The high heat flux behaviour of carbon materials for plasma-facing applications is a decisive issue for the design of first wall structures. In order to clarify this issue a number of experimental studies using beam irradiation facilities have been carried out on carbon materials, especially fine grain graphites and C-C composite materials. In this paper the results of several of these studies are compared with regard to the crack and erosion behaviour of the tested materials.Concerning the crack behaviour of graphites, a common tendency can be observed which indicates that very fine grain graphites with a high coefficient of thermal expansion are inferior to coarser materials with low thermal expansion. The erosion results of the different studies do not show correlation with each other and vary within two orders of magnitude. C-C composites did not show cracking under the applied heat fluxes. Compared to 4-d C-C composites and fiber reinforced graphites, the tested 2-d C-C composites are highly anisotropic in terms of erosion.
プラズマ対向材料としての炭素材料の高熱流束挙動は、第一壁構造の設計における決定的な課題である。この課題を明らかにするため、ビーム照射施設を用いた多数の実験研究が、炭素材料、特に微細粒黒鉛およびC-C複合材料に対して実施されてきた。本論文では、これらの研究結果のうちいくつかを、試験材料のき裂および侵食挙動に関して比較する。黒鉛のき裂挙動に関しては、共通の傾向が観察されており、熱膨張係数が高い極微細粒黒鉛は、熱膨張係数が低い粗粒材料よりも劣っていることが示されている。異なる研究間での侵食結果は相互に相関を示さず、その値は2桁の範囲で変動する。C-C複合材料は、印加された熱流束下ではき裂を示さなかった。2次元C-C複合材料は、4次元C-C複合材料および繊維強化黒鉛と比較して、侵食の観点から高い異方性を示した。