核融合炉向け3Dプリントタングステンタイルの進展
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研究チームがアメリカのDIII-Dトカマクにおいて、プラズマ条件下で3Dプリントされたタングステンタイルのテストに成功しました。この革新は、タングステンの複雑な成形要件に対処し、核融合炉の部品製造を向上させることを目指しています。
タングステン部品の革新的なテスト
積層製造は、核融合炉向けのタングステン部品の生産において重要な進展を遂げています。ノースカロライナ州立大学（NC State）、オークリッジ国立研究所（ORNL）、およびJEOLの共同研究により、アメリカの著名な研究施設であるDIII-Dトカマク内に3Dプリントされたタングステンタイルの設置とテストが成功裏に行われました。
核融合炉におけるタングステンの役割
タングステンは、核融合炉のプラズマ接触部品に好まれる材料であり、その高い融点と極端な熱に耐える能力が主な理由です。しかし、従来の方法ではタングステンを複雑な形状に加工することは依然として困難です。これらの課題を克服するため、研究者たちは電子ビーム粉末床溶融（EB-PBF）技術を開発し、制御された真空環境でタングステン粉末を層ごとに溶融することを可能にしました。
生産のスケールアップ
このプロジェクトは、以前の小型タングステンサンプルの成功したテストを基に拡大され、高熱フラックスに耐えた実績があります。新しいフルサイズのタイルは約140 × 130ミリメートルの大きさで、以前のサンプルから大幅に増加しました。大判のJAM-5200EBMシステムを提供したJEOLとの協力により、厳しい仕様を満たすさまざまなタイルデザインの製造が可能になりました。最終的な成形と仕上げは、NC Stateの研究者によって行われ、高品質な表面が確保されました。
将来の展望
2026年7月、タングステンタイルはTile Testing Campaignの一環としてDIII-Dの下部ダイバータに設置されました。タイルは複数のプラズマ放電を通じて広範なテストを受け、次のステップでは、露出後の状態を評価するための詳細な画像解析が行われます。タングステンの積層製造におけるこのブレークスルーは、核融合炉の部品のより効率的な生産への道を開く可能性があると、マイケル・カーカやティム・ホーンのような研究者たちが指摘しています。