JPH02301548A - プラズマ対向材料の修理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は核融合装置に使用されているプラズマ対向材料
の修理方法に関する。

（従来の技術） 核融合装置に使用されているプラズマ対向材料とは文字
通りプラズマに直接対向する材料で、主として第−壁、
リミタ、ダイバータ等のプラズマに面している材料のこ
とを指している。

さて、重水素（Ｄ）と三重水素（Ｔ）を燃料として用い
る核融合装置では、プラズマ中で起こるＤ−Ｔ反応によ
って３．５ＭｅＶのα粒子と１４．　ＩＭｅＶの中性子
が発生するα粒子はプラズマ自身を加熱した後、プラズ
マ対向材料への表面熱負荷となり、中性子は材料中で体
積発熱を引き起こす。プラズマ対向材料にはこのような
熱的な負荷が加わるとともに高エネルギー中性子による
重照射を受ける。

また、第一壁表面は荷電交換によって中性化したプラズ
マ構成粒子による衝撃を受け、ダイバータ。

リミタ等の表面は磁力線に沿って流入する荷電粒子の衝
撃を受ける。

このようにプラズマ対向材料はプラズマから高い熱負荷
９粒子負荷および中性子負荷を受ける。

中性子負荷は材料の著しい特性劣化を引き起こし、中性
または荷電粒子の負荷はスパッタリングによ。

り材料を損耗させる。さらに、スパッタリ”ンによって
プラズマに材料が混入するとプラズマ中で制御放射損失
が大きくなり、プラズマを冷却してしまう。また熱負荷
は材料中に高い熱応力を生じさせる。これらの負荷は通
常運転時の負°荷であるが、この他にプラズマが突然消
滅する異常時、いわゆるプラズマディスラプション時に
は、プラズマが持っている巨大なエネルギーが瞬時にし
てプラズマ対向材料に放出されるため、その材料の表面
は著しく高いパルス状熱負荷を受ける。したがって、材
料の表面で溶融・蒸発が発生し、その表面が損耗すると
ともに熱衝撃によってき裂の発生または破損が引き起こ
される。

そこで、プラズマ対向材料としては、以上述べてきた損
傷をできるだけ防ぐような材料が選択される。この材料
には例えばグラファイト系またはＳｉ　Ｃ，Ｔｉ　Ｃ等
のセラミックス、あるいはＷ。

Ｍｏ、Ｔａ、Ｖ等の耐熱材料が用いられる。

（発明が解決しようとする課題） これらのプラズマ対向材料はＤ−Ｔ反応を用いない核融
合装置、例えばＨプラズマを用いる核融合装置でも、材
料の中性子負荷による損傷を除けば前記と同様の環境に
おかれる。

上述したように従来プラズマ対向材料は種々の損傷を受
けるので、定期的あるいは不定期な交換が必要であった
。この効果を行うためには、核融合装置の運転を止め、
人力あるいはマニピュレータを用いて損傷材料を炉内か
ら取りはずし、新しい材料を取り付ける交換方法で行っ
ていた。

しかしながら、損傷したプラズマ対向材料交換方法は上
述した方法によると多大な労力と時間を要する課題があ
る。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、プ
ラズマ対向材料の修理を交換することなく核融合装置内
で容易に行うことができる核融合装置のプラズマ対向材
料の修理方法を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明はプラズマ対向材料の損傷部にその損傷部以外の
プラズマ対向材料を覆うようにカバーをかぶせ、前記損
傷部にプラズマ溶射ガンで溶射材料を溶射して肉盛する
ことを特徴とする。

（作　用） 修理すべきプラズマ対向材料の損傷部以外を覆うように
したカバーをプラズマ対向材料にかぶせ、前記損傷部に
プラズマ溶射ガンで溶射材料を溶射して肉盛したのち、
その他の余分な溶射部分を削り取って修理を完了する。

よって、従来のように損傷したプラズマ対向材料を取り
はずして新しいものと交換する必要がなく、核融合装置
内で容易に修理することができる。

（実施例） 第１図および第２図を参照しながら本発明に係るプラズ
マ対向材料修理方法の一実施例を説明する。

第１図中、符号１はタングステンからなるタイル状プラ
ズマ対向材料を示しており、このプラズマ対向材料１は
プラズマ真空容器のたとえば第１壁として使用される受
熱板と称されるもので、多数枚がブランケット構造材の
サポートに直接取着されている。符号２は対向材料の一
部分がプラズマによって破損した損傷部を示している。

この損傷部２を修理するために、第２図に示したように
プラズマ対向材料の表面積とほぼ等しい面積の開口部３
ａを有する第１のカバー３を第１のマニピュレータのア
ーム４ａに取着し、この第１のカバー３で損傷部２を有
する対向材料以外の周辺のプラズマ対向材料１の表面を
覆う。つぎに第２のカバー５を第２のマニピュレータの
アーム４ｂに取着して、この第２のカバー５で損傷部２
以外のプラズマ対向材料１の表面を覆う。そして、第３
のマニピュレータのアーム４Ｃに取着したプラズマ溶射
ガン６で前記損傷部２に対向材料と同質の溶射材料を溶
射して肉盛りし、その損傷部２を補修する。プラズマ溶
射後のプラズマ対向材料１は損傷部２以外にも溶射され
ているので、その余分の溶射部分を削り取ることによっ
て修理か完了する。

以上の実施例ではカバーおよびプラズマ溶射ガンをマニ
ピュレータのアームに取付けて自動的に操作する手段で
説明したが、核融合装置の真空容器の下部−に設けられ
ているプラズマ対向材料については溶射操作を手動で行
うことができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、プラズマ溶射ガンを用いて直接核融合
装置内でプラズマ対向材料を修理可能であるため、対向
材料交換の労力と時間を大幅に低減することができ、ひ
いては核融合装置の稼動率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る方法を説明するためのもので、第１
図はプラズマ対向材料とその損傷した部分を示す斜視図
、第２図は修理状態を示す斜視図である。 １・・・プラズマ対向材料 ２・・・プラズマ対向材料の損傷部 ３・・・第１のカバー ４・・・マニピュレーター ５・・・第２のカバー ６・・・プラズマ溶射ガン （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか　
１名） 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラズマ対向材料の損傷部にその損傷部以外のプラズマ
   対向材料を覆うようにカバーをかぶせ、前記損傷部にプ
   ラズマ溶射ガンで溶射材料を溶射し肉盛することを特徴
   とするプラズマ対向材料の修理方法。