核融合炉ブランケット配管への酸化カルシウムコーティング作成手法の検討

聚变反应堆覆盖管道上氧化钙涂层形成方法的检验

• 批准号: 15760629
• 负责人: 鈴木 晶大
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: The University of Tokyo (2004)National Institute for Fusion Science (2003)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760629/
• 关键词: 核融合炉; ブランケット; 液体リチウム; 酸化カルシウム; 蒸着反応法; アークソースプラズマ蒸着法; 腐食試験; 絶縁コーティング; リチウム; 核融合炉ブランケット; コーティング; プラズマスパッタ; バナジウム合金

核融合炉液体リチウムブランケットにおけるMHD圧力損失・配管腐食・トリチウム透過漏洩を低減する有力な手段として、セラミックスコーティングを配管構造材料表面に施し、絶縁性バリアー、腐食バリアー、トリチウム透過バリアーとして機能させる事が考えられている。本研究では、核融合炉液体リチウムブランケット配管コーティング材料として耐リチウム腐食性の酸化カルシウムに注目し、この材料の特性を損なわずに、配管構造材料候補である低放射化バナジウム合金上に薄膜化する手法を検討した。昨年度に引き続き、プラズマスパッタ法によるコーティング作成手法の高度化として、バナジウム合金基盤温度、雰囲気ガス種、分圧、入力電力、基盤距離等をパラメータとして作成したさまざまな結晶状態の酸化カルシウムコーティングについての特性・機能評価を行った。蒸着反応試験法によるコーティング試作と高度化を行った。東京大学に既設のグローブボックス内で、モリブデンボート内にのせた金属カルシウムと酸素を導入したバナジウム合金平板を、石英管内に入れ真空封入した。カルシウムは高温で溶融し蒸気を発生する事から、核融合科学研究所内に既設のイメージ炉にて石英管全体に対して800-1000℃で1-3時間の加熱を行った。カルシウム蒸気をバナジウム表面に達した時点で酸素と反応させ酸化カルシウム相を形成させた。酸素、及び、カルシウムの供給速度を釣り合わせ、定比の酸化カルシウム被覆を作成するように、温度条件の最適化を行った。作成したコーティングについては、核融合科学研究所に既設のX線光電子分光分析装置等を用いて、結晶状態及び不純物濃度についての測定を行った。さらに、東京大学にてリチウム中共存性試験を行って腐食特性についての研究を行った。

Nuclear fusion furnace liquid リ チ ウ ム ブ ラ ン ケ ッ ト に お け る MHD pressure loss, piping corrosion, ト リ チ ウ ム through leakage を low cut す る powerful tools to な と し て, セ ラ ミ ッ ク ス コ ー テ ィ ン グ を piping construction material surface に し shi, never try バ リ ア ー and saprophagous バ リ ア ー, ト リ チ ウ ム through バ リ ア ー と し て function さ せ る matter が exam え ら Youdaoplaceholder0 れて る. This study で は furnace, nuclear fusion liquid リ チ ウ ム ブ ラ ン ケ ッ ト piping コ ー テ ィ ン グ material と し て リ resistant チ ウ ム rot of predatory の acidification カ ル シ ウ ム に attention し, こ の feature about の を loss な わ ず に, piping construction materials alternate で あ る low activation バ ナ ジ ウ ム に film alloy melt す る gimmick を beg し 検 た. Yesterday's annual に lead き 続 き, プ ラ ズ マ ス パ ッ タ method に よ る コ ー テ ィ ン グ consummate gimmick の と empirically し て, バ ナ ジ ウ ム alloy substrate temperature, 雰 囲 気 ガ ス, 圧, electric power, the base plate into force distance を パ ラ メ ー タ と し て made し た さ ま ざ ま な crystalline state の acidification カ ル シ ウ ム コ ー テ ィ ン グ に つ い て の features, function evaluation 価 を Line った. By steaming the reverse 応 experiment method によるコ ティ ティ グ グ attempt to make と high-level を rows った. At the university of Tokyo に set both の グ ロ ー ブ ボ ッ ク ス で, モ リ ブ デ ン ボ ー ト within に の せ た metal カ ル シ ウ ム と acid element を import し た バ ナ ジ ウ ム に alloy plate を, quartz tube into the れ し sealed vacuum た. カ ル シ ウ ム は high-temperature で melt し steamed 気 を 発 raw す る matter か ら science institute, nuclear fusion within に both set の イ メ ー ジ furnace に て quartz tube all に し seaborne て in 800-1000 ℃ で 1-3 time の line heating を っ た. カ ル シ ウ ム steamed 気 を バ ナ ジ ウ ム surface に of し た point で acid element と 応 さ せ acidification カ ル シ ウ を ム phase formation さ せ た. Acid element, and び, カ ル シ ウ ム の supply speed を り fishing or わ せ, than の acidification カ ル シ ウ ム coating を made す る よ う に, optimal temperature conditions の を っ た. Consummate し た コ ー テ ィ ン グ に つ い て は science institute, nuclear fusion に の X-ray photoelectron spectroscopic analysis device is installed both い を in て, crystalline state and び no impurity concentration に つ い て の line measurement を っ た. Youdaoplaceholder0, co-existence experiment at the university of Tokyo にてリチウム を line って characteristics of putrid food に って て て を line った.

项目成果

Compatibility of compound oxides with liquid Li for fusion reactor blanket application

复合氧化物与液态锂在聚变反应堆包层应用中的相容性

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Physics and Chemistry of Solids (発表予定)
• 作者: Akihiro Suzuki;Takeo Muroga;Toshiaki Yoneoka;Satoru T
• 通讯作者: Satoru T