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2022 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

Research Project

Project/Area Number 19K14692
Research InstitutionNational Institute for Fusion Science

Principal Investigator

矢嶋 美幸  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (70749085)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Keywordsタングステン / 水素同位体 / プラズマ壁相互作用 / 核融合 / イオンビーム / ヘリウムバブル / 分子動力学 / シミュレーション
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解析装置を用いて、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。
該当年度は核反応解析法(NRA)分析の為の環境整備を実施した。具体的には、ロシアの国際共同研究者らとのディスカッションのもと選定した検出器の取付およびその他計測に必要な機器の準備を整えた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2022年度は年度途中から申請者は産休・育休を取得したが、産休・育休を取得前に核反応法(NRA)分析のための検出器の選定・購入、検出器用ホルダーの作製、その他計測に必要な機器の準備を整えた。復帰後はそれら計測機器を用いて水素同位体の深さ分布計測を実施する。

Strategy for Future Research Activity

イオンビーム解析装置を用いて弾性反跳粒子検出法(ERDA)およびNRA分析を実施し、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。

Causes of Carryover

年度途中から産休・育休を取得したため。

  • Research Products

    (4 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Kurchatov Institute/Russian Academy of Sciences(ロシア連邦)

    • Country Name
      RUSSIA FEDERATION
    • Counterpart Institution
      Kurchatov Institute/Russian Academy of Sciences
  • [Journal Article] Molecular Dynamics Simulation on Hydrogen Trapping on Tungsten Vacancy2023

    • Author(s)
      Nakamura Hiroaki、Takasan Kazuki、Yajima Miyuki、Saito Seiki
    • Journal Title

      Journal of Advanced Simulation in Science and Engineering

      Volume: 10 Pages: 132~143

    • DOI

      10.15748/jasse.10.132

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] サイクル19以降のLHDにおけるプラズマ対向壁の 照射損傷と表面変質2022

    • Author(s)
      吉田直亮, 矢嶋美幸, 増崎貴, 時谷政行,永田大
    • Organizer
      第14回核融合エネルギー連合講演会
  • [Presentation] Molecular Dynamics Simulation on Hydrogen Trapping in Tungsten Vacancy2022

    • Author(s)
      Hiroaki Nakamura, Kazuki Takasan, Miyuki Yajima, Seiki Saito
    • Organizer
      41st JSST Annual Conference: International Conference on Simulation Technology 2022
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-12-25  

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