2019 Fiscal Year Annual Research Report
金属堆積環境でのナノ構造加速成長と核融合炉への影響
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19H01874
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
梶田 信 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (00455297)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大野 哲靖 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60203890)
八木 貴志 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (10415755)
伊藤 篤史 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (10581051)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 共堆積 / タングステン / ヘリウム / ナノ構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、直線型装置 Co-NAGDISを用いて、W試料（10 mm角、厚さ0.1 mm）に対して、HeプラズマとスパッタリングWの同時照射を行った。W試料の近傍に設置されたW棒に負バイアスを印加することにより、スパッタリングW原子を発生させ、Heプラズマと共にW試料に照射し、共堆積層を形成した。試料温度は核融合装置第一壁で想定される温度帯で制御した。He-W共堆積層は共に直径数100 nmの突起状の構造が表面に見られ、温度上昇により、直径約100 nmから200 nmほどに成長し、表面全体に渡って、数十nmほどの大きさのHeバブルが存在することが明らかになった。
ヘリウム照射試料と共堆積試料、He-W2（200℃で形成）、He-W4（300℃で形成）、及びHe-W6（500℃で形成）からのHe脱離量の温度依存性を調べた。温度の上昇速度は0.5K/sであった。ヘリウム照射試料からは、350 Kに小さなピークが現れた後、800 K付近に別のピークが現れ、さらに1300K付近に小さな幅の広いピークが現れた。He-W共堆積試料からのHe脱離は、これらの試料とは全く異なっていた。ピーク温度は400 K以下と800K付近にあり、脱離量はヘリウム照射試料よりもはるかに多い。また、He-W2では400K以下に1つのピークが現れ、700Kまで脱離が続いているが、He-W4ではピークが広がり、900Kまで脱離が続いた。また重水素においてもバルクWに比べ、共堆積層では吸蔵量が大きく上昇することが明らかになった。これらの堆積膜の吸蔵特性は核融合炉実機の粒子制御に影響を及ぼす可能性を示唆している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ヘリウムの共堆積層の実験が開始され、ガス吸蔵特性が実施されその結果が出始めており順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、パラメータスキャンやナノテンドリルバンドルに対しての熱特性（アニーリング実験）等に着目して実験を進める。
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