核融合装置におけるプラズマ・壁相互作用
キーワード：プラズマ・壁相互作用
1990.05～2023.03.
| 德永 和俊（とくなが かずとし） | データ更新日：2023.06.16 |
主な研究テーマ
プラズマ対向材料の水素・ヘリウム照射損傷
キーワード：水素、ヘリウム、高Z材、タングステン
2000.04～2023.03.
キーワード：水素、ヘリウム、高Z材、タングステン
2000.04～2023.03.
タングステン系材料のパルス高熱負荷による材料損傷
キーワード：パルス熱負荷、タングステン
2002.04～2023.03.
キーワード：パルス熱負荷、タングステン
2002.04～2023.03.
タングステン被覆炭素材料の開発と熱・粒子負荷特性
キーワード：タングステン 炭素材 熱負荷 粒子照射
1995.04～2019.03.
キーワード：タングステン 炭素材 熱負荷 粒子照射
1995.04～2019.03.
タングステン被覆低放射化フェライト・マルテンサイト鋼の開発と熱・粒子負荷特性
キーワード：低放射化材料、タングステン、被覆材
2006.04～2023.03.
キーワード：低放射化材料、タングステン、被覆材
2006.04～2023.03.
プラズマ・壁相互作用により形成される再堆積層の構造とその水素保持・放出特性
キーワード：再堆積層、水素、プラズマ・壁相互作用
2007.05～2019.03.
キーワード：再堆積層、水素、プラズマ・壁相互作用
2007.05～2019.03.
従事しているプロジェクト研究
3MeVビームの多重照射に耐えられる高靭性タングステン材料の開発
2019.08～2023.03, 代表者：平野耕一郎, 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構J-PARCセンター, 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構J-PARCセンター.
2019.08～2023.03, 代表者：平野耕一郎, 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構J-PARCセンター, 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構J-PARCセンター.
タングステン圧延材の水素負イオンビーム照射に対する挙動
2019.08～2023.03, 代表者：平野耕一郎, 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構J-PARCセンター, 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構J-PARCセンター
加熱及び冷却の温度変化を繰り返すような水素負イオンビームによる多重照射によって発生するタングステン圧延材の損傷及びガス放出挙動を明らかにする。また、タングステン圧延材の損傷・ガス放出挙動に及ぼす水素注入/照射効果を明らかにする。これらにより、J-PARC加速器用のターゲットの開発、核融合炉ダイバータに使用されるタングステンアーマの熱疲労損傷挙動を得ることによるダイバータの寿命評価、核融合ダイバータに関する学術研究の深化に資する。.
2019.08～2023.03, 代表者：平野耕一郎, 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構J-PARCセンター, 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構J-PARCセンター
加熱及び冷却の温度変化を繰り返すような水素負イオンビームによる多重照射によって発生するタングステン圧延材の損傷及びガス放出挙動を明らかにする。また、タングステン圧延材の損傷・ガス放出挙動に及ぼす水素注入/照射効果を明らかにする。これらにより、J-PARC加速器用のターゲットの開発、核融合炉ダイバータに使用されるタングステンアーマの熱疲労損傷挙動を得ることによるダイバータの寿命評価、核融合ダイバータに関する学術研究の深化に資する。.
Discipline to Universities for Advanced Clean Energy Materials and Technology (111 Project )
2018.07～2023.03, 代表者：Y. Wu, 中国.
2018.07～2023.03, 代表者：Y. Wu, 中国.
原型炉プラズマ対向機器開発のための要素技術の工学的評価PHENIX計画（日米科学技術協力事業核融合分野プロジェクト）
2013.04～2019.03, 代表者：上田良夫, 大阪大学.
2013.04～2019.03, 代表者：上田良夫, 大阪大学.
核融合炉の中性子照射環境に対応した高熱流束機器用タングステン材料の開発と製造
2011.04～2017.03, 代表者：長谷川晃, 東北大学大学院工学研究科, 核融合科学研究所計画共同研究
本研究では、これまで実験室規模で作製されたタングステン材料を用いて、中性子照射やその後の評価によって得られた成果を基に、核融合炉の使用環境により適した新しい合金を設計し、さらに耐照射性の向上が予測される熱・機械的処理を行い、熱負荷試験、水素透過・水素保持試験、粒子負荷試験、シャルピー試験などが可能な大型試料を作製する。さらに全国研究協力者の機関の既存の各種試験装置を使って、作製した試料におけるこれらの諸特性を評価することで、新合金の提案とともに、高熱流束機器環境における使用温度、中性子照射量の上限などの使用可能範囲を明かにすることを目的とする。.
2011.04～2017.03, 代表者：長谷川晃, 東北大学大学院工学研究科, 核融合科学研究所計画共同研究
本研究では、これまで実験室規模で作製されたタングステン材料を用いて、中性子照射やその後の評価によって得られた成果を基に、核融合炉の使用環境により適した新しい合金を設計し、さらに耐照射性の向上が予測される熱・機械的処理を行い、熱負荷試験、水素透過・水素保持試験、粒子負荷試験、シャルピー試験などが可能な大型試料を作製する。さらに全国研究協力者の機関の既存の各種試験装置を使って、作製した試料におけるこれらの諸特性を評価することで、新合金の提案とともに、高熱流束機器環境における使用温度、中性子照射量の上限などの使用可能範囲を明かにすることを目的とする。.
磁場および慣性核融合炉システムにおけるトリチウム・熱流動制御（日米科学技術協力核融合分野共同プロジェクトTITAN計画）
2007.04～2013.03, 代表者：奥野健二, 静岡大学
核融合炉の第一壁、ブランケット、熱交換・トリチウム回収系各要素に跨るトリチウム移行と熱流動のメカニズムを核融合炉特有の照射、高熱負荷（パルス含む）、循環流動、強磁場環境下で明らかにする。統合モデルの構築を通じて、各候補システムのトリチウム増殖、漏洩、インベントリー、熱回収性能等の評価を行い、磁場・慣性核融合炉の第一壁・ブランケット開発に向けての重点化に必要なデータベースを得る。
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2007.04～2013.03, 代表者：奥野健二, 静岡大学
核融合炉の第一壁、ブランケット、熱交換・トリチウム回収系各要素に跨るトリチウム移行と熱流動のメカニズムを核融合炉特有の照射、高熱負荷（パルス含む）、循環流動、強磁場環境下で明らかにする。統合モデルの構築を通じて、各候補システムのトリチウム増殖、漏洩、インベントリー、熱回収性能等の評価を行い、磁場・慣性核融合炉の第一壁・ブランケット開発に向けての重点化に必要なデータベースを得る。
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低放射化構造材料のＷ被覆プロセス技術開発研究
2009.04～2013.03, 代表者：木村晃彦, 京都大学
本研究では、低放射化構造材料およびＷ材料の被覆接合に関して蓄積した予備的研究成果に基づき、ODS鋼を主対象とするＷ被覆材の性能評価試験を実施し、被覆プロセス・条件の最適化の検討を通して、優れた「Ｗ被覆第一壁コンポーネント」の実現のための要素技術基盤の確立を目的としている。具体的な達成目標として、第一壁における許容熱負荷を1 MW/m2と定め、この熱負荷に耐えるW被覆部材を試作し、第一壁要件に関連する材料性能評価試験を実施する。主な評価試験は熱特性試験、強度試験、イオン照射試験および水素透過試験とする。また、多様な炉形式、ブランケット様式、運転条件に対応したＷ被覆コンポーネントの設計基準の確立に寄与するために、「接合界面強度」を破壊力学的に有意な材料特性として評価するための技術開発を進める。.
2009.04～2013.03, 代表者：木村晃彦, 京都大学
本研究では、低放射化構造材料およびＷ材料の被覆接合に関して蓄積した予備的研究成果に基づき、ODS鋼を主対象とするＷ被覆材の性能評価試験を実施し、被覆プロセス・条件の最適化の検討を通して、優れた「Ｗ被覆第一壁コンポーネント」の実現のための要素技術基盤の確立を目的としている。具体的な達成目標として、第一壁における許容熱負荷を1 MW/m2と定め、この熱負荷に耐えるW被覆部材を試作し、第一壁要件に関連する材料性能評価試験を実施する。主な評価試験は熱特性試験、強度試験、イオン照射試験および水素透過試験とする。また、多様な炉形式、ブランケット様式、運転条件に対応したＷ被覆コンポーネントの設計基準の確立に寄与するために、「接合界面強度」を破壊力学的に有意な材料特性として評価するための技術開発を進める。.
先進タングステン材のプラズマ対向機器への適用評価
2006.04～2009.03, 代表者：吉田直亮, 九州大学, 核融合科学研究所.
2006.04～2009.03, 代表者：吉田直亮, 九州大学, 核融合科学研究所.
研究業績
学会活動
学協会役員等への就任
2003.04～2004.03, 日本原子力学会九州支部会, 幹事.
2002.04～2007.03, 日本原子力学会核融合工学部会, 幹事.
2003.04～2007.03, 日本原子力学会核融合工学部会, 幹事.
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2016.09.07～2016.09.09, 日本原子力学会「2016秋の大会」, 現地委員会.
2016.07.14～2016.07.15, 第11回核融合エネルギー連合講演会, 現地実行委員会委員.
2015.09.09～2015.09.11, 日本原子力学会「2015年秋の年会」, 座長（Chairmanship）.
2014.09.08～2014.09.10, 日本原子力学会「2014年秋の年会」, 座長（Chairmanship）.
2014.03.26～2014.03.28, 日本原子力学会「2014年春の年会」, 座長（Chairmanship）.
2013.10.20～2013.10.26, 16th International Conference on Fusion Reactor materials, 座長（Chairmanship）.
2013.03.26～2013.03.28, 日本原子力学会「2013年春の学会」, 座長（Chairmanship）.
2012.03.19～2012.03.21, 日本原子力学会「2012年春の年会」, 座長（Chairmanship）.
2004.03.01～2004.03.01, 日本原子力学会春の年会, 座長（Chairmanship）.
2003.03.01～2003.03.01, 日本原子力学会春の年会, 座長（Chairmanship）.
2002.11.01～2002.11.01, プラズマ・核融合学会第19回大会, 座長（Chairmanship）.
2011.09.19～2011.09.22, 日本原子力学会｢２０１１年秋の大会」, プログラム委員.
2011.03.01～2011.03.01, 日本原子力学会2011春の大会, プログラム委員.
2010.09.01～2010.09.01, 日本原子力学会2010秋の大会, プログラム委員.
2010.03～2010.03, 日本原子力学会2010春の大会, プログラム委員.
2009.09～2009.09, 日本原子力学会2009年秋の大会, プログラム委員.
2009.03.23～2009.03.25, 日本原子力学会2009春の大会, プログラム委員.
2005.05.01～2005.05.01, 第７回核融合技術国際シンポジウム, プログラム委員会委員.
2003.12.01～2003.12.01, 第11回核融合炉材料国際会議, 出版委員会委員.
学会誌・雑誌・著書の編集への参加状況
2023.04～2024.03, Frontiers in Nuclear Engineering, 国際, 編集委員.
2018.10～2023.06, Tungsten, 国際, 編集委員.
学術論文等の審査
| 年度 | 外国語雑誌査読論文数 | 日本語雑誌査読論文数 | 国際会議録査読論文数 | 国内会議録査読論文数 | 合計 |
|---|---|---|---|---|---|
| 2022年度 | 8 | 8 | |||
| 2021年度 | 10 | 0 | 5 | 0 | 15 |
| 2020年度 | 10 | 10 | |||
| 2019年度 | 12 | 12 | |||
| 2018年度 | 10 | 10 | |||
| 2017年度 | 5 | 6 | 11 | ||
| 2016年度 | 6 | 1 | 10 | 17 | |
| 2015年度 | 2 | 3 | 0 | 5 | |
| 2014年度 | 4 | 5 | 0 | 9 | |
| 2013年度 | 3 | 0 | 4 | 0 | 7 |
| 2012年度 | 0 | 0 | 5 | 0 | 5 |
| 2011年度 | 3 | 0 | 2 | 0 | 5 |
| 2009年度 | 1 | 0 | 6 | 0 | 7 |
| 2008年度 | 1 | 0 | 4 | 5 | |
| 2007年度 | 2 | 0 | |||
| 2006年度 | 2 | 0 | 3 | 0 | 5 |
| 2005年度 | 4 | 4 | |||
| 2004年度 | 2 | ||||
| 2003年度 | 12 | 12 | |||
| 2002年度 | 2 | ||||
| 2001年度 | 1 | 1 |
その他の研究活動
海外渡航状況, 海外での教育研究歴
The Nineteenth International Conference on Fusion Reactor Material, UnitedStatesofAmerica, 2019.10～2019.11.
25th Cingress of International Federation for Heat Treatment and Surface Engineering, China, 2018.09～2018.09.
Base of Introducting Talents of Discipline to University for Advanced Clean Energy Materials and Technologu 2018 Academic Symposium on Nuclear Materials, China, 2018.07～2018.07.
オークリッジ国立研究所, UnitedStatesofAmerica, 2018.02～2018.03.
合肥工業大学, China, 2018.01～2018.01.
22nd International Conference on Plasma Surface Interactions in Controlled Fusion Devices, Rome, Italy, 2016.05～2016.06.
17th International Conference on Fusion Reactor Materials, Germany, 2015.10～2015.10.
The 12th International Symposium on Fusion Nuclear Technology, Korea, 2005.09～2015.09.
オークリッジ国立研究所, UnitedStatesofAmerica, 2015.05～2015.05.
オークリッジ国立研究所, UnitedStatesofAmerica, 2014.11～2014.12.
オークリッジ国立研究所, UnitedStatesofAmerica, 2014.01～2014.02.
16th International Conference on Fusion Reactor Materials, China, 2013.10～2013.10.
オークリッジ国立研究所, UnitedStatesofAmerica, 2013.07～2013.07.
アーヘン, Germany, 2012.05～2012.05.
ノースカロライナ州チャールストン, UnitedStatesofAmerica, 2011.10～2011.10.
サンディエゴ, UnitedStatesofAmerica, 2010.05～2010.05.
アイダホホールズ, UnitedStatesofAmerica, 2008.11～2008.11.
黄山, China, 2008.10～2008.10.
ロストック, Germany, 2008.09～2008.09.
トレド, Spain, 2008.05～2009.05.
カリフォルニア大学サンディエゴ校, UnitedStatesofAmerica, 2008.02～2008.03.
13rd International Conference on Fusion Reactor Materials、Nice, France, 2007.12～2007.12.
中国科学院プラズマ物理研究所（合肥）, China, 2007.03～2007.03.
西南物理研究所（成都）, China, 2007.03～2007.02.
カリフォルニア州サンタバーバラ, UnitedStatesofAmerica, 2005.12～2005.12.
メイン州ポートランド, UnitedStatesofAmerica, 2004.05～2004.05.
カリフォルニア州サンディエゴ, UnitedStatesofAmerica, 2003.10～2003.10.
ユーリッヒ研究機構炉材料研究所, プランゼー社, Germany, Austria, 2002.10～2002.10.
カリフォルニア大学サンディエゴ校, UnitedStatesofAmerica, 2002.01～2002.02.
外国人研究者等の受入れ状況
2014.06～2014.06, 2週間未満, Oak Ridge National Laboratory, UnitedStatesofAmerica, 外国政府・外国研究機関・国際機関.
2009.01～2009.01, 2週間以上1ヶ月未満, 中国科学院プラズマ物理研究所, China.
2006.10～2006.10, 2週間未満, 西南物理研究所, China, 日本学術振興会.
2005.02～2005.03, 2週間未満, 中国科学院プラズマ物理研究所, China, 日本学術振興会.
受賞
日本溶射協会論文賞, 日本溶射協会, 2000.04.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2012年度～2016年度, 基盤研究(A), 分担, 高負荷粒子・エネルギー環境に耐える高信頼性対向壁用タングステン材料の開発.
2009年度～2011年度, 萌芽的研究, 分担, 分光学的手法を用いた動的水素リテンション実時間計測法の開発
.
.
2007年度～2009年度, 基盤研究(B), 分担, 長時間プラズマ・壁相互作用時の壁表面改質とその水素リサイクリングに与える影響.
2006年度～2009年度, 基盤研究(B), 代表, ＥＬＭによるタングステンダイバータ板損傷の基礎過程の解明と材料の最適化.
2002年度～2004年度, 一般研究(C), 代表, タングステン被覆材料のダイバータへの適応.
2001年度～2004年度, 特定領域研究, 分担, 高熱流束機器開発.
2003年度～2005年度, 基盤研究(B), 分担, 高Ｚプラズマ対向材料におけるプラズマ・中性子相乗効果に関する基礎研究.
2004年度～2006年度, 基盤研究(C), 分担, 長時間プラズマ・壁相互作用の水素リサイクリングに関する研究.
2004年度～2008年度, 特定領域研究, 分担, ヘリウム照射による対向材料の特性劣化機構解明とその計測法の開発.
競争的資金(受託研究を含む)の採択状況
2011年度～2011年度, 日本原子力研究開発機構平成23年度JT-60SA装置設計に関する委託研究, 代表, JT-60SA試料導入装置先端部ユニットの設計検討.
共同研究、受託研究(競争的資金を除く)の受入状況
2022.04～2024.03, 代表, タングステンの破壊挙動に及ぼす高熱負荷の影響 .
2022.04～2023.03, 代表, 高熱・高粒子負荷を受けたタングステン材料の微細組織観察.
2022.04～2023.03, 代表, タングステン材料の強度特性に及ぼす再結晶、中性子照射効果.
2022.04～2023.03, 代表, タングステンの熱・粒子負荷損傷に関する基礎研究.
2020.04～2023.03, 代表, 核融合炉タングステンダイバータ材料のプラズマ・壁相互作用よる表面損傷.
2021.04～2023.03, 代表, タングステンの水素同位体保持挙動に及ぼす熱・粒子負荷の影響.
2019.04～2022.03, 代表, タングステン材料の強度特性評価と中性⼦照射の影響.
2019.04～2022.03, 代表, タングステンにおける照射欠陥形成と水素同位体吸蔵特性に及ぼす影響.
2019.04～2022.03, 代表, 有限要素法を用いたタングステン材料の熱・応力構造解析.
2019.04～2022.03, 代表, Mechanical properties of tungsten materials and their neutron irradiation effects.
2019.08～2022.03, 連携, タングステン圧延材の水素負イオンビーム照射に対する挙動.
2017.04～2021.03, 代表, プラズマ・壁相互作用により表面損傷を受けた対向材料の水素同位体保持特性.
2018.04～2022.03, 代表, ヘリウム照射タングステンの応力負荷による表面損傷の微細組織観察.
2018.04～2022.03, 代表, タングステン合金の高熱流束下における材料挙動.
2016.05～2019.03, 代表, 高エネルギー粒子線照射されたプラズマ対向材料の水素吸蔵特性.
2017.04～2019.03, 代表, プラズマ対向材料の熱・粒子負荷特性に及ぼす高エネルギーイオン照射の影響.
2016.04～2019.03, 代表, 核融合炉タングステンダイバータ板の熱挙動解析.
2017.04～2020.03, 代表, 高熱・高粒子負荷によるプラズマ対向材料の表面損傷.
2016.04～2019.03, 代表, プラズマ対向材料の機械的特性に及ぼす中性子照射効果.
2015.04～2018.03, 代表, プラズマ対向材料の表面変質が水素挙動に及ぼす影響.
2013.04～2016.03, 代表, 中性子/イオン照射されたプラズマ対向材料の機械的特性.
2015.04～2018.03, 代表, 構造材料へのタングステンの被覆・接合法の開発と熱負荷特性評価.
2014.04～2017.03, 代表, 炉内材料による水素同位体の保持に対するプラズマ曝露の影響.
2014.04～2015.03, 代表, タングステン被覆・接合材の熱負荷挙動と熱・応力解析.
2014.04～2016.03, 代表, 核融合炉プラズマ対向材料の特性に及ぼす照射効果.
2014.04～2016.03, 代表, 高融点金属における水素吸蔵特性に及ぼす高エネルギー粒子線照射効果.
2013.04～2016.03, 代表, 高温プラズマ閉じ込め実験装置におけるプラズマ・壁相互作用による水素挙動と材料損傷.
2010.04～2013.03, 代表, 高温プラズマ閉じ込め実験装置における水素リサイクリングの能動的制御法の確立.
2011.04～2014.03, 代表, 核融合炉プラズマ対向材料の高エネルギーイオン照射による特性変化.
2010.04～2013.03, 代表, 高融点金属材料の高温下における応力負荷特性に及ぼす照射効果.
2013.04～2014.03, 代表, 高温プラズマ閉じ込め装置における第一壁表面のトリチウム保持挙動.
2013.04～2015.03, 代表, 中性子/イオン照射されたプラズマ対向材料の機械的特性
.
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2012.04～2015.03, 代表, 電子ビーム照射によるタングステン材料の熱負荷損傷評価.
2012.04～2015.03, 代表, タングステンプラズマ対向材料の表面変質に関する研究.
2011.04～2013.03, 代表, プラズマ対向材料のトリチウム挙動に及ぼす実機プラズマ照射効果
.
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2011.09～2012.01, 分担, タングステンプラズマ対向材料の評価と原型炉における課題の抽出.
2011.04～2013.03, 分担, 無欠陥接合により作製されたタングステン/銅接合材料の熱負荷特性.
2011.04～2013.03, 分担, トリチウムプラズマ照射した核融合炉材料中の水素拡散・捕捉挙動に関する研究.
2011.04～2012.03, 分担, 核融合炉材料中に捕捉された水素同位体の加熱再放出機構.
2010.04～2012.03, 分担, タングステン被覆低放射化材料の高熱負荷特性.
2010.04～2011.03, 分担, 核融合炉材料表面および内部の水素挙動に関する研究.
2010.04～2011.03, 分担, 核融合炉材料中の水素捕捉・放出挙動.
2010.04～2012.03, 分担, 核融合炉用高靭性タングステン材料の高熱負荷特性.
2010.04～2013.03, 代表, 高融点金属材料の高温下における応力負荷特性に及ぼす照射効果.
2009.04～2010.03, 代表, タングステン材の高温下における強度特性評価.
2011.04～2014.03, 代表, 核融合炉プラズマ対向材料の高エネルギーイオン照射による特性変化.
2010.04～2011.03, 代表, 溶射金属ガラス被膜のプラズマ診断用金属ミラー材への応用.
2009.04～2012.03, 代表, 水素・ヘリウム混合ビーム照射されたタングステン材の水素リテンション特性.
2010.04～2013.03, 代表, 高温プラズマ閉じ込め実験装置における水素リサイクリングの能動的制御法の確立
.
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2010.04～2012.01, 分担, ベリリウム金属間化合物の核融合環境を模擬した照射下における微細組織発達のその場観察と機械的特性に対する照射効果
.
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2010.04～2012.03, 代表, タングステン材の高温下における応力負荷特性評価.
2010.04～2012.03, 代表, 水素・ヘリウム混合プラズマ放電による対向材料の微視的損傷及び水素保持・放出特性.
2009.04～2011.03, 代表, タングステンプラズマ対向材料の表面組成・状態分析による物質移行の解明.
2008.04～2009.03, 代表, 核融合炉用タングステンコーティング材料の開発と評価.
2008.04～2010.03, 代表, タングステン被覆炭素材料のLHDダイバータ板への適応.
2008.04～2009.03, 代表, 高パワー密度イオンビームを用いた材料照射実験.
2008.04～2009.03, 代表, 粒子ビーム照射によるタングステン材料における熱負荷損傷の微視的過程.
2008.04～2009.03, 代表, プラズマ計測用ミラー材の光学的性質変化の基礎機構解明と材料創製.
2008.04～2009.03, 代表, QUESTにおける水素リサイクリングの能動的制御法の確立.
2007.04～2008.03, 代表, QUESTにおける水素リサイクリングの能動的制御法の確立.
2006.04～2007.03, 代表, プラズマ計測用ミラー材の光学的性質変化の基礎機構解明.
2006.04～2007.03, 代表, 熱応力によるタングステン被覆炭素材料の損傷機構.
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