超電導マグネット材料の核融合環境試験-低放射化材料と照射損傷の評価-

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近い将来の核融合装置のための超電導磁石で特に問題とすべき点は次の2点であり、いずれも遮敝の厚さを決定するために不可欠である。(1) 放射線の蓄積又は過辺的効果により構成材料又は磁石の性能が劣化する機構とその対策。(2) 装置の保守・点検・維持のために研究員がひんぱんに装置(超電導磁石)に接近することを考慮すれば、装置の誘導放射能を出来るだけ下げる工夫が必要である。本研究では先ず(1)について超電導磁石構成材料である(【i】)超電導材、(【ii】)安定化材、(【iii】)絶縁材料、(【iv】)構造材について照射損傷の研究を行うため、照射前の材料の性能を広範囲に汎って調べた。次いで(2)の問題に移り装置の構成材料の放射化について計算を行った。最後に材料の照射劣化と放射化の重要度について比較論を行った。この最後の試みは世界で初めてのものである。今年度の成果を要約すれば次の通りである。〔1〕 ガラス繊維強化FRPの低温における機械的特性を調べたところ低温では強度と共に靱性も増し、低温構造材として有望であることが分った。〔2〕 上記材料に対する照射効果は主として繊維とマトリックスの界面が弱くなることに起因することが分った。〔3〕 超電導コイル並びにFRP製低温容器の性能の診断技術としてAE技術が有望であることが分った。〔4〕 放射化と照射劣化の問題を比較検討した結果、アルミ安定化【Nb_3】Sn,アルミ合金構造材、GFRP絶縁材で構成することが望ましいことが分った。但し、磁石領域の中性子フルエンスは3×【10^(17)】n/【cm^2】以下に抑える必要がある。またアルミ安定化しても、照射効果の影響で銅と殆ど変わらない。