核融合炉第一壁の欠陥診断技術と補修技術の確立

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核融合炉の多くの機器の中で炉心構造物(第一壁, リミタ/ダイバータ板)は, とりわけ過酷な環境下で使用される. 従って, 炉心構造物の正確な寿命診断技術と炉内における補修技術の確立を計ることが, 核融合炉の経済性・機器の信頼性を向上させる点で重要となる. この点に注目して以下の研究を実施した.1, 欠陥探傷技術 渦電流を用いた欠陥探傷法は, 高速・耐放射線・遠隔操作に優れ核融合環境下に適した探傷手法である. この手法を確立するためにプローブの改良とその検出特性を実験に求めた. さらに信号の処理及び診断技術の開発をした.2, 渦電流解析コードの開発 渦電流探傷のプローブ部の開発及び核融合炉構造物に発生する渦電流を評価するための解析コードを開発した. この解析コードは, 著者らが独自に開発した手法で, 電流ベクトルポテンシャルTのみを変数とし, 有限要素法・境界要素法の適用において空間の要素を必要としない特徴がある. このコードを用いて, プローブの電流分布及びインピーダンス解析を行い, プローブの探傷領域の評価や改良に役立てた.3, き裂形状認識ー逆問題の適用 欠陥の位置・寸法を正確に求めることが出来れば, 構造物の寿命評価及びその欠陥の補修にも重要な情報が得られる. 欠陥のある部材に交流磁場を加え渦電祭を生じさせ, 表面の磁場を測定することにより欠陥の形状を逆問題的に求めるコードを作った. 数値実験を行い, 欠陥を良く再現出来た.4, 補修技術の開発 炭酸ガスレーザを用いた欠陥の補修実験を行った. レーザ光のミラーによる伝送システムに関する基礎特性を求めた. 割れ欠陥の入ったステンレス材の表面に, 連続的にレーザ光を照射し欠陥を補修する最適な条件を需た.