Melting and boiling behaviour of pure tungsten and 1 wt% lanthanum-oxide-doped tungsten (WL10) are investigated, focusing on the material selection with respect to material loss induced by cavitation. Melting experiments under high heat loads are carried out in the high heat flux facility GLADIS. Pulsed hydrogen neutral beams with heat flux of 10 and 23 MW m−2 are applied onto the adiabatically loaded samples for intense surface melting. Melt layer of the two tungsten grades exhibit different microstructure characteristics. Substantive voids owning to cavitation in the liquid phase are observed in pure W and lead to porous resolidified material. However, little cavitation bubbles can be found in the dense resolidified layer of WL10. In order to find out the gaseous sources, vapour collection is performed and the components are subsequently detected. Based on the observations and analyses, the microstructure evolutions corresponding to melting and vapourization behaviour of the two tungsten grades are tentatively described, and furthermore, the underlying mechanisms of cavitation in pure W and its suppression in WL10 are discussed.
純タングステンおよび1 wt%ランタン酸化物ドープタングステン（WL10）の溶融・沸騰挙動を、キャビテーションによる材料損失に着目した材料選定の観点から調査した。高熱負荷下での溶融実験は、高熱流束施設GLADISにおいて実施した。熱流束10および23 MW m−2のパルス状水素中性ビームを、断熱負荷された試料に照射し、激しい表面溶融を生じさせた。2種類のタングステン材の溶融層は、異なる微細組織特性を示す。液相中のキャビテーションに起因する実質的なボイドが純Wに観察され、多孔質の再凝固材料をもたらした。しかし、WL10の緻密な再凝固層には、キャビテーション気泡はほとんど見られなかった。気体源を特定するため、蒸気捕集を実施し、その成分をその後検出した。観察と分析に基づき、2種類のタングステン材の溶融・蒸発挙動に対応する微細組織の進展を暫定的に記述し、さらに、純WにおけるキャビテーションとWL10におけるその抑制の基礎となる機構について考察した。