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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核融合炉の炉心構造物(第一壁、リミタ/ダイバータ)に発生した欠陥の検出および補修技術の確立を計るため以下の研究を行った。1.欠陥形状予測の解析コードの作成各種非破壊検査によって得られた情報から、その欠陥形状を正確に判断する手法として、我々が提案している電流ベクトルポテンシャル法を応用し、数学的逆問題としてアプローチした。この手法について数値実験を行い、き裂形状を認識できることを確認した。現在、人工的に欠陥を入れた試料を用いて実験を行い、この解析コードの検証を行っている。2.第一壁のクリープ現象に関する解析コードの開発第一壁の寿命に影響を与える要因としては、短時間的なプラズマ・ディスラプションによる溶融・蒸発と、長時間的な交熱流束によるクリープ現象がある。これら一連の解析コードの開発を行った。3.欠陥診断技術の検討核融合炉心構造物においてECT(渦電流を用いた探傷技術)が特に有用であることを確認した。(1)ECTの動作を明確にするために、有限要素法を用いた軸対称解析コードを作成した。(2)第一壁のディスラプションを模擬して、PMA材とカーボン材に熱負荷(プラズマ・電子ビーム)を加え、表面に溶融欠陥を作った。その欠陥をECTを用いて遠隔で高速に検出出来ることを確認した。4.修復技術の検討炭酸ガス・レーザーを用いて、遠隔で欠陥を補修する技術の開発を行った。レンズとミラーを適当に配置し、ビーム・オシレーションを用いて、割れの入った金属を補修する実験を行い、その可能性が得られた。