AbstractIn a fusion blanket, beryllium has been identified for use as neutron multiplier, where it will be in contact with the structural material. Austenitic stainless steel, 316SS has been considered as the structural material. However, from some studies, it is reported that beryllium reacts with 316SS above 600 °C. In our investigations, we found that the reaction product between beryllium and nickel, BeNi was formed on 316SS side at 600 °C. Therefore, the compatibility between beryllium and ferritic stainless steel without nickel, F82H(Fe — 8%Cr — 2%W — 0.2%V) as the new structural material in JAERI was investigated to determine if it was more compatible with beryllium. In this study, for clarifying the chemical interaction between beryllium and F82H, the out-of-pile compatibility test has been carried out with diffusion couples of beryllium and F82H which were inserted in the capsule filled with high purity helium gas. Annealing temperatures was 400, 600 and 800 °C, and annealing periods was 100, 300 and 1000 h, respectively. From the results of this test, it is obvious that the thickness of reaction layer in F82H is 23 of that in 316SS in the case of annealing at 800 °C for 1000 h.
核融合ブランケットにおいて、ベリリウムは中性子増倍材としての使用が特定されており、そこでは構造材料と接触することになる。オーステナイト系ステンレス鋼である316SSが構造材料として検討されてきた。しかしながら、いくつかの研究から、ベリリウムは600°C以上で316SSと反応することが報告されている。我々の調査では、600°Cにおいてベリリウムとニッケルの反応生成物であるBeNiが316SS側に形成されることが判明した。そこで、JAERIにおける新たな構造材料として、ニッケルを含まないフェライト系ステンレス鋼であるF82H(Fe—8%Cr—2%W—0.2%V)とベリリウムとの適合性が、ベリリウムとより適合性があるかどうかを判断するために調査された。本研究では、ベリリウムとF82Hの化学的相互作用を明らかにするため、高純度ヘリウムガスを充填したカプセルに挿入されたベリリウムとF82Hの拡散対を用いて炉外適合性試験が実施された。焼鈍温度は400、600、800°Cであり、焼鈍時間はそれぞれ100、300、1000時間であった。この試験の結果から、800°Cで1000時間焼鈍した場合、F82Hにおける反応層の厚さは316SSのそれの23であることが明らかである。