2020 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) |
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)
大野 哲靖 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60203890)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ヘリウム / タングステン / プラズマ / 核融合 / ファズ / 綿毛 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タングステンへのヘリウム照射時にタングステンを堆積させると，ナノ構造の成長が加速されることが明らかになってきている。タングステンをヘリウムプラズマに曝し，さらにWを堆積させることで，mm厚のナノ構造ができることがわかっている。この巨大ナノ構造が，核融合装置で形成できるかは分かっておらず，アニール特性を理解することが重要である。本研究では，Wの巨大ナノ構造（LFN）の熱処理を実施した。 1273Kまでの熱処理中のLFNをその場TEMで観察したところ LFNの全体的な形状はまったく変化せず，Heバブルはナノファイバーから徐々に消失していった。また 1573K，30分の熱処理中にナノファイバーの幅が明らかに変化し，ほとんど無くなった。1673K，30分の熱処理後，Heバブルは存在せず，繊維の幅が伸びた。詳細な観察により，LFNは従来のファズよりも速い速度で収縮していることが明らかになったが，厚みが桁違いになるため，表面に完全に再統合されるまでに時間がかかることが分かった。また，昇温脱離分析により，LFN試料のHe保持量は従来の綿毛試料と比較して2倍以上であることが示された。 この結果から，He含有量はファズ層の厚みとともに増加し，厚い（10μm以上）ファズ層を形成すると，ファズ下の層のそれを超えることができることが示唆された。加えて，モリブデン（Mo）基板にヘリウム（He）プラズマを照射し，補助的にMoを堆積させた。その結果，タングステンとは異なりLFNの成長は容易でないことがわかった。Mo LFN成長の実験条件は，Moのファズ成長の実験条件よりもはるかに狭い条件であるか，あるいは，LFNの成長には別の隠れた制御因子が存在することが示唆された。
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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
実験装置の開発の若干の遅れはあるものの，研究は遂行されており，予定通りの結果が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ナノテンドリルバンドルを用いた電界電子放出の実験等を実施する。
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