定常高温プラズマ生成のための周辺中性粒子制御法の開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11308016
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 中村 幸男 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (40136560)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森崎 友宏 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (60280591) ; 増崎 貴 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (80280593) ; 鈴木 肇 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (20260044) ; 大藪 修義 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (60203949)
• Keywords: ダイバータ排気 / 中性粒子制御 / メンブレンポンプ / 不純物堆積効果 / 水素の選択的透過 / メンブレンパネル

Research Abstract

平成11年度はダイバータポンプシステムの開発のためのテストスタンド(真空試験チャンバー)を設計・製作し、実機スケールポンプシステムの部分モデルの性能試験が実施できる実験環境を整備した。真空試験装置としては様々なタイプのポンプシステムを試験するために出来るだけ内容積(600φ×1000)を大きくし、250℃までベーキングができるようにした。現有のプラズマ・メンブレン実験装置と組み合わせることによって、以下の実験を行った。
1.メンブレン表面への不純物堆積の水素透過に対する影響
ダイバータの定常排気装置として期待されるメンブレンポンプを開発する上でダイバータ領域環境下で予想されるメンブレンヘの影響を調べておくことは非常に重要なことである。そこで、ダイバータプラズマを模擬し、メンブレンヘの不純物(Fe,C)の堆積効果を調べた。メンブレン温度を800℃以上で運転すればそれらの不純物堆積効果は見られないことが明らかとなった。これは、不純物のメンブレン金属中への溶け込みが効いているものと考えられる。
2.メンブレンパネル基礎実験
核融合装置へ適用するためには出来るだけ簡単に設置でき、エネルギー消費が少ないことが望まれる。そこで、常温のメンブレンパネルを水素吸収体として使用するための基礎実験を実施した。常温のメンブレンにプラズマで生成された水素原子を吸収させたところ、入射粒子のほとんどが吸収され、メンブレン中にトラップされることが確認された。この結果をもとにLHD用のメンブレンパネルを制作し、今年度制作した真空試験チャンバーでその性能試験を実施する予定である。

Research Products

• [Publications] Y. Nakamura, et al.: "Deuterium pumping experiment with superpermeable Nb membrane in JFT-2M tokamak"Journal of Nuclear Materials. 278・2-3. 312-319 (2000)
• [Publications] Y. Nakamura, et al.: "Development of Divertor Pumping System with Superpermeable Membrane"Fusion Engineering and Design. (2000)
• [Publications] Y. Nakahara, et al.: "Superpermeable Membrane for Particle Control in Divertor"Fusion Engineering and Design. (2000)
• [Publications] A. Livshits, et al.: "Effect of Thin Film on Inventory, Permeation and Reemission of Energetic Hydrogen"Journal of Nuclear Materials. (2000)