[原子力産業新聞] 2009年4月16日 第2474号 ＜4面＞

原子力機構　ＩＴＥＲで世界初　ダイバータ実機見通し　２０１１年度から量産目指す

原子力機構は国際熱核融合実験炉（ＩＴＥＲ）の実現に向けて開発を進めてきた核融合炉内機器の１つであるダイバータの実機製作のための性能評価試験用ダイバータ試験体をカワサキプラントシステムズ社、東洋炭素、アライドマテリアル社、大和合金の協力を得て製作し、このほど高熱負荷試験に世界で初めて成功した、と発表した。

ＩＴＥＲのダイバータは、従来の工学機器では未経験の１平方メートル当たり最大２０ＭＷという高熱負荷に耐えられる構造が不可欠であり、炉心プラズマの最も高い熱負荷に耐えられる強固な設計が求められている。

ＩＴＥＲ参加各極は、ダイバータ調達の納入基準となる１平方メートル当たり２０ＭＷの熱負荷で１０００回以上の耐久性を達成すべく、長年研究開発を進めてきた。

この条件をクリアするため原子力機構では、高熱負荷に耐え、純銅を超える高い熱伝導性を持った炭素繊維複合材に着目し、炭素繊維複合材製の表面保護タイルを銅合金製の冷却管に「ロウ付け」する構造の開発を行ってきた。

ただ、この表面保護タイルは、冷却管の銅合金よりも熱膨張係数が小さいため、冷却管との直接接合が困難だった。特に多孔質でもろい性質の炭素繊維複合材と銅合金製冷却管の組み合わせ寸法精度の管理や、中性子環境下で使用可能な特殊なロウ材を用いた際の接合不良の克服が大きな課題だった。

そこで同機構では、長年のＩＴＥＲ工学設計活動で得た知見に基づき、表面保護タイルと冷却管の間に柔軟な純銅製緩衝材を挟み、ロウ付けすると共に、炭素繊維複合材の接合面にあらかじめチタンを塗布して金属化を図り、プラス・マイナス５ミクロンの組み合わせ寸法制度を達成し、接合不良を克服した。

この技術で製作した性能評価試験用ダイバータ試験体の高熱負荷試験を、ＩＴＥＲ機構が指定するロシアのエフレモフ研究所で行った結果、判定条件を達成したため、原子力機構はＩＴＥＲ機構から、ダイバータ調達極（日・欧・露）で初となる実機ダイバータ製作に必要な技術能力を認定された。

この成果をもとに原子力機構は今年度より、ダイバータ実規模プロトタイプの製作を行い、２０１１年度を目途に実機用ダイバータの量産およびＩＴＥＲ機構への納入を開始する見通しだ。

【最大２０ＭＷ／平方メートル】家庭用のホットプレートの約２０００倍の熱量で、２リットル入りやかんの水を２秒で沸騰させることができるような熱量。

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