核融合炉の先進液体金属ブランケットの実現に見通し- 600℃の液体燃料増殖材流動場に耐えるFeCrAl系酸化物分散強化合金の優れた耐食性 -

研究成果（プレスリリース）

東京科学大学総合研究院 ゼロカーボンエネルギー研究所の近藤正聡准教授と同工学院 機械系の畑山奨大学院生（当時）、同 環境・社会理工学院 融合理工学系の北村嘉規大学院生、横浜国立大学の大野直子准教授、日本核燃料開発株式会社の坂本寛博士、核融合科学研究所の田中照也准教授、菱沼良光准教授は、核融合炉の先進液体金属ブランケットの運転環境を、液体金属燃料増殖材である液体リチウム鉛合金を用いた高温熱流動実験で再現することに成功しました。さらに、こうした苛酷な環境に対してFeCrAl系酸化物分散強化合金（FeCrAl-ODS）が構造材として耐食性を有することを発見しました。

本研究グループは、600℃に加熱した液体リチウム鉛合金の小規模プール内においてインペラーを回転させて旋回流をつくり出し、先進液体金属ブランケットの運転環境を再現しながら、FeCrAl-ODSに対する約1カ月半（1,000時間）の連続耐環境性試験を実施しました。その結果、2種類のFeCrAl-ODSが化学的・構造的安定性に優れた保護性酸化被膜を形成しながら、600℃の液体LiPb流動場に耐えることを発見しました。

本成果は、世界中で競争が激化する核融合エネルギー開発を牽引するものであり、ゼロカーボンエネルギーの導入によるカーボンニュートラル社会の実現につながる新たな扉を開くものと期待されます。

本研究成果は、Elsevierの「Corrosion Science」オンライン版に2024年9月21日付で掲載されました。

(a)表面がα-LiAlO₂へと変化してバリアー層を形成するとともに、　(b) 酸化被覆層のギザギザ界面が被膜が剥がれを防ぐことで、FeCrAl-ODS合金は液体LiPb合金の流れの中で優れた耐食性を示す。

【論文情報】

雑誌名：Corrosion Science

論文タイトル：Chemical and structural durability of α-Al₂O₃ and γ-LiAlO₂ layers formed on ODS FeCrAl alloys in liquid lithium lead stirred flow

著者名：Masatoshi Kondo, Susumu Hatakeyama, Naoko Oono-Hori, Yoshiki Kitamura, Kan Sakamoto, Teruya Tanaka, Yoshimitsu Hishinuma,

DOI: 10.1016/j.corsci.2024.112459

【関連リンク】

東京科学大学

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