New inspection method of soldering region at room temperature for ITER TF Joint
梶谷 秀樹, 辺見 努, 中本 美緒, 葛西 裕磨, 山根 実, 清水 辰也, 松井 邦浩, 小泉 徳潔 （量研機構）
Abstract:ITER TFコイルでは、ジョイント抵抗（RJ）を、数ナノ オームの低抵抗で実現する必要がある。しかし、TFコイルのジョイント抵抗を低温にて測定することは、TFコイルのサイズや質量の大きさから、巨大な装置が必要となり、また、試験期間も長くなるため難しい。
RJの大きさは、主に撚線とジョイントボックス銅スリーブ間の接触抵抗（Rc）とジョイント部同士を接合する半田面の抵抗（Rsol）によって決まる。このうち、前者については、これまでの研究によって、Rcの健全性を室温で評価することのできる検査手法を開発した。一方で、後者に関しては、従来、製造過程における適切なプロセス管理や目視検査によって、品質を確認してきているが、直接的な検査法でなく、量産化を考えた場合、より確実な検査方法を確立させることが課題となっていた。そこで、著者らは、Rsolの健全性を室温で評価することのできる手法を開発した。
半田接合面が健全な場合（欠陥無）と不健全な場合（欠陥有）では、通電時の銅スリーブ内部の電流分布に違いが生ずる。そのため、本研究では、銅スリーブの電圧分布を取得することによって、欠陥の有無や欠陥位置をある程度評価することができるのではないかと考えた。実際に、解析モデルを用いて評価したところ、欠陥の有無及び欠陥位置によって電圧分布に差異が生じる結果を得た。このような現象を観測するため、銅スリーブ電圧分布を測定することのできる測定システムを開発し、実機TFコイルのジョイント部を測定した結果、測定した全てのジョイント部において、半田接合面が健全な場合（つまり欠陥無）の解析結果と比較的良く一致し、TFコイルジョイント部の健全性を確認することができた。このように、開発した本検査法を用いれば、ジョイント部半田接合面の非破壊検査が可能となる。