2022 Fiscal Year Annual Research Report
Plasma driven permeation for plasma facing materials and its hydrogen isotope effect
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20H01885
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
大矢 恭久 静岡大学, 理学部, 准教授 (80334291)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
芦川 直子 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (00353441)
染谷 洋二 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 六ヶ所研究所 核融合炉システム研究開発部, 主幹研究員 (20589345)
波多野 雄治 富山大学, 学術研究部理学系, 教授 (80218487)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | プラズマ駆動透過 / 同位体効果 / 水素同位体移行 / プラズマ対向材 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
静岡大学（大矢）は中性子照射による核変換を考慮したタングステン-レニウム合金を用いて、種々のH, D混合比のプラズマ照射時の透過挙動を明らかにした。H:D(50:50)プラズマ照射実験におけてW-10%ReのD拡散係数はWよりも大きくなり、定常透過フラックスは減少したことから、Re添加によりD表面再結合係数が小さくなるとともに表面近傍にDが滞留することにより、水素同位体透過挙動が変化したことが示唆された。富山大学（波多野）は酸化物分散強化Cu合金中の水素同位体溶解度を測定したところ、純Cuと比べ桁違いに大きな値を示した。一方、酸化物分散強化Cu合金中にトリチウムを導入し、ベータ線で誘起されるX線のスペクトルを測定したところ、Cuの特性X線および制動X線は明確に測定されたものの、酸化物に起因するはずのAlの特性X線は検出されなかったことから、酸化物分散強化Cu合金中の水素同位体の溶解度が純Cuに比べ著しく大きかったのは、酸化物の周囲の歪場の効果によると考えられる。量子科学技術研究機構(染谷)は核融合炉真空容器内におけるトリチウムインベントリ評価に向けて、プラズマ対向壁であるタングステンのレニウム合金を含む多用な条件でのトリチウム挙動データ（拡散係数、溶解度、再結合係数、並びに水素同位体の捕獲・脱離に関わる物理量）を整理した。核融合科学研究所(芦川)は Wへの透過量評価法としてのチタン(Ti)＋パラジウム＋Ｗ試料に対し、プラズマ照射時の影響について特に表面変質等の観点から評価を行った。その結果、１ｃｍ試料片では深さ方向への評価は有効であるものの、面方向への水素蓄積分布は拡散効果で不明瞭でありバルクＷ材での評価の方が有効であることが示された。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Hydrogen isotope effect on plasma driven permeation for neutron damaged W2022
Author(s)
Yasuhisa Oya, Kyosuke Ashizawa, Shiori Hirata, Fei Sun, Naoko Ashikawa, Masashi Shimada, Chase N. Taylor, Robert Kolasinski, Lauren Garrison, Yuji Hatano, Yoji Someya
Organizer
13th International Conference on Tritium Science and Technology
Int'l Joint Research
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