2018 Fiscal Year Annual Research Report
Dependence of Plasma irradiation energy on hydrogen isotope retention and release characteristics in damaged materials
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15K18309
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
矢嶋 美幸 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (70749085)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 核融合 / 照射損傷 / 水素同位体 / プラズマ壁相互作用 / 拡散 / タングステン / 重水素プラズマ / 中性子照射 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核融合炉の実現において、核融合燃料でありかつ放射性物質であるトリチウムの炉内保持量の正確な把握と制御は、経済性および安全性の観点から必要不可欠である。核融合装置のプラズマ対向壁材料としては、水素同位体との化学反応が無く、高い融点を持つタングステンの使用が検討されており、タングステンと水素同位体の相互作用は非常に重要な研究課題として位置づけられている。通常の環境ではトリチウム保持量が少ないタングステンであるが、核融合反応により生成された中性子や高エネルギーイオンに曝されると、材料内部に照射欠陥が形成され、この欠陥に多量のトリチウムが捕獲・保持されてしまう可能性がある。そこで本研究では、既存の中性子照射タングステン試料に対して、管理区域内で稼働できる昇温脱離ガス分析装置付き小型プラズマ照射装置（東北大学所有）を用いることで、大気開放することなく水素同位体の吸蔵・放出特性に対する中性子照射効果について明らかにすることを目的とする。
本年度では、実際の核融合環境下に近い高温における拡散効果依存性について明らかにするため、プラズマ曝露温度500 ℃で中性子照射材料を用いた実験を実施した。実験の結果、異なるプラズマ曝露温度条件であっても、重水素総保持量はプラズマ照射時間の平方根に比例して増加することが分かった。この結果は、Wampler およびDoerner らが示した損傷材料中の水素同位体拡散モデル[W.R. Wampler and R.P. Doerner, Nucl. Fusion 49 (2009) 115023.]とよい一致を示しており、本実験によって初めて実験的に明らかにしたことは大きな成果である。
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[Presentation] Deuterium retention in neutron irradiated tungsten-rhenium alloy and potassium-doped tungsten2018
Author(s)
M. Oya, H.T. Lee, T. Yamane, A. Nakamura, H. Ito, T. Kuwabara, M. Yajima, T. Toyama, K. Suzuki, M. Takagi, N. Ohno, Y. Ueda, Y. Hatano
Organizer
The 23rd International Conference on Plasma Surface Interactions in Controlled Fusion Devices
Int'l Joint Research
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[Presentation] 中性子照射されたW-Re合金とK-doped Wの水素同位体吸蔵特性2018
Author(s)
大宅諒, Lee Heun Tae, 中村揚, 伊東英貴, 桑原竜弥, 矢嶋美幸, 外山健, 鈴木克弥, 高木誠, 大野哲靖, 上田良夫, 波多野雄治
Organizer
第12回核融合エネルギー連合講演会
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