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黒田 敏公*; 秦野 歳久; 三木 信晴*; 廣木 成治; 榎枝 幹男; 大森 順次*; 佐藤 真一*; 秋場 真人
JAERI-Tech 2002-098, 136 Pages, 2003/02
JAERI-Tech-2002-098.pdf:24.33MB
ITER-FEATの遮蔽ブランケット設計における日本での検討事項をまとめた。第一壁/遮蔽ブロックの熱・応力解析及び遮蔽ブロックの熱・流力解析を行い、遮蔽ブロックの一部に熱応力が過大となる箇所があること、また遮蔽ブロック内の流路で閉塞的な状態となっている箇所があることを指摘するとともに改善を提案した。つぎに、ソリッド要素を用いた3次元電磁力解析を行って、ディスラプション時にブランケットモジュールに生じる電磁力を求めるとともに、第一壁と遮蔽ブロック、また遮蔽ブロックと真空容器の接続構造の強度検討を行った。最後に、ブランケットへの主給排水管が真空容器内部に埋設された場合の水-水リーク検出システムについて検討した。
黒田 敏公*; 佐藤 和義; 秋場 真人; 江里 幸一郎; 榎枝 幹男; 大崎 敏雄*; 古作 泰雄; 佐藤 聡; 佐藤 真一*; 鈴木 哲*; et al.
JAERI-Tech 2002-044, 25 Pages, 2002/03
JAERI-Tech-2002-044.pdf:2.68MB
ITERの主要炉内機器である遮蔽ブランケットとダイバータに対し、それらが厳しい負荷に耐えつつ要求された機能を満たすために必要となる製作技術の開発を行った。前者ではHIP法を適用した異材接合技術及びウォータージェットと放電加工を用いてスリット加工技術を開発した。後者では、狭隘な設置スペースにも対応できる同軸二重冷却管の製作技術,また、冷却管として用いる銅合金の強度維持用熱処理をも考慮した。C/Cコンポジットと銅合金の1ステップろう付け技術等を開発した。いずれも、高熱負荷試験による性能確認を行うとともに、実規模大のモックアップを試作して製作性を確認し、実機製作への見通しを得た。
佐藤 聡; 古谷 一幸; 秦野 歳久; 黒田 敏公*; 榎枝 幹男; 高津 英幸; 小原 祥裕
JAERI-Tech 2000-042, 121 Pages, 2000/07
JAERI-Tech-2000-042.pdf:58.33MB
ITER遮蔽ブランケットプロトタイプモデルの製作に成功した。製作したモデルは、第一壁と遮蔽体とが一体化されたモデルであり、高さ約0.9m,幅約1.7m,奥行き約0.4mである。第一壁は、SUS製円形冷却配管が内蔵されたDSCu製熱シング材で構成されている。遮蔽体ブロックは、SUS製鍛造ブロックを長尺ドリル孔加工及び10000トンプレスによる曲げ加工により製作した。第一壁のSUSとDSCu,SUSとSUS,DSCuとDSCu,及び第一壁と遮蔽体ブロックとを、HIP処理により接合することにより本プロトタイプモデルを製作した。またそれらの接合を1回のHIP処理により行った。本プロトタイプモデルの製作により、1回のHIP処理での同時接合及びITER遮蔽ブランケットの製作性を実証した。
佐藤 聡; 飯田 浩正; R.Pleuteda*; Santoro, R. T.*
Fusion Engineering and Design, 46(1), p.1 - 9, 1999/00
被引用回数：6 パーセンタイル：45.57(Nuclear Science & Technology)モンテカルロ法による3次元遮蔽解析コードを用い、ITER遮蔽ブランケット・モジュール内の貫通孔やモジュール間のギャップに着目した遮蔽解析を行い、モジュール及び後壁中のヘリウム生成量を評価した。現標準設計に基づく構造では、ヘリウム生成量に関する基準値を冷却配管で約4倍、後壁で約2倍上回ることが明らかになった。そこで、モジュール内のステンレスと水の割合を変えた場合、モジュールの厚さを増加した場合の評価を行い、モジュールの厚さを増加させる一方でステンレスの割合を少なくすることにより、遮蔽性能とモジュールの重量(遠隔保守機器の可搬重量)の両者の制限を満足する構造案を見いだした。また後壁に関しては、ギャップ部に厚さ50~300mmの遮蔽体を設けた場合の解析を行い、約200mm程度の遮蔽体を追加設置することで、後壁のヘリウム生成量は基準値以下に低減できることがわかった。
秦野 歳久; 佐藤 聡; 鈴木 哲; 横山 堅二; 古谷 一幸; 黒田 敏公*; 榎枝 幹男; 高津 英幸; 小原 祥裕
JAERI-Tech 98-058, 77 Pages, 1998/12
ITER遮蔽ブランケットの製作性を確認すると共に熱負荷試験による特性評価を行うことを目的として、一般第一壁及びバッフル第一壁、遮蔽ブロックと第一壁端コーナー部の小型モックアップを製作した。これらのモックアップは従来より実施してきた接合技術開発の成果を反映し、熱間等方加圧(HIP)法を用いて製作した。バッフル第一壁では銅合金の熱シンク上にアーマータイルとして炭素繊維複合材を二段ロウ付けを適用して接合した。いずれのモックアップも精度良く製作することができ、モックアップ端部の破壊試験から健全な接合が得られていることを確認した。また、熱機械的特性を評価するための高熱負荷試験では、熱解析より予想した除熱性能と良い一致を示すと共に、試験中の除熱性能の劣化は見られなかった。したがって、製作した構造体の健全性を確認した。
佐藤 聡; 高津 英幸; 榎枝 幹男; 古谷 一幸; 秦野 歳久; 黒田 敏公*; 大崎 敏雄*; 山田 弘一*; 佐藤 真一*; 小原 祥裕
Fusion Technology, 34(3), p.892 - 897, 1998/11
熱間静水圧加圧(HIP)接合等の先進的製作手法を用いて、ITER遮蔽ブランケットプロトタイプモデル(幅約1.6m、高さ約1m、厚さ約0.4m)の製作に成功した。複雑な冷却流路を有する湾曲したステンレス鋼の遮蔽ブロックを長尺ドリル孔加工及び10,000トンプレスを用いた曲げ加工により製作、ステンレス鋼の円管を有するアルミナ分散強化銅の第一壁と遮蔽ブロックをHIP接合により製作することにより、目標とする精度で遮蔽ブランケットを製作できることを実規模レベルで初めて実証した。本発表において、詳細な製作過程、及び本製作において得られた製作に関る工学的データを報告する。
金成 守康*; 秦野 歳久; 佐藤 聡; 古谷 一幸; 黒田 敏公*; 榎枝 幹男; 阿部 哲也; 高津 英幸
JAERI-Research 98-004, 25 Pages, 1998/02
JAERI-Research-98-004.pdf:3.12MB
3種類の接合温度(1253K,1303K,1323K)で作製されたHIP(高温静水圧法)接合材について、とくに接合界面近傍(数百
mの範囲)のSEM観察、EPMA分析、微小硬さ試験を行うことによりSS材に対するDS-Cu材の接合性を比較評価した。その結果、3種類の接合材の中で、1323Kの温度で接合したHIP材が、ボイドを生成しない、接合界面以外では著しい機械的性質の変化がない等、接合材の健全性確保の観点から、最も良好な接合特性を示した。
佐藤 聡; 黒田 敏公*; 秦野 歳久; 古谷 一幸; 戸上 郁英*; 高津 英幸
Fusion Engineering and Design, 39-40, p.609 - 614, 1998/00
被引用回数：10 パーセンタイル：63.67(Nuclear Science & Technology)国際熱核融合実験炉(ITER)の基本性能段階(BPP)において設置される遮蔽ブランケットは、高熱負荷を受ける第一壁と熱シンクである銅合金の中にステンレス鋼製冷却管を配する構成とし、これらをステンレス鋼製の遮蔽ブロックに接合する構造となっている。原研では、この遮蔽ブランケットの製作方法として、高温静水圧(HIP)法を用いて銅合金/銅合金及び銅合金/ステンレス鋼、ステンレス鋼/ステンレス鋼の接合を同時に行う手法を提案しR&Dを進めてきた。本稿では、ブランケット構造体開発の一環として行ってきた製作技術開発に関し、HIP条件の最適化及びHIP継手の機械強度試験、小規模及び中規模モックアップの製作・熱負荷試験等をまとめて報告する。
佐藤 聡; 秦野 歳久; 黒田 敏公*; 古谷 一幸; 榎枝 幹男; 原 重充*; 高津 英幸
Journal of Nuclear Materials, 258-263, p.265 - 270, 1998/00
被引用回数：34 パーセンタイル：90.41(Materials Science, Multidisciplinary)オーステナイトステンレス鋼(SS316)とアルミナ分散強化銅(DSCu)との熱間静水圧接合(HIP接合)体に対する最適な接合温度条件を調べた。接合温度980
C~1050CでHIP接合体を製作し、引張り、かたさ、衝撃、疲労試験及び金相観察、EDMA分析等を行った。また、DSCuとしては、アルミナを0.15%含むAl-15と0.3%含むAl-25(いずれも重量比)の2種類を用いた。その結果、延性衝撃値、ひ労強度の観点から、1050CのHIP温度が最適条件であることが判った。また、延性及び衝撃値において、SS316/Al-15接合体が、SS316/Al-25接合体に比べて、良い特性を示した。
秦野 歳久; 佐藤 和義; 深谷 清; 佐藤 聡; 大楽 正幸; 黒田 敏公*; 秋場 真人; 高津 英幸
JAERI-Research 97-017, 67 Pages, 1997/03
JAERI-Research-97-017.pdf:6.75MB
高温静水圧(HIP)法によりブランケット第一壁パネルを試作して、原研の粒子工学試験装置(PBEF)を用いて高熱負荷試験を実施した。高熱負荷試験は、ITER通常運転時に銅合金とステンレス鋼の間に発生する温度及び歪みを模擬した熱サイクル試験とプラズマ崩壊時の高熱負荷を模擬した熱衝撃試験からなる。熱サイクル試験では試験中に測定された温度応答より除熱性能の劣化は確認されず、熱衝撃試験では熱負荷表面から小さな飛散物が多数確認された。試験後の試験体断面観察よりHIP接合面に剥離やき裂は確認されなかった。
秦野 歳久; 深谷 清; 大楽 正幸; 黒田 敏公*; 高津 英幸
Fusion Technology 1996, 0, p.511 - 514, 1996/00
遮蔽ブランケットの研究開発において、構造体の製作及び熱・機械的特性の評価は重要なことである。そこでHIP(熱間静水圧)法を用いてアルミナ分散強化銅とステンレス鋼を接合した第一壁構造体部分モデルによる高熱負荷試験を行った。試験後、アルミナ分散強化銅とステンレス鋼の接合面の健全性を評価するため、第一壁構造体部分モデルの破壊観察を実施した。観察は試験体内部のHIP接合面と熱負荷表面に分けて行った。観察の結果HIP接合面にはく離やき裂等の欠陥は見られずHIP接合面が健全であることが確認された。また、表面から1mm深さの部分にボイドが多く発生していることが確認された。熱負荷表面の観察では多くの析出物が発生し、その析出物のEPMAの結果、アルミナ分散強化銅中のアルミナが凝集したものと考えられる結果を得た。
