AbstractAn experimental study was made of the cracks in the resolidification layer of stainless formed by a simulated plasma disruption. A neutral beam injector was employed as heat source, by which a heat flux of about 77 MW/M2 was applied on the test pieces for durations of 40 to 110 ms. The crack density and the crack depth increased with increasing duration until the heat load reached around 5 MJ/m2. At higher energy depositions the crack density decreased with increasing duration, while the crack depth changed little. After repetititive pulsed irradiation, the crack depth increased while the crack density was scarcely affected. A calculation was made using a one-dimensional stress analysis code to determine the stress and strain distribution during the heating up and cooling down processes. The increasing rate of strain in the resolidification layer decreased with increasing duration, which is one reason for the low crack density under the heavy-load condition. The residual stress in the resolidification layer increased under load repetition, which is considered to be one of the reasons for the deep cracks after repetitive irradiation.
模擬プラズマディスラプションによってステンレス鋼の再凝固層に生じたクラックについて実験的研究を行った。熱源として中性粒子ビーム入射装置を用い、試験片に約77 MW/m²の熱流束を40～110 msの間印加した。クラック密度とクラック深さは、熱負荷が約5 MJ/m²に達するまで印加時間の増加とともに増大した。より高いエネルギー堆積では、クラック密度は印加時間の増加とともに減少したが、クラック深さはほとんど変化しなかった。繰り返しパルス照射後、クラック深さは増加したが、クラック密度はほとんど影響を受けなかった。加熱時および冷却時の応力とひずみ分布を決定するために、一次元応力解析コードを用いて計算を行った。再凝固層におけるひずみの増加率は印加時間の増加とともに減少し、これは高熱負荷条件下での低いクラック密度の一因である。再凝固層における残留応力は繰り返し負荷とともに増加し、これは繰り返し照射後の深いクラックの一因であると考えられる。