石墨模具在聚變裝置中的研究發展

   此外，正在研究使用具有該Z值的鎢(W)的可能性，因為其剝離速率低，但是W的可加工性不好，並且其重量重。因此，石墨模具 material因其優異的熱機械特性而得到應用，真空等等離子體方法中襯W的壁材料也在開發中。  

(1)為新ITER研製反推裝置。

在新型大型裝置的反推力裝置中，由於顆粒載荷的苛刻和熱載荷的爆炸，為了具有良好的高熱載荷效率，牆體磚材料采用冶金燒結結合冷卻管/熱水箱。圖3-90顯示了新裝置(TER)推力換向器試驗體的照片。作為磚材料，從提高抗升華性和抗熱震性的觀點出發，開發了具有良好導熱性的一維C/C複合材料。但是，由於纖維的垂直強度極低，最近的磚材料已經開發出導熱係數為500 W/(m·k)的三維C/C複合材料。另外，銀覆蓋的焊條主要用作焊接材料，但是為了避免銀和鎘之間的核轉變產生的雜質擴散到爐中，也使用Cu-Mn覆蓋的焊條。同時，該磚材料還采用高導熱C/C複合材料和Cu-Fe-Mo層狀結構的粘結材料。或者采用鈦箔的活性金屬法，對各種材料進行實驗研究，以達到堅固性。

(2)石墨製品被用作主要的核聚變裝置。新的大型螺旋裝置(LHD)正在建造中，其內壁將由各向同性石墨模具材料製成。圖3-89顯示了主核聚變裝置的壁材料。CHS(CompactHelical System)磚是由高導熱率的C/C複合材料製成的大型三維製品(鞍型)。  

(3)大型托卡馬克裝置(JT-60U)。對於日本原子能研究所正在研究的臨界等離子體裝置JT-60U，推力反向器的等離子體壁材料采用石墨模具 material或C/C複合材料磚。作為反推力裝置的壁麵材料，采用了研製的高導熱率、抗熱震性好的碳纖維布C/C複合材料。此外，各向同性石墨用於熱負荷相對較小的第一壁。圖3-87顯示了推力換向器的剖視圖。在等離子體壁材料中，特別是推力反向器在控製和維持燃燒條件或排出等離子體中的雜質方麵起著重要的作用。同時，必須排出高熱負荷。因此，1997年2月至5月，對裝有排氣裝置的W型反推裝置進行了改造。此外，主要的托卡馬克裝置(JET、ASDEX-U、D ⅲ-D等。)也進行了改造，包括推力反向器和排氣係統的優化。