JPS61294389A - 水素透過防止構造材 - Google Patents
水素透過防止構造材Info
- Publication number
- JPS61294389A JPS61294389A JP60135452A JP13545285A JPS61294389A JP S61294389 A JPS61294389 A JP S61294389A JP 60135452 A JP60135452 A JP 60135452A JP 13545285 A JP13545285 A JP 13545285A JP S61294389 A JPS61294389 A JP S61294389A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- base material
- silicon
- hydrogen permeation
- permeation
- Prior art date
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は核融合炉の壁材等として有用な水素透過防止構
造材に関する。
造材に関する。
(発明の技術的背景とその問題点〕
核融合炉では、拡散や電荷交換によ′つてプラズマから
漏出した水素同位体が上記プラズマを囲んでいる容器、
例えば、ステンレス鋼からなる第一壁に照射される。こ
の第一壁に照射されてその材料中に入り込んだ上記水素
同位体の大部分は、プラズマ側の材料表面に拡散して上
記プラズマ側に再放出され、或いは上記プラズマ中から
飛び出した中性子、または上記水素同位体やヘリウム等
の照射によって上記壁材料中に生じた格子欠陥に捕捉さ
れる。しかしながら、その一部は第一壁中を拡散して冷
却水側に透過する。この第一壁を透過して冷却水側に漏
れる水素同位体がトリチウムの場合、その冷却系機器の
放射能汚染を招き、上記冷却水系機器の保守、補修の大
きな障害が発生する。したがって上記汚染・障害を防止
するためには、水素同位体の透過を防止・抑制しうる構
造材が要望されている。
漏出した水素同位体が上記プラズマを囲んでいる容器、
例えば、ステンレス鋼からなる第一壁に照射される。こ
の第一壁に照射されてその材料中に入り込んだ上記水素
同位体の大部分は、プラズマ側の材料表面に拡散して上
記プラズマ側に再放出され、或いは上記プラズマ中から
飛び出した中性子、または上記水素同位体やヘリウム等
の照射によって上記壁材料中に生じた格子欠陥に捕捉さ
れる。しかしながら、その一部は第一壁中を拡散して冷
却水側に透過する。この第一壁を透過して冷却水側に漏
れる水素同位体がトリチウムの場合、その冷却系機器の
放射能汚染を招き、上記冷却水系機器の保守、補修の大
きな障害が発生する。したがって上記汚染・障害を防止
するためには、水素同位体の透過を防止・抑制しうる構
造材が要望されている。
上記の例のほか、例えば多目的高温ガス炉において、二
次側の水素ガスが一次側ヘリウムガス中に透過すると、
その水素ガスによって炉心が損傷を受ける恐れがあるた
め、熱交換器の伝熱壁材料として水素の透過を防止しう
る材料が要望されている。 ′ しかしながら、核融合炉の壁材として用いることのでき
る構造材には水素同位体の透過を有効に抑制または防止
するものが開発されていなかった。
次側の水素ガスが一次側ヘリウムガス中に透過すると、
その水素ガスによって炉心が損傷を受ける恐れがあるた
め、熱交換器の伝熱壁材料として水素の透過を防止しう
る材料が要望されている。 ′ しかしながら、核融合炉の壁材として用いることのでき
る構造材には水素同位体の透過を有効に抑制または防止
するものが開発されていなかった。
本発明は上記要望を満足させるためになされたもので、
水素同位体の透過を効果的に防止または抑制できる水素
透過防止構造材を提供することを目的とする。
水素同位体の透過を効果的に防止または抑制できる水素
透過防止構造材を提供することを目的とする。
本発明の水素透過防止構造材は、ベース材に、好ましく
は、ステンレス鋼から成るベース材にケイ素濃度の高い
領域を形成したことを特徴とするものである。
は、ステンレス鋼から成るベース材にケイ素濃度の高い
領域を形成したことを特徴とするものである。
以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。
第1図は実施例に係る水素透過防止構造材の模式的な構
造図であり、1は核融合壁材のベース材である。
造図であり、1は核融合壁材のベース材である。
このベース材の材質は、本発明において特に限定されず
、核融合炉の構造材として用いることのできるものであ
ればいずれのものでもよい。その例として、ステンレス
鋼、炭素鋼、耐熱合金、アルミ合金、ニッケル合金、セ
ラミックなどがあるが、好ましくはステンレス鋼である
。
、核融合炉の構造材として用いることのできるものであ
ればいずれのものでもよい。その例として、ステンレス
鋼、炭素鋼、耐熱合金、アルミ合金、ニッケル合金、セ
ラミックなどがあるが、好ましくはステンレス鋼である
。
また2はベース材1の内部に形成されたケイ素高濃度領
域である。ケイ素高濃度領域2は、ケイ素濃度の分布を
表す第2図(a)に示すようにベース材中に一つの層を
成すようにしても、第2図(b)のようにベース材中に
多数の層をなすようにしても第2図(C)のようにベー
ス全体に亘って均一に形成しても、さらに第2図(d)
に示すように濃度勾配をつけてもよい。
域である。ケイ素高濃度領域2は、ケイ素濃度の分布を
表す第2図(a)に示すようにベース材中に一つの層を
成すようにしても、第2図(b)のようにベース材中に
多数の層をなすようにしても第2図(C)のようにベー
ス全体に亘って均一に形成しても、さらに第2図(d)
に示すように濃度勾配をつけてもよい。
本明細書において「ケイ素高濃度領域」とは、ベース材
中を通過しようとする水素同位体を有効に保持して水素
同位体の透過を防止することのできる濃度のケイ素を含
有する領域を指し、ベース材質の種類、上記した領域の
形態などによってケイ素濃度を適宜変更することができ
る。ケイ素の高濃度領域をベース材に形成する方法には
、種々の方法があり、例えばケイ素を合金成分として溶
融ベース材に添加して、また、ケイ素を多回に含む板を
ベース材にブラットさせて、形成することができる。
中を通過しようとする水素同位体を有効に保持して水素
同位体の透過を防止することのできる濃度のケイ素を含
有する領域を指し、ベース材質の種類、上記した領域の
形態などによってケイ素濃度を適宜変更することができ
る。ケイ素の高濃度領域をベース材に形成する方法には
、種々の方法があり、例えばケイ素を合金成分として溶
融ベース材に添加して、また、ケイ素を多回に含む板を
ベース材にブラットさせて、形成することができる。
この発明の構造材は次のような作用をするものと考えら
れる。
れる。
拡散や電荷交換によってプラズマ3から漏出した中性子
4および水素同位体5は、第1図に示すように、壁のベ
ース材1を、照射する。この中性子照射等によって材料
中に格子欠陥等が生じる。
4および水素同位体5は、第1図に示すように、壁のベ
ース材1を、照射する。この中性子照射等によって材料
中に格子欠陥等が生じる。
この格子欠陥等に、材料中を拡散してきた水素同位体が
捕獲保持される。保持された水素同位体とケイ素欠陥と
の結合力は、きわめて強くいったん水素同位体がケイ素
欠陥に捕獲されると他の場所へは動けずケイ素欠陥に保
持されたままとなる。
捕獲保持される。保持された水素同位体とケイ素欠陥と
の結合力は、きわめて強くいったん水素同位体がケイ素
欠陥に捕獲されると他の場所へは動けずケイ素欠陥に保
持されたままとなる。
また、保持された水素同位体の岳が飽和濃度に達すると
ケイ素高濃度領域には水素同位体は入り込めなくなる。
ケイ素高濃度領域には水素同位体は入り込めなくなる。
従ってベース材にケイ素高濃度領域を形成せしめると、
その領域よりプラズマ側にある水素同位体はケイ素高濃
度領域を通って冷却水側へ透過できなくなる。
その領域よりプラズマ側にある水素同位体はケイ素高濃
度領域を通って冷却水側へ透過できなくなる。
上記の水素同位体に関する特性は、おもに化学的性質に
基くものであるから、水素同位体である軽水素、重水素
、トリチウムの間での違いはほとんどない。したがって
、単にトリウムの透過防止のみならず重水素等の透過防
止にも利用することができる。
基くものであるから、水素同位体である軽水素、重水素
、トリチウムの間での違いはほとんどない。したがって
、単にトリウムの透過防止のみならず重水素等の透過防
止にも利用することができる。
また、核融合炉材料について説明したが、前述した^温
ガス炉の熱交換器伝熱壁等、水素同位体の透過を防止す
るための材料としても本発明の構造材が働くと考え′ら
れる。
ガス炉の熱交換器伝熱壁等、水素同位体の透過を防止す
るための材料としても本発明の構造材が働くと考え′ら
れる。
本発明による水素透過防止構造材によれば、トリチウム
等の水素同位体の透過を効果的に抑制することができる
。
等の水素同位体の透過を効果的に抑制することができる
。
第1図は本発明の実施例に係る水素透過防止構造材の構
造を説明するための略図、第2図はベース材に形成され
るケイ素濃度の高い領域を示す図である。 1・・・ベース材、2・・・ケイ素高濃度領域、3・・
・ブラズマ、4・・・中性子、5・・・水素同位体。 出願人代理人 猪 股 清 b l 図 yL)2 圀
造を説明するための略図、第2図はベース材に形成され
るケイ素濃度の高い領域を示す図である。 1・・・ベース材、2・・・ケイ素高濃度領域、3・・
・ブラズマ、4・・・中性子、5・・・水素同位体。 出願人代理人 猪 股 清 b l 図 yL)2 圀
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ベース材にケイ素高濃度領域が形成されていること
を特徴とする水素透過防止構造材。 2、ベース材がステンレス鋼から成る特許請求の範囲第
1項記載の水素透過防止構造材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60135452A JPS61294389A (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | 水素透過防止構造材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60135452A JPS61294389A (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | 水素透過防止構造材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61294389A true JPS61294389A (ja) | 1986-12-25 |
JPH0252235B2 JPH0252235B2 (ja) | 1990-11-09 |
Family
ID=15152041
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60135452A Granted JPS61294389A (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | 水素透過防止構造材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61294389A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002044115A3 (de) * | 2000-11-30 | 2002-12-27 | Schott Glas | Beschichtetes metallteil in der glasherstellung |
-
1985
- 1985-06-21 JP JP60135452A patent/JPS61294389A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002044115A3 (de) * | 2000-11-30 | 2002-12-27 | Schott Glas | Beschichtetes metallteil in der glasherstellung |
US7338714B2 (en) | 2000-11-30 | 2008-03-04 | Schott Ag | Coated metal element used for producing glass |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0252235B2 (ja) | 1990-11-09 |
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