2008 Fiscal Year Annual Research Report
ヘリウム照射による対向材料の特性劣化機構解明とその計測法の開発
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16082206
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
吉田 直亮 Kyushu University, 応用力学研究所, 教授 (00127317)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
徳永 和俊 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (40227583)
渡辺 英雄 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (90212323)
岩切 宏友 琉球大学, 教育学部, 准教授 (80325480)
森下 和功 京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (80282581)
時谷 政行 九州大学, 核融合科学研究所・大型ヘリカル研究部, 助教 (30455208)
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| Keywords | アルファー粒子計測法 / ヘリウム照射損傷 / プラズマ・壁相互作用 / プラズマ対向材料 / ヘリウム・欠陥相互作用 / タングステン |
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| Research Abstract |
核融合研の大型高温プラズマ閉じ込め装置(LHD)においては、主放電や放電洗浄の動作ガスとしてHeが多用されている。このような運転環境においてプラズマ対向材料がどのように変質していくかを明らかにすることは、核融合炉において核燃焼条件で発生するHeがプラズマ対向材料に与える影響を予測・評価する上で重要な知見となる。今年度は第一壁上に組織・組成変化およびガス吸蔵能を見るための金属試料を置くとともに、ダイバータ板にタングステン被覆材料を設置し、プラズマ負荷、熱負荷によって材料中に発生する現象を調べた。前者においては下地のみならず堆積層においても微細なHeバブルが表面層を覆いつくしており、後者においては、1000℃程度の高温で成長したと思われる比較的大きいHeバブルにより表面直下領域のスポンジ化が進行していることが明らかになった。これらの変化は表面層の硬化・脆化、熱伝導率の低下や水素吸蔵量の増加などを招き、プラズマ対向材料としてのマイナス要因となる。
LHDにおいてプラズマのレーザー偏光計測に用いられたリトロ反射鏡では、不純物の堆積により光反射率が劣化するが、これまでの研究において堆積層の構造や構成元素を原子レベルで分析した結果、反射率劣化対策として以下の指針を得た。(1)鏡面の広い領域において損耗>堆積の条件を満たすこと : この対策としてL型保護円筒の曲がり角を小さくし、プラズマ粒子の入射角を大きくとることによって損耗の効率を上げる。(2)保護円筒からの堆積低減対策として円筒内壁にスパッタリング率の低いモリブデン製のフィンを付ける。(3)リトロ反射鏡面の酸化物抑制対策としてベンドミラーの表面に金をメッキし、酸化物を作らない金原子がリトロ反射鏡の表面に堆積するようにする。このことによって酸化物の形成による光反射率の劣化を抑制する。これらの指針を元に作成した試験体の性能を次期実験イクルで確認する。
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[Presentation] Microscopic modification of plasma facing components in LHD and its impact on the metals dust generations2008
Author(s)
M. Tokitani, Y. Ohtawa, N. Yoshida, K. Tokunaga, T. Fujiara, N. Ashikawa, S. Masuzaki, H. Yamada, A. Sagara, N. Noda, A. Komori, LHD experimental group
Organizer
18th International Conference on Plasma Surface Interactions
Place of Presentation
トレド(スペイン)
Year and Date
20080526-30
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