2008 Fiscal Year Annual Research Report
固体増殖材料中でのトリチウム素過程の解明およびプロセス過程との体系化
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20246131
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
奥野 健二 Shizuoka University, 理学部, 教授 (80293596)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 知 東京大学, 工学研究科, 教授 (10114547)
小田 卓司 東京大学, 工学研究科, 助教 (40436556)
原 正憲 富山大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (00334714)
高木 郁二 京都大学, 工学研究科, 教授 (20206717)
深田 智 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (50117230)
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| Keywords | トリチウム / 固体増殖材料 / ブランケット / 照射欠陥 / 中性子照射 / 核融合 |
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| Research Abstract |
本研究は、核融合炉ブランケット内におけるトリチウム挙動をミクロ的な観点からマクロ的な観点まで統一するモデルを構築しようとするものである。本年度は研究開始と同時に統合モデル作成のための問題点について検討を行った。特に共通試料の作成方法やその評価方法について検討を行った。また、共通試料作成および評価のために走査電子顕微鏡を整備し、既存のXPS,AFMと併せて、試料の評価ができる環境を構築した。また、共通試料としてLi_2TiO_3をおよびLi濃度の異なるLi_<2.2>TiO_3,Li_<2.4>TiO_3を用意し、Li濃度の違いによる水素同位体放出挙動について検討を開始した。一方、固体増殖材料中におけるトリチウム素過程の検討では、化学的安定性の高いLiAlO_2を用い、14MeV中性子照射試料と熱中性子照射試料における照射欠陥の消滅挙動とトリチウム放出との関連について検討した。その結果、14MeV中性子照射試料と熱中性子照射試料では照射欠陥の消滅速度が異なること、トリチウム放出におよぼす活性化エネルギーが異なることが示された。これらはトリチウムがリチウム空孔を介する際に、酸素からの影響を大きく受けることを示唆している。さらに速度論的観点から、照射欠陥消滅に基づく、トリチウム移行過程の新たなモデルについて検討した。
さらに、LiTaO_3(LiNbO_3)をモデル材料とし、イオン照射により導入された重水素と、熱吸収により導入(D_2Oガス)された重水素の存在状態を、赤外吸光法を用いて分析した。照射試料では、Ta欠陥あるいはO空孔との相互作用により、水素の存在状態が熱吸収の場合と比べて顕著に異なることが確認でき、O空孔の回復と材料中の-OD^-濃度の増加およびD_2放出に相関があることがわかった。
今後、共通試料であるLi_2TiO_3を用いてトリチウム挙動素過程について検討するとともに回収プロセスの検討も進める予定である。
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