ITER 제일벽의 열부하와 형태설계

전문가 제언

○ 본 논문에서는 ITER의 성형된 제일벽 개념이 소개되었다. 2004 FDR(Fi- nal Design Report) 벽의 대부분 특성(모듈 분활, 플라스마 대향장치기술, 플라스마 대향재료)을 유지하면서, 본 개념에서는 제일벽 패널 측면의 플라스마에서부터 오는 강한 평행열유속으로부터 보호를 제공한다. 패널 모서리의 과도한 베릴륨 온도는 정규가동 중 피할 수 있다. 용기꼭대기의 강렬한 열유속은 설명될 수 있으며 열유속을 통한 광채로부터 보호를 제공할 수 있다. 안쪽(inboard)과 바깥쪽(outboard)에서 7.5MW까지 가능하다. 이는 패널의 40%에대한 5MW/m2 기술패널을 사용함으로서 가능하다.

○ 토카막 리미터의 설계는 다이버터(divertor)가 가장 선호되는 플라스마벽 상호작용체계였기 때문에 익숙하지 않은 체계였다. 리미터설계는 기계에 의존도가 높기 때문에 한 실험을 위해 개발된 도구는 다음 실험에 쉽게 재사용되지 못한다. ITER 제일벽은 그것이 고도로 분활된 개념과 또한 허용된 커다란 정렬불량(5mm)을 고려해야 함으로 대단히 독특하다. 모든 입력과 경계조건이 양호하게 정해졌더라도, 벽/리미터 설계과정은 그렇게 단순하지 않다.

○ 핵융합로 제일벽은 플라스마와 인접하는 부품으로서 높은 중성자속 및 우수한 성능을 유지해야 한다. 핵융합로 재료개발의 주된 방향은 삼중수소 증배 재료 및 운전 온도에 부합되는 재료를 개발하는 것이다. 삼중수소 증배 재료와 냉각재가 동일하게 Li인 경우에는 V합금이 최적의 재료로 고려되고 있으며, 삼중수소 증배 재료가 Pb-Li이고 냉각제가 물인 경우와 삼중수소 증배재가 He인 경우, 페라이트/마르텐사이트(Ferritic/Martensite, F/M) 강이 유망한 재료로 연구되고 있다. 또 삼중수소 증배재료와 냉각재가 모두 Pb-Li이면 SiCf/SiC가 고려되고 있다.

○ 한편 국제 핵융합 실험로(ITER)에서는 Be과 Cu합금 및 스테인리스강(Stainless Steel, SS)이 제일벽 재료로 사용될 예정이다. 한편, 핵융합로 제일벽은 서로 다른 기능을 수행해야 하는 재료들이 접합을 통하여 최종 부품으로 제조되어야 하며 따라서 이종재료의 접합기술이 제일벽 제조의 핵심기술로 고려되고 있다.

저자

R. Mitteau et al.

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2010

권(호)

85

잡지명

Fusion Engineering and Design

과학기술
표준분류

재료

페이지

2049~2053

분석자

김*만

분석물

• ITER 제일벽의 열부하와 형태설계.pdf [323,994 byte]

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