The present contribution highlights results of the recent irradiation campaigns applied to screen mechanical properties of advanced tungsten and copper-based materials—main candidates for the application in the plasma-facing components (PFC) in the European DEMO, which has also been presented at 28th IAEA fusion energy conference. The main challenges in the formulated irradiation programme were linked to: (I) assessment of the ductile-to-brittle transition temperature of newly developed tungsten-based materials; (ii) investigation of an industrial pure tungsten grade under high temperature irradiation, reflecting operational conditions in the high flux divertor region; (iii) assessment of the high temperature strength of CuCrZr-based alloys and composites developed to enable the extension of the operational window for the heat sink materials. The development and choice of the advanced materials is driven naturally by the need to extend the operation temperature/fluence window thereby enlarging the design space for PFCs. The obtained results helped identifying the prospective tungsten and copper-based material grades as well as yielded a number of unexpected results pointing at severe degradation of the mechanical properties due to the irradiation. The results are discussed along with the highlights of the microstructural examination. An outlook for near future investigations involving in-depth post-irradiation examination and further irradiation campaigns is provided.
本寄稿は、欧州DEMOのプラズマ対向機器（PFC）への応用の主要候補である先進タングステン材料および銅系材料の機械的特性をスクリーニングするために実施された最近の照射キャンペーンの結果を強調するものであり、これは第28回IAEA核融合エネルギー会議においても発表された。策定された照射プログラムにおける主な課題は、以下の点に関連していた：（I）新たに開発されたタングステン系材料の延性脆性遷移温度の評価；（ii）高フラックスダイバータ領域における運転条件を反映した高温照射下での工業用純タングステン材質の調査；（iii）ヒートシンク材料の運転ウィンドウ拡大を可能にするために開発されたCuCrZr系合金および複合材料の高温強度の評価。先進材料の開発と選定は、運転温度・フルエンスウィンドウを拡張し、それによりPFCの設計空間を広げる必要性によって自然に推進されている。得られた結果は、有望なタングステンおよび銅系材料グレードの特定に役立つとともに、照射による機械的特性の著しい劣化を示す予期せぬ結果も数多くもたらした。結果は、微細組織観察のハイライトとともに考察される。詳細な照射後試験およびさらなる照射キャンペーンを含む近未来の調査に関する見通しが示される。