察した。

論文

JT-60その場コーティング技術の検討,III; 小型コーティング機構の試作

廣木 成治; 阿部 哲也; 稲川 幸之助*; 小原 建治郎; 中村 和幸; 村上 義夫

真空, 27(5), p.386 - 388, 1984/00

https://doi.org/10.3131/jvsj.27.386

JT-60の真空容器第一壁は、不純物対策の一環としてTiCを被覆することが決定している。コーティング方法としては、プレコーティングとその場コーティングとがあり、その場コーティングは、プレコーティング膜の補修に用いられるので、プラズマ実験に支障をきたすものであってはならない。また、JT-60本体の性能仕様からくる技術的制約をも考慮しなければならない。本報告では、これら諸条件を踏まえて設計、試作した小型コーティング装置の、主として駆動機構を検討する。装置は、真空中で確実な動作が要求される。直流モーター回転力をチェーンベルトを介して回転導入機に伝え、真空中ではタングステンワイヤにより各軸へ駆動力を伝達する構造とした。また、コンピュータによる自動運転が可能な構造である。

論文

JT-60その場コーティング技術の検討,(II); 反応性蒸着によるTiC膜の生成

稲川 幸之助*; 阿部 哲也; 小原 建治郎; 廣木 成治; 村上 義夫

真空, 26(5), p.494 - 498, 1983/00

https://doi.org/10.3131/jvsj.26.494

JT-60第1壁へのTiC膜その場コーティングを行うための予備実験を行なった。用いた方法は反応性蒸着法で、Tiを蒸発させると同時にC$$_{2}$$H$$_{4}$$あるいはC$$_{2}$$H$$_{2}$$ガスを導入して温度200,300,400$$^{circ}$$CのMo基板上に膜を析出させた。析出膜の化学組成分析を行なった結果、C$$_{2}$$H$$_{2}$$ガスを用いるとC$$_{2}$$H$$_{4}$$ガスの約1/7の低い圧力で化学量論組成のTiC膜が得られることがわかった。また、析出膜のX線回折およびオージエ電子分光分析により、TiC膜であることが確認された。このことにより、TiC膜その場コーティングにはC$$_{2}$$H$$_{2}$$ガスを用いる反応性蒸着法が適していることがわかった。

論文

JT-60その場コーティング技術の検討,(I)

阿部 哲也; 稲川 幸之助*; 小原 建治郎; 廣木 成治; 村上 義夫

真空, 26(5), p.488 - 493, 1983/00

https://doi.org/10.3131/jvsj.26.488

臨界プラズマ試験装置JT-60ではプラズマ不純物によるエネルギ損失の低減対策として、リミタ・ライナなどの第一壁表面を低原子番号材(低Z材)でコーティングすることを計画している。当面の低Z材として炭化チタン(TiC)が候補となっている。コーティング方法としては、予め工場などで母材上へコーティングしておくプレコーティングと、真空容器内へ第一壁母材を取り付けた後その場で行う、その場コーティングとがある。ここでは、そのうち、その場コーティングについて述べる。現在考えているTiGその場コーティング方式は2Ti+C$$_{2}$$H$$_{2}$$$$Rightarrow$$2TiC+H$$_{2}$$反応による反応性蒸着法である。JT-60第一壁をその場コーティングする場合、JT-60仕様から各種の制約を受ける。特にチタン蒸気の発生には特殊な蒸発源駆動機構を必要とする。これ以外のJT-60仕様からの制約については、ほぼ、解決する見通しがついている。

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