| 【発明の名称】 |
核融合装置用真空容器 |
| 【発明者】 |
【氏名】豊田 真彦
【氏名】清水 克祐
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| 【要約】 |
【課題】中性子に対する耐照射性が優れているとともに、放射化が抑制され、かつ、耐蝕性とガス放出特性に優れた核融合装置用真空容器を提供すること。
【解決手段】オーステナイト系ステンレス鋼製の真空容器２の内面にフェライト鋼製のタイル３が設置されている。このフェライト鋼製のタイル３の表面には、Ｃｒ，Ａｌ，ＳｉＣ，ＴｉＣなどのメッキ層４によって形成された耐蝕性、耐ガス放出性、ガス非吸着性をもつコーティングが施されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 オーステナイト系ステンレス鋼製の真空容器内面に、表面に耐蝕性、耐ガス放出性、ガス非吸着性のコーティングを施したフェライト鋼製のタイルを設置したことを特徴とする核融合装置用真空容器。
【請求項２】 前記コーティングをＣｒ，Ａｌ，ＳｉＣ，ＴｉＣなどのメッキによって施したことを特徴とする請求項１に記載の核融合装置用真空容器。
【請求項３】 前記コーティングをＡｌ，ＳｉＣ，ＴｉＣなどの真空蒸着によって施したことを特徴とする請求項１に記載の核融合装置用真空容器。
【請求項４】 前記コーティングをＴｉＯ2 などのセラミックスの加水分解によるコーティングで施したことを特徴とする請求項１に記載の核融合装置用真空容器。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、核融合装置を構成する真空容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】核融合反応を起こすためには、高温・高密度のプラズマをつくって真空にした反応容器の中に磁力線によって閉じ込めることが必要である。このような、核融合装置を構成する真空容器には、ＳＵＳ３１６やインコネルなどの常磁性体であるオーステナイト系ステンレス鋼が使われる。しかしながら、オーステナイト系ステンレス鋼は核融合反応によって生ずる中性子で放射化し易いという性質があり扱い難い。
【０００３】一方、フェライト系の鋼は放射化しにくいが、錆びやすい。核融合装置を構成する真空容器は真空状態で使用されるが、点検時には開放されるので、錆びやすいという面で耐蝕性が弱いフェライト系の鋼は、核融合装置用真空容器には使用できない。また、核融合装置用の真空容器は、中性子に対する耐照射性に優れていること、更には、高真空を維持するためのガス放出特性に優れていることが必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、中性子に対する耐照射性が優れているとともに、放射化が抑制され、かつ、耐蝕性とガス放出特性に優れた核融合装置用真空容器を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決するため、オーステナイト系ステンレス鋼製の真空容器内面に、表面に耐蝕性、耐ガス放出性、ガス非吸着性のコーティングを施したフェライト鋼製のタイルを設置した構成の核融合装置用真空容器を提供する。
【０００６】本発明の核融合装置用真空容器を構成するフェライト鋼製のタイルに施すコーティングとしては、Ｃｒ，Ａｌ，ＳｉＣ，ＴｉＣなどのメッキによるもの、Ａｌ，ＳｉＣ，ＴｉＣなどの真空蒸着によるもの、或いは、ＴｉＯ2 、などのセラミックスの加水分解によりコーティングを形成したものなど、耐蝕性、耐ガス放出性、ガス非吸着性のあるものを種々採用することができる。
【０００７】以上の構成を有する本発明の核融合装置用真空容器は、オーステナイト系ステンレス鋼製であるが、その内面にフェライト鋼製のタイルが設置されていて、核融合反応によって生ずる中性子に対する耐照射性が向上し、放射能化が抑制できる。しかも、そのフェライト鋼製のタイルには、表面に施されたコーティングによって耐蝕性、耐ガス放出性、ガス非吸着性が与えられているので、核融合装置用の真空容器としての機能を担うことができるものとなっている。
【０００８】本発明の核融合装置用真空容器に採用するフェライト鋼製のタイルにコーティングを施すのに、Ｃｒ，Ａｌ，ＳｉＣ，ＴｉＣなどのメッキや真空蒸着、或いはＴｉＯ2 などのセラミックスの加水分解によるコーティングを施すやり方によれば、一回の施工でタイル全面にコーティングを施すことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明による核融合装置用真空容器を図示した実施形態に基づいて具体的に説明する。
【００１０】（第１実施形態）まず、図１に示した第１実施形態による核融合装置用真空容器について説明する。核融合装置におけるドーナツ状の真空容器１の一部を輪切りにした断面図を示す図１の（ａ）に見られるように、この真空容器１は、オーステナイト系ステンレス鋼製の容器２と、その内面に設置されたＦｅ−９％Ｃｒなどのフェライト鋼製タイル３によって構成されている。
【００１１】図１の（ａ）のＢ部分の拡大図である図１の（ｂ）図に示してあるように、フェライト鋼製タイル３にはＣｒ（クロム）、Ａｌ（アルミニウム）などの金属やＳｉＣ，ＴｉＣなどのセラミックスによる数１０〜数１００μの厚さのメッキ層４によるコーティングが施されている。
【００１２】このように本実施形態による核融合装置用真空容器１は、オーステナイト系ステンレス鋼製の容器２の内面にフェライト鋼製タイル３が設置してあるので、核融合反応によって生ずる中性子に対する耐照射性が向上されているとともに、核融合反応によって生ずる中性子による放射化が抑制可能となっている。
【００１３】また、真空容器１内面に設置されているフェライト鋼製タイル３には、その表面にメッキ層４によるコーティングが施されているので耐蝕性が付与されるとともにガス放出特性が改善されており、フェライト鋼製タイル３の表面に錆が発生し、核融合装置用真空容器としての性能を損なうようなことがない。更に、フェライト鋼製タイル３の表面には、メッキ層４によってコーティングを形成するので、一回の施工でフェライト鋼製タイル３の全面に被膜を形成させることができる。
【００１４】（第２実施形態）次に、図２に示す第２実施形態による核融合装置用真空容器について説明する。この第２実施形態による核融合装置用真空容器１も、オーステナイト系ステンレス鋼製の容器２の内面にフェライト鋼製タイル３が設置されている。フェライト鋼製タイル３の表面には、Ａｌ（アルミニウム）などの金属やＳｉＣ，ＴｉＣなどのセラミックスを材料とした真空蒸着層５によるコーティングが形成されている。
【００１５】この第２実施形態による核融合装置用真空容器１は、オーステナイト系ステンレス鋼製の容器２の内面にフェライト鋼製タイル３が設置してあるので、核融合反応によって生ずる中性子に対する耐照射性が向上されているとともに、核融合反応によって生ずる中性子による放射化が抑制可能となっている。
【００１６】また、真空容器１内面に設置されているフェライト鋼製タイル３には、その表面に真空蒸着層５によるコーティングが施されているので耐蝕性が確保されるとともにガス放出特性が改善されている。また、フェライト鋼製タイル３の表面にコーティング５を形成するのに真空蒸着層５を用いているので、一回の施工でタイル全面にコーティングを形成させることができる。
【００１７】（第３実施形態）次に、図３に示す第３実施形態による核融合装置用真空容器について説明する。この第３実施形態による核融合装置用真空容器１も、オーステナイト系ステンレス鋼製の容器２の内面にフェライト鋼製タイル３が設置されている。フェライト鋼製タイル３の表面には、ＴｉＯ2 セラミックスなどを材料とした加水分解コーティング層６が施されている。
【００１８】このコーティング層６は、一例として次のように施される。テトライソプロポキシドチタンなどの有機チタネートを使用し、真空チャンバを真空排気しながら昇温し、有機チタネートの蒸気を真空チャンバ内に導入する。次いで真空チャンバを室温に戻して内壁面に結露させ、次にチャンバ内に湿度４０％の大気をゆっくりと導入して加水分解反応により有機チタネートを二酸化チタンに組成変化させ、二酸化チタン膜を生成させる。
【００１９】以上のように構成されている本実施形態による核融合装置用真空容器１は、オーステナイト系ステンレス鋼製の容器２の内面にフェライト鋼製タイル３が設置してあるので、核融合反応によって生ずる中性子に対する耐照射性が向上されているとともに、核融合反応によって生ずる中性子による放射化が抑制可能となっている。
【００２０】また、そのフェライト鋼製タイルの表面には、セラミックスの加水分解によるコーティング層６が施されているので耐蝕性が確保されているとともに、ガス放出特性が改善されている。更にまた、フェライト鋼製タイルの表面にセラミックスの加水分解によるコーティング層６を施すことによって１回の施工でタイル全面をコーティングすることができる。
【００２１】以上、本発明を図示した実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明がこれらの実施形態に限定されず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その具体的構造、構成に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。例えば、上記実施形態ではフェライト鋼製タイルの表面にコーティングを施すのに、メッキ、真空蒸着、加水分解によるものを採用しているが、フェライト鋼製タイルの表面に、耐蝕性、耐ガス放出性、ガス非吸着性のコーティングを施しうるものであれば、溶射など、他の適宜の方法によってよい。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼製の真空容器内面に、表面に耐蝕性、耐ガス放出性、ガス非吸着性のコーティングを施したフェライト鋼製のタイルを設置した構成の核融合装置用真空容器を提供する。
【００２３】以上の構成を有する本発明の核融合装置用真空容器は、オーステナイト系ステンレス鋼製であるが、その内面にフェライト鋼製のタイルが設置されていて、核融合反応によって生ずる中性子に対する耐照射性が向上し、放射能化が抑制できる。しかも、そのフェライト鋼製のタイルには、表面に施されたコーティングによって耐蝕性、耐ガス放出性、ガス非吸着性が与えられているので、核融合装置用の真空容器としての機能を担うことができるものとなっている。
【００２４】本発明の核融合装置用真空容器に採用するフェライト鋼製のタイルにコーティングを施すのに、Ｃｒ，Ａｌ，ＳｉＣ，ＴｉＣなどのメッキや真空蒸着、或いはＴｉＯ2 などのセラミックスの加水分解によるコーティングを採用したものでは、一回の施工でタイル全面にコーティングを施すことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２０８
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年１１月８日（２０００．１１．８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６９２４６
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 新 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−１４８３７６（Ｐ２００２−１４８３７６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年５月２２日（２００２．５．２２） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３４０１７７（Ｐ２０００−３４０１７７） |
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