その場測定と第一原理計算による表面および欠陥におけるトリチウム移行素過程

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14208050
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 田中 知 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10114547)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 紀子 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (80345090) ; 門 信一郎 東京大学, 高温プラズマ研究センター, 助教授 (10300732) ; 長崎 晋也 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (20240723) ; 米岡 俊明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (40013221) ; 大矢 恭久 東京大学, アイソトープ総合センター, 助手 (80334291)
• Keywords: 赤外スペクトル / その場測定 / 欠陥 / 表面 / イオン照射 / 第一原理計算 / トリチウム / 拡散

Research Abstract

1.イオン照射下赤外分光測定システムの構築
イオン照射下で赤外吸収測定を行う実験装置を製作した。試料は雰囲気制御機能をもったチェンバー内に、温度制御機能を有する試料ホルダーにて保持された。拡散反射法と透過法による赤外スペクトルが取れるようになっている。試料への水素同位体付着は(重)水素イオンの打ち込み、水蒸気の吸着、水素の吸収等の方法により行われる。
2.リチウムセラミックス内照射欠陥と水素同位体との相互作用のその場観察
リチウムセラミックスに水素イオンを低温-高温で照射しつつ、O-H伸縮振動を主に透過型赤外分光測定で観察した。また、照射後の欠陥回復による変化についても観察した。この観察によってリチウムセラミック中に存在する水酸基について欠陥との相互作用を含む存在状態、およびイオン照射によるエネルギー付与に伴って生じる欠陥への捕捉、欠陥からの移動などの現象を明らかにした。
3.第一原理計算によるリチウムセラミックスバルクおよび表面における水素同位体存在状態の評価
第一原理計算を用いて、欠陥にトラップされた水素同位体の存在状態、および加熱やエネルギー粒子照射に起因する移動現象を研究した。計算は分子軌道法のCRYSTALコード、GAUSSIANコード及び密度汎関数法のCASTEPコードをそれぞれの特徴を生かして使用した。

Research Products

• [Publications] H.Tanirgawa, S.Tanaka: "Quantum chemical Analysis of Hydrogen Isotopes Lithium Oxide"Fusion Engineering and Design. 61-62. 789-794 (2002)
• [Publications] H.Tanigawa, S.Tanaka: "Quantum Chemical Calculation of O-H Vibration in LiOH"Journal of Nuclear Materials. 38(11). 1004-1006 (2001)
• [Publications] H.Tanigawa, S.Tanaka: "UpS Study on Adsorption Behavior of H_2O on Li_2O Surface"Fusion Technology. 39. 629-633 (2001)
• [Publications] K.Chiba, R.Sato, T.Yoneoka, S.Tanaka: "Desorption of Tritiated Water on Materials by Photon and Electron Irradiation"Fusion Engineering and Design. 61-62. 775-781 (2002)