次世代のプラズマ対向材料-トリチウム相互作用に関する基礎的研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05453193
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山脇 道夫 東京大学, 工学部, 教授 (30011076)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 憲司 東京大学, 工学部, 助手 (50210357) ; 小野 双葉 東京大学, 工学部, 助手 ; 田中 知 東京大学, 工学部, 教授 (10114547)
• Keywords: プラズマ対向材料 / プラズマ-材料相互作用 / トリチウム / 境界プラズマ / 燃料・不純物粒子輸送 / モデリング

Research Abstract

本研究は、次世代のPMI(プラズマ-材料相互作用)研究において、(1)HHFC(High Heat Flux Components)の開発、(2)トリチウム使用、の問題を最重要課題と認識し、上記項目に関する様々な実験や解析を試みるものである。
今年度は、まず、既設のプラズマ発生装置を用いた粒子負荷実験を行うとともに、さらに、メタン(CH_4)やアセチレン(C_2H_2)のような炭化水素ガスをプラズマに吹き付け、「その場」発光測定を行うことにより、不純物粒子のプラズマ中での分布に関する知見が得られた。また、2次元境界プラズマモデルを用いて、大型装置のダイバータ領域におけるプラズマの解析を行った。さらに現在、これに対向材料との相互作用を加味したモデル化を検討している。
一方、トリチウムを使用する実験においては、現有の実験設備とトリチウム取り扱いに関する制約を考慮した場合、果たして評価に耐え得るだけの成果があげられるのか、計画の撤回も含めて研究グループ内で細部を再検討していたため、当初の予定より遅れを生じることとなった。しかし、最終的には、トリチウムの実験は国内外の趨勢からも必要であると判断し、これを次年度の最重要課題として集中的に取り組むことにした。今後の実験を睨みつつ、水素あるいは重水素イオンビームをホウ素含有黒鉛試料に照射し、昇温脱離によって放出されるCH_4とCD_4の挙動の相違(同位体効果)を予備的に調べるとともに、別途炭化水素放出モデルを作成し、この材料について指摘されている炭化水素生成抑制のメカニズムについても検討した。

Research Products

• [Publications] 山脇道夫: "トリチウムと材料の相互作用" プラズマ・核融合学会誌. 第69巻. 1301-1316 (1993)
• [Publications] Michio Yamawaki: "Consideration on reduced hydrocarbon formation from boronized graphite" Journal of Nuclear Materials. (掲載決定).