2013 Fiscal Year Annual Research Report
ダブルプラズマガンを用いたプラズマ対向壁の蒸気遮蔽効果の解明
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23760809
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
菊池 祐介 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00433326)
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| Keywords | プラズマガン / パルス熱負荷 / ダイバータ / タングステン / 蒸気遮蔽 |
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| Research Abstract |
平成25年度は本研究により製作したダブルプラズマガン装置を用いて，生成されたパルスプラズマの特性評価ならびに材料照射実験を行った。まず，ダブルプラズマガン装置の基礎特性評価として，2台のプラズマガン装置の放電タイミングやパワーの調整を行い，2つのHeパルスプラズマを連続生成・照射できることを確認した。また，同時に2つのパルスプラズマを生成すると，ターゲットチャンバー内にてそれらを合体させることが可能となった。その結果，プラズマ合体により，HeII発光強度が5倍以上に増加した。これはプラズマ密度の上昇を示唆している。また，HeII発光ラインのドップラー拡がりからイオン温度を評価し，合体前に20 eV程度であったものが合体後は100 eV程度まで上昇した。これは合体前の運動エネルギーおよび磁気エネルギーが磁気リコネクションを介してイオンを加熱した結果と考えられる。材料照射実験として，高靱性を有する微結晶粒（TFGR: Toughened Fine-GrainedRecrystallized）WにELM 様パルスプラズマを照射し，その表面損傷を調査した。TFGR-WとしてW-1.1% TiC とW-3.3% TaC を試料として用いた。これらのWサンプルに対してHeパルスプラズマ（パルス幅：~0.2 ms，エネルギー密度：~0.3 MJ/m2）を繰り返し照射した。まず，純Wに同等のパルスプラズマを照射したときにクラックが観察されたのに対して，W-1.1% TiC 試料では周辺部にわずかにクラックが確認されるものの，クラック進展が抑制されることが確認された。一方，試料表面に1 μm程度の小さな窪みが確認できた。また，W-3.3% TaC においても同様の結果が得られた。
これらの成果が高く評価され，平成25年度吉川允二核融合エネルギー奨励賞（優秀賞）を受賞した。
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[Presentation] Surface modifications on toughened, fine-grained, recrystallized tungsten2014
Author(s)
Y. Kikuchi, I. Sakuma, Y. Kitagawa, Y. Asai, K. Onishi, N. Fukumoto, M. Nagata, Y. Ueda, H. Kurishita
Organizer
21st International Conference on Plasma Surface Interactions in Controlled Fusion Devices
Place of Presentation
石川県立音楽堂
Year and Date
20140526-20140530
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