2020 Fiscal Year Research-status Report
核融合炉壁材料中の水素同位体深さ分布のプラズマ照射エネルギー依存性
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19K14692
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
矢嶋 美幸 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (70749085)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | タングステン / ヘリウムバブル / 核融合 / 水素同位体 / イオンビーム加速器 / プラズマ・壁相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核融合炉候補材料であるタングステンにヘリウムが照射されると、タングステン表面近傍にヘリウムの集合体（以下、ヘリウムバブルと表記する）が形成されることがわかっている。ヘリウムバブルが形成により水素同位体の拡散を阻害、あるいは、ヘリウムバブルの連結により水素同位体の脱離を促進することが示されてきた。しかし試料中の水素同位体分布については、まだ十分に明らかになってはいない。特に核融合デモ炉の設計・運用に寄与する、入射イオンエネルギー依存性に関する基礎データは未だ得られていない。そこで本研究では核融合科学研究所が所有するイオンビーム加速器を用いて、ヘリウムバブルが形成した試料中の水素同位体保持量の深さ分布について明らかにすることを目指す。
本年度はイオンビームの加速器およびイオン源のメンテナンス作業を実施した。また水素同位体の動的吸蔵特性を評価するために、新たに低エネルギーイオン照射源をチャンバーに取り付けた。来年度は試料ホルダーにヒーターを取り付け、温度変化に対するその場計測が可能な環境を構築する。そして取り付けた低エネルギーイオン源を用いて、ヘリウムバブル形成タングステン試料中の水素同位体拡散の動的挙動について明らかにしていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
タンデム加速器運転中に生じたペレットチェーンの揺れとそれに伴うノイズを改善するため、原因調査およびメンテナンスを実施した。そのため本年度の進捗は予定よりも遅れてしまった。チェーン駆動用モーターからシーブ取り付け台座を外し点検したところ、モーターの軸の部分に傷があることが分かった。傷を研磨し、台座とモーターの取り付け位置の調整を実施したところ、生じていたペレットチェーンの揺れが改善された。来年度は改善されたイオンビーム解析装置を用いて水素同位体の深さ分布を計測していく。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は下記の６つの実験を実施する予定である。１）ヘリウムバブル形成タングステン試料の作成、２）ヘリウムバブル形成タングステン試料の断面観察、３）動的吸蔵特性評価計測環境整備、４）水素同位体イオンビームおよびプラズマ照射、５）弾性反跳粒子検出法（ERDA）による水素同位体の深さ分布計測、６）核反応解析法(NRA)による重水素計測環境整備。
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| Causes of Carryover |
当初３Heボンベを初年度から購入予定だったが、共同研究者から３Heボンベの提供があったため購入を延期した。本年度以降既存の３Heボンベの使用が終了したら新たに３Heボンベを購入する予定である。
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