AbstractA key feasibility issue for the international thermonuclear experimental reactor (ITER) vanadium/lithium breeding blanket is the question of insulator coatings. Design calculations show that an electrically insulating layer is necessary to maintain an acceptably low magnetohydrodynamic (MHD) pressure drop. To begin experimental investigations of the MHD performance of candidate insulator materials and the technology for putting them in place, a new test section was prepared. Aluminum oxide was chosen as the first candidate insulating material because it may be used in combination with NaK in the ITER vacuum vessel and/or the divertor and MHD performance tests could begin early in Argonne's liquid-metal experiment (ALEX) because NaK was already the working fluid in use.Details on the methods used to produce the aluminum oxide layer, as well as the microstructures of the coating and the aluminide sublayer, are presented and discussed.The overall MHD pressure drop, local MHD pressure gradient, local transverse MHD pressure difference and surface voltage distributions in both the circumferential and axial directions are reported and discussed. The overall MHD pressure drop, measured at 30 and 85°C, was higher than the perfectly insulating case, but many times lower than the bare-wall case. It was demonstrated that the increase in MHD pressure drop above the theoretical values is largely due to the presence of instrumentation penetrations in the test section walls, which provide current paths from the fluid to the walls of the pipe, resulting in local areas of near-bare-wall MHD pressure drop.
ITERバナジウム/リチウム増殖ブランケットにおける重要な実現可能性の課題は、絶縁コーティングの問題である。設計計算により、許容可能な低い磁気流体力学（MHD）圧力損失を維持するためには電気絶縁層が必要であることが示されている。候補となる絶縁材料のMHD性能とその施工技術の実験的調査を開始するために、新しい試験セクションが準備された。最初の候補絶縁材料としてアルミナが選ばれたのは、ITER真空容器および/またはダイバータにおいてNaKと組み合わせて使用でき、かつアルゴンヌ国立研究所の液体金属実験装置（ALEX）ではNaKがすでに使用中の作動流体であったため、MHD性能試験を早期に開始できたからである。アルミナ層の作製方法の詳細、ならびにコーティングおよびアルミナイド下地層の微細構造が提示され、考察されている。全体のMHD圧力損失、局所MHD圧力勾配、局所横断MHD圧力差、ならびに円周方向および軸方向の表面電位分布が報告され、考察されている。30°Cおよび85°Cで測定された全体のMHD圧力損失は、完全絶縁の場合よりも高かったが、裸壁の場合よりもはるかに低かった。MHD圧力損失が理論値よりも増加したのは、主に試験セクション壁の計装貫通部の存在によるものであり、これらが流体から管壁への電流経路を提供し、その結果、局所的に裸壁に近いMHD圧力損失の領域が生じることが実証された。