JPH03129638A - イオン加速電極板の製造方法 - Google Patents
イオン加速電極板の製造方法Info
- Publication number
- JPH03129638A JPH03129638A JP1266176A JP26617689A JPH03129638A JP H03129638 A JPH03129638 A JP H03129638A JP 1266176 A JP1266176 A JP 1266176A JP 26617689 A JP26617689 A JP 26617689A JP H03129638 A JPH03129638 A JP H03129638A
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- Japan
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- nickel
- cooling water
- grooves
- coated
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- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
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- Plasma Technology (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、核融合装置の中性粒子入射装置や能動粒子線
入射装置等に用いられるイオン源におけるイオン加速電
極板の製造方法に関する。
入射装置等に用いられるイオン源におけるイオン加速電
極板の製造方法に関する。
（従来の技術）
核融合装置の中性粒子入射装置は、高エネルギの中性粒
子ビームを外部から核融合装置内のプラズマ中へ入射し
、加熱する装置である。この中性粒子ビームを生成する
もとになるイオン源は、水素ガス中でアーク放電を行う
ことによりプラズマを生威し、その由のイオンを高電圧
を印加した電極で加速し、高速水素イオンビームを発生
させる装置であり、この水素イオンビームが電子を付着
され、中性化し入射ビームとなる。（参考文献、核融合
研究開発の現状、１９８５年、日本原子力研究所発行） このイオンビームを加速する電極板は、高融点材料のモ
リブデンから成り、第５図、第６図に示すようにイオン
を通過する多数のビーム穴５を設けた構造となっている
。尚、第５図のビーム穴５の１部は中心線で位置を示し
ている。さらに、イオンビームの衝突などによる加熱損
傷を防止する為、モリブデン平板３の周囲に銅バイブ１
２をろう材１３でろう付し、水冷した構造が用いられて
いる。
子ビームを外部から核融合装置内のプラズマ中へ入射し
、加熱する装置である。この中性粒子ビームを生成する
もとになるイオン源は、水素ガス中でアーク放電を行う
ことによりプラズマを生威し、その由のイオンを高電圧
を印加した電極で加速し、高速水素イオンビームを発生
させる装置であり、この水素イオンビームが電子を付着
され、中性化し入射ビームとなる。（参考文献、核融合
研究開発の現状、１９８５年、日本原子力研究所発行） このイオンビームを加速する電極板は、高融点材料のモ
リブデンから成り、第５図、第６図に示すようにイオン
を通過する多数のビーム穴５を設けた構造となっている
。尚、第５図のビーム穴５の１部は中心線で位置を示し
ている。さらに、イオンビームの衝突などによる加熱損
傷を防止する為、モリブデン平板３の周囲に銅バイブ１
２をろう材１３でろう付し、水冷した構造が用いられて
いる。
これらは、プラズマ中心部の温度測定を行う能動粒子線
入射装置のイオン加速電極板も同様の構造がとられてい
る。
入射装置のイオン加速電極板も同様の構造がとられてい
る。
（発明が解決しようとする課題）
近年、上記中性粒子入射装置等の高性能化に伴い、イオ
ン源の高出力化、さらにビーム出力時間の長パルス化が
要求されており、イオン加速電極板の耐久化が問題とな
っている。これらの長パルス化、高出力化により、モリ
ブデン平板への加熱負荷が高くなることから、周囲を冷
却した従来構造では、冷却効果が不十分で、ビーム穴周
囲を直接冷却するように高冷却性能構造が必要となるし
かしながら、ビーム穴間隔は狭く、冷却用水路を設ける
には、１〜２ｎの幅しか許容出来ない為、水冷鋼パイプ
を表面に取り付けることは製作上困難である。さらに、
こうした水路をパイプ等のろう付で行なった場合、ろう
材に含まれる蒸気圧の高い元素が、加熱中に蒸発し、装
置内の真空度を劣化させる欠点を有している。
ン源の高出力化、さらにビーム出力時間の長パルス化が
要求されており、イオン加速電極板の耐久化が問題とな
っている。これらの長パルス化、高出力化により、モリ
ブデン平板への加熱負荷が高くなることから、周囲を冷
却した従来構造では、冷却効果が不十分で、ビーム穴周
囲を直接冷却するように高冷却性能構造が必要となるし
かしながら、ビーム穴間隔は狭く、冷却用水路を設ける
には、１〜２ｎの幅しか許容出来ない為、水冷鋼パイプ
を表面に取り付けることは製作上困難である。さらに、
こうした水路をパイプ等のろう付で行なった場合、ろう
材に含まれる蒸気圧の高い元素が、加熱中に蒸発し、装
置内の真空度を劣化させる欠点を有している。
また、モリブデンは、酸化されやすく湿気を帯びた大気
中に放置しておくと青色に変色し、容易に酸化この為ビ
ーム穴周囲を直接冷却するように冷却孔を設けたとして
も、直接冷却水と接した場合、酸化され長時間の使用で
は腐食が進行し近接するビーム穴に貫通する問題が有る
。
中に放置しておくと青色に変色し、容易に酸化この為ビ
ーム穴周囲を直接冷却するように冷却孔を設けたとして
も、直接冷却水と接した場合、酸化され長時間の使用で
は腐食が進行し近接するビーム穴に貫通する問題が有る
。
一方、モリブデンは溶接性が悪く、割れが生じやすい点
のみならず、１１００〜１２００℃以上に加熱されるこ
とにより、再結晶化し、脆化する問題が有する為、溶融
溶接による製作は信頼性に欠ける問題がある。
のみならず、１１００〜１２００℃以上に加熱されるこ
とにより、再結晶化し、脆化する問題が有する為、溶融
溶接による製作は信頼性に欠ける問題がある。
また、モリブデン同志の拡散接合は再結晶温度以下では
不可能であり、他の金属をインサート材として挿入する
必要がある。たとえば、銅などをインサート材として用
いた場合、接合はされるもののモリブデンとの拡散反応
は行われず接合部は気密性に劣る問題がある。また、チ
タンをインサート材とした場合、気密性に優れた接合部
が得られるが、挿入方法としてはハクあるいは比較的ポ
ーラスでかつ薄膜しか付与出来ないイオンブレーティン
グ法しかない為、接合時に冷却水通路孔表面に耐食被覆
を行うことは困難である為、冷却水通路孔の腐食の問題
が残る。
不可能であり、他の金属をインサート材として挿入する
必要がある。たとえば、銅などをインサート材として用
いた場合、接合はされるもののモリブデンとの拡散反応
は行われず接合部は気密性に劣る問題がある。また、チ
タンをインサート材とした場合、気密性に優れた接合部
が得られるが、挿入方法としてはハクあるいは比較的ポ
ーラスでかつ薄膜しか付与出来ないイオンブレーティン
グ法しかない為、接合時に冷却水通路孔表面に耐食被覆
を行うことは困難である為、冷却水通路孔の腐食の問題
が残る。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ビーム穴
近傍を任意に冷却出来る冷媒通路を有し冷却性能が高く
、耐久性ならびに耐食性に優れたモリブデン製のイオン
加速電極板の製作方法を提供することを目的とする。
近傍を任意に冷却出来る冷媒通路を有し冷却性能が高く
、耐久性ならびに耐食性に優れたモリブデン製のイオン
加速電極板の製作方法を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
上記課題を解決するために、本発明では、モリブデン板
上にあらかじめ冷却水通路用の溝を設は溝表面にはニッ
ケルを被覆し、その上にニッケルを被覆したモリブデン
平板を重ね、これらをモリブデン再結晶温度以下の温度
範囲で拡散接合し、ニッケルにて被覆された冷却水通路
孔を形成した後、ビーム穴を加工により設けることを特
徴とするイオン加速電極板の製造方法である。
上にあらかじめ冷却水通路用の溝を設は溝表面にはニッ
ケルを被覆し、その上にニッケルを被覆したモリブデン
平板を重ね、これらをモリブデン再結晶温度以下の温度
範囲で拡散接合し、ニッケルにて被覆された冷却水通路
孔を形成した後、ビーム穴を加工により設けることを特
徴とするイオン加速電極板の製造方法である。
（作 用）
本発明によれば、あらかじめモリブデン板に冷却水通路
用冷却溝を加工して溝付モリブデン板を製作することか
ら、°任意の冷却経路、ならびに微小な断面積を有する
冷媒通路を設けることが可能な為、冷却性能の向上がは
かれる。さらに、拡散接合にて、モリブデン平板が表面
に取り付けられる為、冷却水通路の気密性は確保され、
接合面が表面に露出しない利点がある。
用冷却溝を加工して溝付モリブデン板を製作することか
ら、°任意の冷却経路、ならびに微小な断面積を有する
冷媒通路を設けることが可能な為、冷却性能の向上がは
かれる。さらに、拡散接合にて、モリブデン平板が表面
に取り付けられる為、冷却水通路の気密性は確保され、
接合面が表面に露出しない利点がある。
拡散接合のインサート材料として、ニッケルを用いてい
る為、接合部のみならず、冷却水通路孔を形成する部位
にもあらかじめ被覆しておくことが可能で拡散接合にて
一体化されると同時に、ニッケル被覆された耐腐蝕性の
優れた冷却水通路孔の形成を行うことが出来る為、ビー
ム穴と冷却水通路孔の距離を近づけることが可能となり
、冷却効率の向上がはかれる利点がある。さらに、腐食
生成物が冷却水中に混入し、電場へ影響を与える問題も
なく、ビーム効率をおとすことがない利点も有している
。
る為、接合部のみならず、冷却水通路孔を形成する部位
にもあらかじめ被覆しておくことが可能で拡散接合にて
一体化されると同時に、ニッケル被覆された耐腐蝕性の
優れた冷却水通路孔の形成を行うことが出来る為、ビー
ム穴と冷却水通路孔の距離を近づけることが可能となり
、冷却効率の向上がはかれる利点がある。さらに、腐食
生成物が冷却水中に混入し、電場へ影響を与える問題も
なく、ビーム効率をおとすことがない利点も有している
。
（実施例）
以下、本発明の第１の実施例について第１図ないし第３
図を参照して説明する。
図を参照して説明する。
第１図は冷却水を流す１．５ｍｍ幅、１關深さの冷却溝
４を設けた溝付きモリブデン板１の溝の表面に１０μの
厚さのニッケル２ｂを無電解メツキにて被覆しておき、
その上に１０μの厚さのニッケル２ａを同様に無電解メ
ツキにて被覆された０、５ｍｍ厚さのモリブデン平板３
を重ね、真空中でホットプレス装置を用いて拡散接合一
体化したものを示している。この拡散接合時の処理温度
は９５０℃保持時間は０．５１１ｒ 、圧力は接合面積
に対し面圧１．５ ｋｇｆ’／ｍ！真空度はＩ Ｘ ｌ
Ｏ＝ Ｔｏｒｒである。
４を設けた溝付きモリブデン板１の溝の表面に１０μの
厚さのニッケル２ｂを無電解メツキにて被覆しておき、
その上に１０μの厚さのニッケル２ａを同様に無電解メ
ツキにて被覆された０、５ｍｍ厚さのモリブデン平板３
を重ね、真空中でホットプレス装置を用いて拡散接合一
体化したものを示している。この拡散接合時の処理温度
は９５０℃保持時間は０．５１１ｒ 、圧力は接合面積
に対し面圧１．５ ｋｇｆ’／ｍ！真空度はＩ Ｘ ｌ
Ｏ＝ Ｔｏｒｒである。
この拡散接合部の密着強度は冷却水の水圧に対し、はる
かに高い値である。また、気密性は冷却水路を真空に引
き外部からヘリウムガスを吹きつけたヘリウムリークテ
ストにてＩ Ｘ １Ｏ−９Ｔｏｒｒ、 ｊｌ／ｓｅｅ以
下の十分な気密性を有していた。
かに高い値である。また、気密性は冷却水路を真空に引
き外部からヘリウムガスを吹きつけたヘリウムリークテ
ストにてＩ Ｘ １Ｏ−９Ｔｏｒｒ、 ｊｌ／ｓｅｅ以
下の十分な気密性を有していた。
第２図は、上記一体化されたモリブデン板を機槻加工に
て直径が６〜８ｍｍで、無数と云われる程に多数のビー
ム穴５を明け、また、冷却溝４に連通ずる冷却水出入口
穴６を明けて製作したイオン加速電極板を示す。この場
合、ビーム大端と冷却溝の距離は最も近いところで０．
４ｍｕであった。また、冷却水通路孔表面はニッケル被
覆面にて形成されておりモリブデンが直接冷却水と接す
ることはない。
て直径が６〜８ｍｍで、無数と云われる程に多数のビー
ム穴５を明け、また、冷却溝４に連通ずる冷却水出入口
穴６を明けて製作したイオン加速電極板を示す。この場
合、ビーム大端と冷却溝の距離は最も近いところで０．
４ｍｕであった。また、冷却水通路孔表面はニッケル被
覆面にて形成されておりモリブデンが直接冷却水と接す
ることはない。
このようにすると、ビーム穴５近傍をより近接し任意に
冷却出来る冷却水通路を有し、冷却性能が高く耐食、耐
久性に優れたモリブデン製のイオン加速電極板の製作方
法となる。
冷却出来る冷却水通路を有し、冷却性能が高く耐食、耐
久性に優れたモリブデン製のイオン加速電極板の製作方
法となる。
第４図に示す第２の実施例は冷却水溝が幅が０．５、深
さが１ｍｍと非常に狭い場合で冷却構４の側面に１０μ
厚さのニッケルメッキ２ｂを施した溝付モリブデン９の
上に厚さ１０μのニッケルにて被覆１０されたモリブデ
ン平板７を同様に厚さ１０μのニッケルにて被覆１１さ
れたモリブデン平板８を下にし、これらを重ね拡散接合
し一体化したものである。この場合、溝幅が狭いため、
ニッケルメッキ皮膜が溝内面に不均一になることを避け
る為、溝付モリブデン板の溝を慣通し、さらにその上、
下にモリブデン平板を接合するようにしているこの場合
、モリブデン平板のニッケル？、Ｈ３には、ニッケルハ
クを用いた。このようにすると冷却溝の寸法を広範囲に
設定することか可能で微細な満ち製作することが出来る
他、第１の実施例と同様な作用効果が得られる。
さが１ｍｍと非常に狭い場合で冷却構４の側面に１０μ
厚さのニッケルメッキ２ｂを施した溝付モリブデン９の
上に厚さ１０μのニッケルにて被覆１０されたモリブデ
ン平板７を同様に厚さ１０μのニッケルにて被覆１１さ
れたモリブデン平板８を下にし、これらを重ね拡散接合
し一体化したものである。この場合、溝幅が狭いため、
ニッケルメッキ皮膜が溝内面に不均一になることを避け
る為、溝付モリブデン板の溝を慣通し、さらにその上、
下にモリブデン平板を接合するようにしているこの場合
、モリブデン平板のニッケル？、Ｈ３には、ニッケルハ
クを用いた。このようにすると冷却溝の寸法を広範囲に
設定することか可能で微細な満ち製作することが出来る
他、第１の実施例と同様な作用効果が得られる。
［発明の効果］
本発明によれば、冷却水路をビーム穴周囲に精密かつ任
意な位置に設けることが可能であり、さらにニッケルを
介して再結晶温度以下で接合−体化される為、モリブデ
ンをを脆化させることなく高い密着度を有した接合体を
与えることが出来る。
意な位置に設けることが可能であり、さらにニッケルを
介して再結晶温度以下で接合−体化される為、モリブデ
ンをを脆化させることなく高い密着度を有した接合体を
与えることが出来る。
また、接合と同時に冷却水路面にニッケル皮膜を付与出
来る為、耐食性が優れており、ビーム穴に近接して冷却
水路を設けることが出来る。
来る為、耐食性が優れており、ビーム穴に近接して冷却
水路を設けることが出来る。
したがって本発明によれば、モリブデンから成る電極板
に高い冷却性能を与えることが出来、電極板の耐久性、
耐食性を向上させることができる。
に高い冷却性能を与えることが出来、電極板の耐久性、
耐食性を向上させることができる。
第１図は本発明の方法の第１の実施例にて製作途中のイ
オン加速電極阪の状態を示す要部拡大断面図、第２図は
第１図のものにビーム穴を明けた状態を示す要部拡大断
面図、第３図は第２図の上面図、第４図は第２図の実施
例にて製作途中の電極板の状態を示す要部断面図、第５
図は従来の電極板を示す上面図、第６図は第５図の要部
拡大断面図である。 １・・・溝付モリブデン板 ２・・・ニッケル皮膜２ａ
・・・ニッケルメッキ皮膜 ２ｂ・・・ニッケルメッキ皮膜 ３・・・モリブデン平板 ４・・・冷却構５・・・ビ
ーム穴 ６冷却水出入ロア・・・モリブデン平
板 ８・・・モリブデン平板９・・・溝付モリブデン
板 ｌＯ・・・ニッケル皮膜ｉｔ・・・ニッケル皮膜
１２・・・銅パイプ１３・・・ろう材
オン加速電極阪の状態を示す要部拡大断面図、第２図は
第１図のものにビーム穴を明けた状態を示す要部拡大断
面図、第３図は第２図の上面図、第４図は第２図の実施
例にて製作途中の電極板の状態を示す要部断面図、第５
図は従来の電極板を示す上面図、第６図は第５図の要部
拡大断面図である。 １・・・溝付モリブデン板 ２・・・ニッケル皮膜２ａ
・・・ニッケルメッキ皮膜 ２ｂ・・・ニッケルメッキ皮膜 ３・・・モリブデン平板 ４・・・冷却構５・・・ビ
ーム穴 ６冷却水出入ロア・・・モリブデン平
板 ８・・・モリブデン平板９・・・溝付モリブデン
板 ｌＯ・・・ニッケル皮膜ｉｔ・・・ニッケル皮膜
１２・・・銅パイプ１３・・・ろう材
Claims (1)
- 冷却水通路用の溝を設けた溝付モリブデン板の溝表面に
ニッケルを被覆しておき、その上にニッケルにて被覆さ
れたモリブデン平板を重ね、拡散接合により溝付モリブ
デンとモリブデン平板を一体化固着させるとともに、ニ
ッケルにて被覆された冷却水通路孔を形成し、その後ビ
ーム穴加工を行うことを特徴とするイオン加速電極板の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1266176A JPH03129638A (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | イオン加速電極板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1266176A JPH03129638A (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | イオン加速電極板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03129638A true JPH03129638A (ja) | 1991-06-03 |
Family
ID=17427319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1266176A Pending JPH03129638A (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | イオン加速電極板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03129638A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0529093A (ja) * | 1991-07-25 | 1993-02-05 | Toshiba Corp | イオン加速電極板およびその製造方法 |
| JP2008078042A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Toshiba Corp | イオン源電極及びその製造方法 |
| JP2010095791A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-30 | Sanyo Special Steel Co Ltd | ドリル加工性に優れたモリブデン合金成形体およびその製造方法 |
-
1989
- 1989-10-16 JP JP1266176A patent/JPH03129638A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0529093A (ja) * | 1991-07-25 | 1993-02-05 | Toshiba Corp | イオン加速電極板およびその製造方法 |
| JP2008078042A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Toshiba Corp | イオン源電極及びその製造方法 |
| JP2010095791A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-30 | Sanyo Special Steel Co Ltd | ドリル加工性に優れたモリブデン合金成形体およびその製造方法 |
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