改質CFC材を用いたダイバータ板の熱・粒子の制御に関する基礎実験および解析

改性CFC材料偏滤器热量和颗粒控制的基础实验与分析

• 批准号: 09780463
• 负责人: 藤田 一郎
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09780463/
• 关键词: 高熱流束機器; ダイバータ板; ボロン転化CFC; シリコン転化CFC; 有限要素法解析; 熱伝達相関式

本研究では、ダイバータ部の熱負荷および粒子負荷によるダイバータ板の損耗とそれに対するプラズマへの影響について解析を行い、実機において適用可能なダイバータの構造および性能についての考察を行うことを目的としている。第一年目として、ダイバータ板の冷却構造および除熱特性について考察した。銅のヒートシンク材と炭素繊維複合材(CFC材)を冶金的に接合したダイバータモックアップを作成した。CFC材の表面をボロン化およびシリコン化した転化CFC材、シリコン転化CFC材を用いたモックアップも作製した。まず、これらの熱特性を評価した。同じ熱負荷に対して、ボロン転化CFC材を用いたダイバータ接合体の表面温度が最も高く、改質を行わないCFC材を用いた接合体のものが最も低かった。これは、CFC材の熱伝導率に対応している。また、照射促進昇華を抑制するという観点からCFC材の表面温度が1000℃に達する熱流速を評価すると、ボロン転化CFC接合体が約8MW/m^2、シリコン転化CFC接合体が約10MW/m^2、改質を行っていないCFC接合体が約11MW/m^2であった。熱負荷にさらされたダイバータ接合体の改質CFC材の表面近傍のボロンあるいはシリコン濃度は、各々約600℃、800℃以上に表面温度が上昇した場合に減少傾向が見られた。しかしながら、ごく表面層にとどまり、接合体全体の熱伝導特性に劣化は見られなかった。また、既存の熱伝達率相関式を用いて、有限要素法解析をおこなった。実験を行った接合体の熱伝達率は、荒木(JAERI)等によって提唱されている片面加熱条件下での相関式が適していることを見いだした。

In this study, the thermal load of the part and the particle load of the part were analyzed. The impact of the loss of the ダイバータ plate and the impact of the するプラズマへのいてanalyticsを行い、実机においてapplicableなダイバータのstructuralおよびperformanceについてのinvestigationを行うことをpurposeとしている. The first year's project is to investigate the cooling structure and heat removal characteristics of the ダイバータ plate. Copper fiber reinforced plastics and carbon fiber composite materials (CFC materials) are made of metallurgical joint materials. The surface of CFC material is made of をボロンおよびシリコンした転化 CFC material, and シリコン転化 CFC material is made of いたモックアップも.まず、これらの thermal propertiesを Comment価した. The surface temperature of the joint body with the same heat load as the に対して and the ボロン転CFC material is used The degree is the highest, the modified CFC material is the lowest, and the joint body is the lowest.これは, CFC material's thermal conductivity is に対応している.また、Irradiation promotes sublimation をInhibits するという観Point からCFC materialのsurface temperatureが1000℃に达するThermal flow rateを Comment価すると、ボロン転化 CFC joint body がApproximately 8MW/m^2, シリコ転廢梢がapproximately 10MW/m^2, modified を行っていないCFC assembly is approximately 11MW/m^2であった. Thermal load resistance of the joint body of the modified CFC material Concentration, each of which is about 600℃, 800℃ or above, the surface temperature does not increase, and the tendency to decrease is not the same. The thermal conductivity of the surface layer, the thermal conductivity of the entire joint body has deteriorated, and the thermal conductivity of the entire joint has deteriorated.また、The existing heat-reaching rate correlation equation is analyzed using いて and the finite element method.実験を行ったjoint bodyの热伝达士は, Araki (Jaeri) and other vocals by によってThe correlation formula of されているunder one-sided heating conditions is suitable for していることを见いだした.