AbstractTungsten is a promising candidate for plasma-facing materials to cover the surface of the divertor plate in the design of the International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER). The Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI) has developed divertor mock-ups coated with tungsten using the chemical vapor deposition (CVD) technique. Thermal fatigue and screening tests of ITER-relevant divertor mock-ups carried out in an electron beam gun facility are presented. The two mock-ups consist of a 2 mm thick CVD tungsten layer on heat sinks made of OFHC–Cu and 30 wt.% Cu-infiltrated tungsten, respectively. The cooling channel is equipped with a twisted tape as heat transfer enhancement. Both mock-ups successfully withstood a steady-state deposited heat flux of 5 MW m−2 for 1000 cycles. These experiments show that CVD W-coated divertor mock-ups meet ITER requirements for plasma-facing components. These tests also demonstrate the capability of these mock-ups to withstand a transient deposited heat flux of 22 MW m−2 for 10 s without failure.
タングステンは、国際熱核融合実験炉（ITER）の設計においてダイバータ板の表面を覆うプラズマ対向材料として有望な候補である。日本原子力研究所（JAERI）は、化学蒸着（CVD）法を用いてタングステンで被覆したダイバータ・モックアップを開発した。電子ビーム加熱装置を用いて実施したITER関連ダイバータ・モックアップの熱疲労試験およびスクリーニング試験について述べる。2つのモックアップは、それぞれOFHC-Cuおよび30wt.%Cu含浸タングステン製のヒートシンク上に形成された厚さ2mmのCVDタングステン層から構成される。冷却チャネルには、熱伝達を促進するためのツイステッドテープが装備されている。両モックアップは、5MW m⁻²の定常熱流束を1000サイクル印加しても損傷なく耐えた。これらの実験は、CVDタングステン被覆ダイバータ・モックアップがITERのプラズマ対向材料要件を満たすことを示している。さらに、これらの試験は、モックアップが22MW m⁻²の過渡熱流束を10秒間、破損なく耐える能力も実証している。