承接核聚变实验堆ITER项目并开发相应零部件~作为解决能源问题与环境问题的对策而备受瞩目的国际项目~

ITER主体的外观图。核聚变能源被称为“地面上的太阳”,而ITER是一种用于验证该能源在科学技术层面可以成立的装置。装置的核心是甜甜圈形的超高温等离子体。在该等离子体中发生核聚变反应。
ITER主体的外观图。核聚变能源被称为“地面上的太阳”,而ITER是一种用于验证该能源在科学技术层面可以成立的装置。装置的核心是甜甜圈形的超高温等离子体。在该等离子体中发生核聚变反应。

世界范围内,人们正愈发积极地开展以实现脱碳社会为目标的相关活动,以此为背景,“核聚变发电”作为从根本上解决能源问题与环境问题的对策而备受瞩目。核聚变是指轻原子核之间结合后变成重原子核的反应,这一现象即太阳产生能源的根源所在。为在地面上生成该能源并将其用于发电,人们正在推进核聚变发电的相关研发。与使用核裂变反应的原子能发电相比,核聚变发电不产生高放射性核废料,具备可轻易停止反应的出色安全性,因而人们很期待能实现核聚变发电。

在这样的背景下,通过包括日本在内的七方(日本、欧洲、美国、俄罗斯、印度、中国、韩国)的国际协作,在法国建设核聚变实验堆“ITER(国际热核聚变实验堆计划)”。本次,住友电工集团公司旗下的联合材料株式会社所开发制造的产品“Tungsten Monoblock(钨单块)”,作为ITER偏滤器*的重要构成零部件得以采用。

*偏滤器:是一种机器,可承受来自等离子体的高温热流和粒子流动,在维持等离子体的基础上,排出和去除多余杂质。ITER项目中,日本提供外侧部分,欧洲提供内侧部分,俄罗斯提供穹顶部分。

Tungsten Monoblock(钨单块):尺寸约为30mm×30mm×10mm,是一种将适用于核聚变实验堆的钨材和无氧铜以特殊方式接合在一起的产品。被铜合金冷却管件串成串后构成组件。
Tungsten Monoblock(钨单块):尺寸约为30mm×30mm×10mm,是一种将适用于核聚变实验堆的钨材和无氧铜以特殊方式接合在一起的产品。被铜合金冷却管件串成串后构成组件。

作为发电能量源的核聚变反应发生于被磁场笼罩的超1亿℃等离子体之中,偏滤器的表面温度最高可达2,300℃,因此要求构成核聚变实验堆的材料具备极高耐热性。联合材料株式会社所开发制造的Tungsten Monoblock(钨单块)已被确证是适用于核聚变实验堆的材料(例如:可承受超2,000℃的热负荷,即使运转时长超过ITER设计要求运转周期数3倍以上也不会破裂),最终被采用于本次项目。

在世界需要稳定供应环保清洁能源的当下,本集团所开发的“不会破裂的钨单块”有望促成核聚变发电的实现。

今后,本集团将继续通过产品与技术,为解决社会课题做出贡献。

日本国立研究开发法人量子科学技术研究开发机构的评价结果

新开发的钨材与以往的钨材相比,已确认不会出现因变形引起的明显表面隆起,并具有出色的热稳定性。

新开发的钨材与以往的钨材相比,已确认不会出现因变形引起的明显表面隆起,并具有出色的热稳定性。
新开发的钨材与以往的钨材相比,已确认不会出现因变形引起的明显表面隆起,并具有出色的热稳定性。
照片提供方:日本国立研究开发法人量子科学技术研究开发机构

ITER机构对样机的评价结果

即使评价对象时长超过ITER所要求的设计运转周期数3倍以上,也未观察到破裂,可见其具备出色的耐热冲击性。

ITER机构对样机的评价结果
ITER机构对样机的评价结果

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