2023 Fiscal Year Annual Research Report
非接触プラズマ中性粒子輸送解明のための対向壁水素リサイクルモデリング構築
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19K03800
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
中村 浩章 核融合科学研究所, 研究部, 教授 (30311210)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
澤田 圭司 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (40262688)
齋藤 誠紀 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (40725024)
田村 祐一 甲南大学, 知能情報学部, 教授 (50311212)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 分子動力学法 / 空孔 / 水素吸蔵 / タングステン / 水素リサイクリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は期間を延長を承認いただき、これまで得られた成果を基に同分野の研究者への衆知・報告を中心に行った。
研究で目的としたことは以下の通りである。中性子を照射したW試料に対して、試料温度を変えて重水素プラズマ曝露を行う実験が行われた。陽電子消滅法を用いて試料中の空孔の大きさと、昇温脱離ガス 分析法を用いて水素同位体の吸蔵量が評価された。この実験結果によると、プラズマ曝露温度の違いと水素同位体の有無によって空孔の大きさに変化が生じることがわかっている。そこで本研究では、水素同位体が空孔の構造変化に与える影響に着目して、分子動力学法を用いてその影響を調査し、タングステンにおける空孔と水素との相互作用の解明に貢献することを目的とした。
分子動力学法で扱った物理系として、タングステンに1つの空孔がある系を想定した。この空孔に水素が水素が空孔の構造変化に与える影響を分子動力学法を用いて解析した。温度と空孔中の水素の数を変えてシミュレーションを行い、タングステン構造の変位・乱れ・揺らぎを三つの指標を用いて評価した。その結果、各温度で十分量の水素があると構造に変化が生じることが分かった。この成果を、学術雑誌に報告することができた。
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