2018 Fiscal Year Annual Research Report
Suppression of Hydrogen Isotope Absorption into Co-deposited Layer by using Nitrogen Scavenger
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16H04618
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
上杉 喜彦 金沢大学, 電子情報通信学系, 教授 (90213339)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石島 達夫 金沢大学, サステナブルエネルギー研究センター, 教授 (00324450)
田中 康規 金沢大学, 電子情報通信学系, 教授 (90303263)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 核融合 / プラズマー壁相互作用 / リチウム吸蔵 / レーザ誘起ブレイクダウン分光 / 燃料粒子ー不純物共堆積 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核融合発電の実現に向けて，燃料トリチウム（三重水素）の炉内吸蔵の抑制は解決すべき最重要課題の一つである．トリチウムはβ壊変を伴う放射性物質であるため，炉内への蓄積量には制限がある．また，自然界に存在しないため，貴重な資源でもある．核融合反応の燃料粒子であるトリチウムの炉内吸蔵は，主としてプラズマの粒子（重水素、トリチム）と炉壁材料から放出される不純物（主として金属不純物）の炉壁面上への共堆積過程により生成される共堆積膜中に吸収（吸蔵）されることで起こる．本研究では，核融合炉の遠隔領域における不純物再堆積過程と水素粒子の共堆積膜形成を模擬できる実験系を整備し，生成膜中に吸蔵される水素粒子量を評価・分析することで，水素同位体吸蔵を抑制する手法の開発を行うことを目的としたものである．この模擬実験環境を整備するために，(i)安定的に共堆積膜が生成できるレーザブローオフ不純物導入系を構築した．(ii)レーザブローオフシステムとレーザ誘起ブレークダウン分光システムを組み合わせ，小型ヘリカル装置であるHeliotron-DRに取り付けることで共堆積膜生成から膜中の粒子組成をin-situ分析が可能な実験系を整備した．構築した実験システムを用いた初期実験により，以下の成果を得た．(1)多様なタングステン、ステンレスなど多様な金属不純物を用いた共堆積膜生成を再現性よく行える事を確認した．（2）ステンレス材を不純物源とした場合、水素プラズマ中にガス不純物として窒素やメタンを導入すしHCNやNHx等の揮発性ガス分子を生成することが共堆積膜中の水素吸蔵量を低減することに有効であることを示した．(3)窒素不純物を導入した場合，タングステン共堆積膜では表面に窒化タングステン層による拡散障壁バリアー層が形成される事が原因と考えられる水素吸蔵量の増加が見られた．
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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