AbstractActively cooled plasma facing components (PFC) have been developed and used in Tore Supra since 1985. One of the main technological problem is due to the expansion mismatch between graphite armour and metallic heat sink material. A first technology used graphite tiles with or without a reinforcement and a compliant layer, brazed with titanium copper–silver (TiCuAg) alloy. The next technology used carbon fiber material (CFC) tiles with a 2 mm pure copper compliant layer, since the good mechanical strength of the CFC allowed the reinforcement layer to be suppressed. No destructive inspection during the manufacturing procedure was found to be essential to insure a good reliability of the elements. A recent technology was developed for the new actively cooled toroidal pump limiter of Tore Supra (designed to remove up to 15 MW during 1000 s with incident heat flux up to 10 MW m−2). This new technology uses an active metal casting (AMC) of copper onto CFC tiles whose surface is prepared by a laser treatment. Copper compliant layer is then electron-beam welded to the heat sink. This technology is silver free and could be ITER relevant. The first bonding is X-ray controlled and the second one ultrasonic (US) tested. Finally all the elements are controlled by an infrared imaging technique during a hot water test.
アクティブ冷却プラズマ対向機器(PFC)は、1985年以降、Tore Supraにおいて開発され、使用されてきた。主要な技術的課題の一つは、グラファイト装甲材と金属製ヒートシンク材料との間の熱膨張差に起因するものである。第一の技術では、補強材の有無にかかわらずグラファイトタイルを、チタン–銅–銀(TiCuAg)合金を用いてろう付けし、コンプライアント層を設けた。次の技術では、炭素繊維複合材料(CFC)タイルに2 mmの純銅コンプライアント層を適用した。これは、CFCの優れた機械的強度により補強層を省略できるためである。製造工程における非破壊検査は、要素の信頼性を確保するために不可欠であることが判明した。最新の技術は、Tore Supraの新型アクティブ冷却トロイダルポンプリミッター(設計上、1000秒間にわたり最大15 MWの除去、入射熱流束は最大10 MW m⁻²)向けに開発された。この新技術では、レーザー処理により表面を改質したCFCタイル上に、活性金属鋳造(AMC)法を用いて銅を鋳造する。その後、銅コンプライアント層は電子ビーム溶接によりヒートシンクに接合される。この技術は銀を含まず、ITERへの適用可能性がある。第一の接合部はX線検査により管理され、第二の接合部は超音波探傷試験(UT)により検査される。最後に、すべての要素は温水試験中に赤外線イメージング技術を用いて管理される。