核融合開発研究の現状-高温プラズマと対向壁材料-

摘要

近い将来を目標とする実験においては現在使われているボルト締め（機械接合）方式の改良で長時間の高熱流束に対応し，高温プラズマの長時間保持達成に役立てる研究が行われている。 実用段階に向けての長期的開発では，高熱流束機器のプラズマ対向材料として，耐損耗に優れ，水素吸蔵の少ない高Z材料，とくにタングステンが注目を集めている。 タングステン材料について，その製作法開発，熟特性，プラズマ照射による水素同位体，ヘリウム吸蔵特性について多様な材料条件にわたって研究が行われている。 炭素材料表面へのコーティングでは，表面形状の工夫によって熱膨張率の不整合に起因する問題を解決し，大型のコーティング材料製作の見通しを得ている。 タングステン材，あるいはタングステンコーティング炭素材の無酸素銅ロウ付けの試みもされており，これについても問題点と今後の見通しが得られつつある。 炭素材へのタングステンコーティングでは，レニウム中間層の効果を確認し，その効果の許容限界として1300°Cという量的な指針を得ている。 水素，およびヘリウム吸蔵特性に与える表面改質の影響も，直線型プラズマ試験装置を用いて研究が進展している。 1億度を超えるプラズマ生成が現実となり，長時間運転が当面の目標になってきた核融合炉開発研究の現段階において，耐熱対向壁材料，対向機器開発の重要性が一段と強く認識され，研究活動の比重が増してきている。