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論文

Erosion of newly developed CFCs and Be under disruption heat loads

中村 和幸; 秋場 真人; 荒木 政則; 大楽 正幸; 佐藤 和義; 鈴木 哲; 横山 堅二; J.Linke*; R.Duwe*; H.Bolt*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 233-237(PT.A), p.730 - 735, 1996/00

 被引用回数:7 パーセンタイル:42.44

国際熱核融合実験炉(ITER)のような大型トカマク装置では、ダイバータ板の寿命を予測するためにはディスラプションによる表面材料の損耗を評価することが不可欠である。そこで、電子ビームを用いてプラズマ対向材料の損耗量を評価した。試験に供した試料は、低原子番号材料であるベリリウム及び高熱伝導の炭素せんい強化複合材(CFC材)である。特にCFC材は、スパッタリング特性を改善する目的でB$$_{4}$$Cを含浸させた材料及び高引っ張強度を有する三次元CFC材を新たに開発し、試験を行った。電子ビームの熱負荷条件は、ディスラプション時に予測される2000MW/m$$^{2}$$、2msである。試験の結果、B$$_{4}$$Cの含有量が5%までは損耗量が増加しないことが明らかとなった。

論文

Thermal tests on B$$_{4}$$C-overlaid carbon fibre reinforced composites under disruption heat load conditioned

中村 和幸; 秋場 真人; 荒木 政則; 大楽 正幸; 佐藤 和義; 鈴木 哲; 横山 堅二; 安東 俊郎; 神保 龍太郎*; 西堂 雅博; et al.

Fusion Engineering and Design, 30, p.291 - 298, 1995/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:69.73

JT-60Uへの適用を目的として、三種類の方法でB$$_{4}$$Cを被覆した炭素系材料の耐熱試験を前回実施し、CVR法で被覆された試料が密着性の最も優れていることを明らかにした。今回は、前回より2~3倍熱負荷の高い条件で耐熱試験を実施し、熱負荷依存性を調べた。その結果、全吸収エネルギーが同じでも、高い熱負荷(従って、照射時間は短い)で照射された方が、損耗や表面の損傷の大きいことが明らかとなった。また、照射後表面のボロンと炭素の混合比に関しても、強い熱負荷依存性のあることが明らかとなった。

論文

Operation experiences with JT-60U plasma facing components and evaluation tests of B$$_{4}$$C-overlaid CFC/graphites

安東 俊郎; 山本 正弘; 新井 貴; 神永 敦嗣; 笹島 唯之; 西堂 雅博; 神保 龍太郎*; 児玉 幸三; 清水 正亜; 秋場 真人; et al.

Fusion Technology 1992, p.161 - 165, 1993/00

JT-60Uダイバータ板を高精度で取付け調整し、さらにその場で微小テーパ加工を行うことによって、CFC材タイルの損耗を顕著に軽減することができた。またダイバータトレース部のタイル表面には光沢のあるカーボンの再付着層があり、オフトレース部には黒色の煤けた付着層が認められた。カーボンの再付着層に関するプラズマ表面相互作用研究が重要であることが判明した。CVR(気相化学反応)法、CVD法およびプラズマスプレー法により作製したB$$_{4}$$C表面改質CFC/黒鉛材の熱負荷特性、エロージョン収率、重水素リテンション特性およびJT-60U実機試験を行い、CVR-B$$_{4}$$C改質材が最も優れた特性を有すること、またJT-60Uでの使用に十分耐え得ることを確認した。

報告書

JT-60U用B$$_{4}$$C被覆C/C材の高熱負荷試験

中村 和幸; 秋場 真人; 鈴木 哲; 横山 堅二; 大楽 正幸; 安東 俊郎; 神保 龍太郎*; 西堂 雅博; 深谷 清; H.Bolt*; et al.

JAERI-M 92-052, 41 Pages, 1992/04

JAERI-M-92-052.pdf:4.3MB

JT-60U用第一壁として三種類のB$$_{4}$$C被覆C/C材の使用が検討されている。JT-60Uでは、第一壁は通常運転時には数十MW/m$$^{2}$$、ディスラプション時には数MJ/m$$^{2}$$もの高い熱負荷を受けると予想されているので、使用に当たってはそれら被覆材料の耐熱特性を十分に研究しておく必要がある。耐熱特性試験は、原研NBI加熱研究室の高熱負荷試験装置、JEBISを用いて、5~40MW/m$$^{2}$$、5sおよび550MW/m$$^{2}$$、5~10msの二種類の照射条件で行った。その結果、B$$_{4}$$Cをコンバージョンで被覆した材料の密着性が、CVDおよびプラズマスプレーで被覆した材料のそれよりも優ることが明らかになった。照射後試料の表面分析も、併せて行った。

論文

High heat flux experiment on B$$_{4}$$C-overlaid C/C composites for plasma facing materials of JT-60U

中村 和幸; 秋場 真人; 鈴木 哲; 横山 堅二; 大楽 正幸; 安東 俊郎; 神保 龍太郎*; 西堂 雅博; 深谷 清; H.Bolt*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 196-198, p.627 - 632, 1992/00

 被引用回数:28 パーセンタイル:9.09

JT-60U用第一壁として三種類のB$$_{4}$$C被覆C/C材の使用が検討されている。JT-60では、第一壁は通常運転時には数十MW/m$$^{2}$$、ディスラプション時には数MJ/m$$^{2}$$もの高い熱負荷を受けると予想されているので、使用に当たってはそれら被覆材料の耐熱特性を十分に研究しておく必要がある。耐熱特性試験は、原研NBI加熱研究室の高熱負荷試験装置、JEBISを用いて、5~40MW/m$$^{2}$$、5sおよび550MW/m$$^{2}$$、5~10msの二種類の照射条件で行った。その結果、B$$_{4}$$Cをコンバージョンで被覆した材料の密着性が、CVDおよびプラズマスプレーで被覆した材料のそれよりも優れることが明らかになった。照射後試験の表面分析も、併せて行った。

論文

The Development of divertor and first wall armour parts at JAERI, Sandia N.L. and KFA Juelich

秋場 真人; H.Bolt*; R.Watson*; G.Kneringer*; J.Linke*

Fusion Engineering and Design, 16, p.111 - 125, 1991/00

 被引用回数:9 パーセンタイル:28.69

ITER概念設計段階(CDA)におけるプラズマ対向機器のアーマ材料開発に関するレビューである(招待講演)。原研、サンディア国立研究所、KFAユーリッヒ研究所はアーマ材料開発における世界の中心的役割を果たしている。これらの研究所における最近の成果をまとめたものである。主な項目は次のようなものである。1.原研の実験結果によるとディスラプション時の損耗量は解析予測値より約3倍ほど大きくなる。2.KFAではボロン混入黒鉛の新しい製造技術を開発した。3.サンディアでは黒鉛とアルミナ分散銅の接合を実施した結果、無酸素銅をコーティングすることにより良好な結果が得られた。

論文

Response of stainless steels to plasma disruptions by simulation experiments with an intense hydrogen beam

木内 清; 菊地 正彦; H.Bolt*; 荒木 政則; 関 昌弘

Journal of Nuclear Materials, 179-181, p.282 - 285, 1991/00

 パーセンタイル:100

ディスラプション等の高熱流束負荷に対する健全性が核融合炉第一壁等のプラズマ対向材料を選定する条件の一つとなっている。実用炉では、アーマー材なしの第一壁が考えられているが、ステンレス鋼等の第一壁構造材料に関するプラズマ近似条件の溶融・飛散損失や割れ感受性に対する詳細な検討がなされていない。本報告では、JT-60の水素ビーム入射装置を用いて、高熱流束負荷試験を行い、上記の表面現象とステンレス鋼の構成相及び組成の関連性を調べた。約30種の各ステンレス鋼の代表鋼種とそれらの成分調整材について、90MW/m$$^{2}$$、100msの水素ビーム単照射試験を行い、溶融・飛散損失及び溶融凝固割れ、高温変形割れ感受性を、重量減少及び割れの長さ、深さの定量によりそれぞれ求めた。溶融・飛散損失は、構成相の違いに依存し、フェライト系、二相、オーステナイト系の順に増大した。割れ感受性は、C、Si、P量と共に増大した。

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