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重水素プラズマ・カーボン壁相互作用によるナノダストの生成と重水素吸蔵量の評価

Research Project

Project/Area Number 18740353
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Plasma science
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

古閑 一憲  Kyushu University, 大学院・システム情報科学研究院, 助教 (90315127)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywordsプラズマー壁相互作用 / カーボンダスト / 微粒子 / 重水素プラズマ / ヘリコンプラズマ / ダイバヒタ / LHD / 水素吸蔵 / ダイバータ
Research Abstract

近年,核融合実験装置内で発見されているカーボンダストは,トリチウムを吸蔵し装置内に残留するため問題視されているものの,不明な点が多い.本研究の目的は,申請者が開発したダイバータ模擬実験装置を用いて,軽水素および重水素プラズマとカーボン壁の相互作用により発生するカーボンナノダストへの水素吸蔵量を定量評価するとともに,カーボンナノダストの発生・成長に対する同位体効果を定量的に明らかにすることである.今年度は以下の成果を得た.
1. 重水素ヘリコンプラズマ・カーボン壁相互作用で生成されるダストは,球状,フレーク状,凝集形状に分けられ,凝集形状ダストの1次粒子はサイズが10nm程度にそろっている.
2. 1nm〜1μmのサイズのダストが多数存在し,サイズ分布はJunge分布である.この傾向は, LHDで補修されるダストと同じ傾向であった.
3. 1nm〜1μmのサイズのダストは総表面積の70%,総体積の50%を占める.
モデル実験と比較する目的で,核融合実験炉におけるダスト生成・輸送について検証するために,核融合科学研究所のラージヘリカルデバイス(LHD)に多面体ホルダを設置し主放電中のダストのその場捕集を行った.ダイバータを見込む方向と主放電を見込む方向に設置した基板上には,球状ダスト,凝集形状ダスト,フレークが観察されたが,プラズマからの粒子を直接見こまない方向においた基板からは,フレークと堆積物のみが観察された.この結果は凝集形状ダストがプラズマ方向から輸送されてきた可能性を示唆する.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (3 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Formation of carbon dust particles due to interaction between graphite and pulse deuterium helicon plasmas2008

    • Author(s)
      Shinva, Iwashita・Michihito Morita・Hiroomi, Miyahara・Hidefumi, Matsuzaki・Kazunori, Koga・Masaharu, Shiratani
    • Journal Title

      Proceedings of 25th Symposium on Plasma Processing

      Pages: 193-194

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] Nano-particle formation due to interaction between H_2 plasma and carbon wall2006

    • Author(s)
      K.Koga, Y.Kitaura, M.Shiratani, Y.Watanabe, A.Komori
    • Journal Title

      Thin Solid Films 506-507

      Pages: 656-659

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] In-situ sampling of dust generated in LHD and its analysis2006

    • Author(s)
      M.Shiratani, S.Kiridoshi, K.Koga, S.Iwashita, N.Ashikawa, K.Nishimura, A.Sagara, A.Komori, LHD Exp.Group
    • Journal Title

      Proc. of the 24th symposium on Plasma Processing

      Pages: 371-372

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] グラファイトとパルス重水素ヘリコンプラズマの相互作用によるカーボンダストの発生2008

    • Author(s)
      岩下 伸也, 松崎 秀文, 古閑 一憲, 白谷 正治
    • Organizer
      第25回プラズマプロセシング研究会
    • Place of Presentation
      ゆ〜あいプラザ 山口県社会福祉会館
    • Year and Date
      2008-01-23
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of carbon dust particles produced due to interaction between graphite and deuterium helicon plasm2007

    • Author(s)
      Masaharu, Shiratani・Shinya, Iwashita・Kazunori, Koga
    • Organizer
      8th Workshop on Fine Particle Plasmas
    • Place of Presentation
      核融合科学研究所
    • Year and Date
      2007-12-20
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Helicon plasma as a divertor simulator for carbon nano-particle formation2007

    • Author(s)
      Shinya, Iwashita・Michio, Morita・Kazunori, Koga・Masaharu, Shirathai
    • Organizer
      17th Symposium of Materials Research Society of Japan
    • Place of Presentation
      日本大学・理工学部駿河台校舎
    • Year and Date
      2007-12-07
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 重水素ヘリコンプラズマ・カーボン壁相互作用で生成されるダストの分析2007

    • Author(s)
      岩下伸也, 古閑一憲, 白谷正治
    • Organizer
      平成19年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • Place of Presentation
      九州工業大学戸畑キャンパス
    • Year and Date
      2007-12-01
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] LHD内のダストのその場捕集II2007

    • Author(s)
      岩下伸也, 古閑一憲, 白谷正治, 芦川直子, 西村清彦, 相良明男, LHD実験グループ
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会第24回年会講演会
    • Place of Presentation
      イーグレ姫路
    • Year and Date
      2007-11-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 多面体ホルダによるLHD内ダストのその場捕集I2007

    • Author(s)
      岩下伸也, 古閑一憲, 白谷正治, 芦川直子, 西村清彦, 相良明男, LHD実験グループ
    • Organizer
      第68回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学
    • Year and Date
      2007-09-04
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] LHDでのダスト捕集と分析2007

    • Author(s)
      白谷正治, 岩下伸也, 古閑一憲, 芦川直子, 西村清彦, 相良明男, LHD実験グループ
    • Organizer
      核燃焼プラズマにおけるPWI基礎過程の解明と刻向材料開発研究会
    • Place of Presentation
      核融合科学研究所
    • Year and Date
      2007-09-03
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] LHDにおけるダストのその場サンプリングと分析2007

    • Author(s)
      白谷正治, 切通聡, 岩下伸也, 古閑一憲, 芦川直子, 西村清彦, 相良明男, LHD実験グループ
    • Organizer
      第5回LHDにおけるPWI共同研究・検討会
    • Place of Presentation
      核融合科学研究所
    • Year and Date
      2007-06-15
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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