W and W-alloys are among the primary candidate materials for plasma-facing components in the design of fusion reactors, particularly in high-heat-flux regions such as the divertor. Under neutron irradiation W undergoes transmutation to its near-neighbours in the periodic table. Additionally He and H are particles emitted from certain neutron-induced reactions, and this is particularly significant in fusion research since the presence of helium in a material can cause both swelling and a strong increase in brittleness. This paper presents the results of inventory burn-up calculations on pure W and gives quantitative estimates for He production rates in both a fusion-reactor environment and under conditions expected in the ITER experimental device. Transmutation reactions in possible alloying elements (Re, Ta, Ti and V), which could be used to reduce the brittleness of pure W, are also considered. Additionally, for comparison, the transmutation of other fusion-relevant materials, including Fe and SiC, are presented.
WおよびW合金は、核融合炉の設計におけるプラズマ対向部品、特にダイバータのような高熱流束領域の主要候補材料の一つである。中性子照射下では、Wは周期表における近隣元素に核変換する。さらに、HeとHは特定の中性子誘起反応から放出される粒子であり、これは核融合研究において特に重要である。なぜなら、材料中のヘリウムの存在は、スエリングと脆性の大幅な増加の両方を引き起こし得るからである。本論文は、純Wに関するインベントリ燃焼計算の結果を示し、核融合炉環境およびITER実験装置で予想される条件の両方におけるHe生成率の定量的推定値を与える。純Wの脆性を低減するために使用できる可能性のある合金元素(Re, Ta, TiおよびV)における核変換反応も考慮される。さらに、比較のために、FeおよびSiCを含む他の核融合関連材料の核変換も示される。