核融合超伝導マグネット用低温構造・絶縁材の評価と特性改善

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核融合特別研究の最終年度に当り次の諸点に留意して研究成果をまとめた。即ち、核融合装置及び将来の炉にとってエネルギーバランスの観点から不可欠とされている超伝導磁石を材料の立場から考えると、その複合性ーー多種類の材料が有機的に組み合せられて全体として必要な性能を獲得することの必要性ーーを解析するための研究に精力を傾注した。これによって得られた主たる成果を要約すると次のようになる。(1)前川、高橋は、材料の極低温での発熱現象について研究している。即ち、通常極低温においては材料の比熱が小さくなり、且つ熱伝導度も小さくなるため、材料の摩擦や微小破壊に起因する発熱が局部的発熱(Hot Spot)を誘発し、条件が悪い場合にはマグネット全体のクエンチをもたらす場合が多い。本研究では高Mnオーステナイト鋼を用いて低サイクル疲労実験を行ない、疲労亀裂進展時の発熱状態を観測し、この発熱挙動の解析によりマグネットの安定性評価の指針が得られることの可能性を示した。(2)岩淵は上述の観点から材料の摩擦による発熱挙動を調べマグネット安定性の評価に寄与する実験データを得ている。(3)岸田は低温用構造材の溶接法の評価とひずみ速度効果について検討し、高マンガン鋼(22Mn鋼)について電子ビーム、レーザー、及びレーザナローギャップ溶接の条件を見出すことに成功した。(4)山岡、西嶋は、超伝導磁石中で重要なコンポネントである有機複合材料について、耐放射線性と複合応力下機械特性の評価について研究している。耐放射線性については放射線に強い樹脂の開発と強化繊維の構成法の改良の2点から研究を進めいずれについても新しい有用な知見を得ており、これらはLHSにおいても期待されている。