高出力密度核融合炉の高熱負荷壁の熱構造システム

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高出力密度核融合炉の開発には、プラズマに面し最も過酷な条件下にある第一壁、ダイバータやリミター、及びブランケットに於ける冷却を高性能化し、さらに高熱負荷壁の熱構造解析法と寿命評価法を確立することが重要である。本特別研究(第5班、熱構造サブ班)に於いては、(1)第一壁、ブランケットの冷却の高性能化、(2)高熱負荷壁の高温強度、熱構造解析と壁材の欠陥、寿命評価、(3)高温熱構造の重要課題であるプラズマディスラプション時の第一壁挙動、について研究を行ってきた。本年度は、これまでの研究に加えて、第一壁構造の熱的評価・耐電磁力性、及び壁材・ブランケット材の高温強度・寿命に関しても、先の9年間の研究を補完する課題について研究を実施した。具体的には、1.本研究は、これまで実施されてきた研究成果を総合し、以下の項目に集約した評価解析を行った。一部追加実験も実施した。a.高出力密度核融合炉の各種冷却方式の選択とそれを応用した第一壁、ブランケットの熱構造について設計画からの評価の総括。b.高熱負荷壁の高温熱構造解析手法、特に電磁力下の複合条件下に於ける評価法について検討を加え、現状の認識とともに今後の研究課題の摘出。c.壁材の高温強度と寿命の評価方法について現状の総括。2.さらにプラズマ・ディスラプション時の第一壁挙動を中心とする壁構造、電磁・熱構造ダイナミックス等の実験研究を重点的に推進、その成果を上述の熱構造の総括評価と関連させて評価・検討を行った。3.1及び2で得られた成果をデータ・ベースの形に集約し、評価を加えて、その成果をまとめて印刷・公表した。本研究による総括は、熱・構造にまたがる基礎研究をまとめたものであり、今後の核融合炉工学研究に重要な指針を与えることが期待できる。