石墨模具在聚变装置中的研究发展

   此外，正在研究使用具有该Z值的钨(W)的可能性，因为其剥离速率低，但是W的可加工性不好，并且其重量重。因此，石墨模具 material因其优异的热机械特性而得到应用，真空等等离子体方法中衬W的壁材料也在开发中。  

(1)为新ITER研制反推装置。

在新型大型装置的反推力装置中，由于颗粒载荷的苛刻和热载荷的爆炸，为了具有良好的高热载荷效率，墙体砖材料采用冶金烧结结合冷却管/热水箱。图3-90显示了新装置(TER)推力换向器试验体的照片。作为砖材料，从提高抗升华性和抗热震性的观点出发，开发了具有良好导热性的一维C/C复合材料。但是，由于纤维的垂直强度极低，最近的砖材料已经开发出导热系数为500 W/(m·k)的三维C/C复合材料。另外，银覆盖的焊条主要用作焊接材料，但是为了避免银和镉之间的核转变产生的杂质扩散到炉中，也使用Cu-Mn覆盖的焊条。同时，该砖材料还采用高导热C/C复合材料和Cu-Fe-Mo层状结构的粘结材料。或者采用钛箔的活性金属法，对各种材料进行实验研究，以达到坚固性。

(2)石墨制品被用作主要的核聚变装置。新的大型螺旋装置(LHD)正在建造中，其内壁将由各向同性石墨模具材料制成。图3-89显示了主核聚变装置的壁材料。CHS(CompactHelical System)砖是由高导热率的C/C复合材料制成的大型三维制品(鞍型)。  

(3)大型托卡马克装置(JT-60U)。对于日本原子能研究所正在研究的临界等离子体装置JT-60U，推力反向器的等离子体壁材料采用石墨模具 material或C/C复合材料砖。作为反推力装置的壁面材料，采用了研制的高导热率、抗热震性好的碳纤维布C/C复合材料。此外，各向同性石墨用于热负荷相对较小的第一壁。图3-87显示了推力换向器的剖视图。在等离子体壁材料中，特别是推力反向器在控制和维持燃烧条件或排出等离子体中的杂质方面起着重要的作用。同时，必须排出高热负荷。因此，1997年2月至5月，对装有排气装置的W型反推装置进行了改造。此外，主要的托卡马克装置(JET、ASDEX-U、D ⅲ-D等。)也进行了改造，包括推力反向器和排气系统的优化。