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2015 Fiscal Year Annual Research Report

炉内材料の表面堆積物によるトリチウム保持機構の解明

Research Project

Project/Area Number 25289335
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

松山 政夫  富山大学, 研究推進機構水素同位体科学研究センター, 客員教授 (90135004)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsトリチウム / 保持量 / 非破壊測定 / 新規BIXS / 核融合炉材料
Outline of Annual Research Achievements

高濃度かつ大量のトリチウムが核融合炉では燃料として使用される。このため炉内材料は高エネルギー状態のイオンや原子等に曝され、このトリチウムの一部は炉内材料の表面層に吸着・吸収・捕獲及び再放出される。このようなトリチウムの動的挙動はトリチウムのリサイクリング率の問題と同様に安全性の観点から特に注意を要する。即ち、表面層に保持されたトリチウムの一部は、材料内部への拡散のみならず、室温のような低温においても容易に表面から脱離し得ることである。特に、プラズマ対向材料の表面は、高エネルギー粒子による化学的・物理的スパッタリングを受けて損耗と同時に堆積物の成長が起こり、材料表面の物理的・化学的性質が時間とともに変化する。この様な変化はトリチウムの捕獲・脱離挙動に大きな影響を与える可能性がある。
このような観点より、本研究では炉内での粒子制御やメンテナンス作業時における安全対策の検討に資するための基礎的データベースの構築を目的として、表面改質を受けた材料表面のトリチウム捕獲・脱離挙動を評価するために0.2 keV以上のX線を測定可能な新規BIXS測定装置の開発とその適用性を調べた。従来、このような測定において大きな問題点はトリチウム曝露後に試料を一旦大気中に取り出してトリチウム保持量の測定が行われていたことである。即ち、トリチウム曝露後に試料を大気にさらすことにより、試料表面の化学的状態の変化が起こり、トリチウムの保持量や保持挙動が変化する可能性があり、炉内でのトリチウム保持挙動とは異なる結果を示す可能性がある。そこで、加熱排気からトリチウム曝露及びBIXS測定までの一連の操作おいて試料を大気にさらすことなく真空装置内で測定するために構築された新規BIXS測定装置を用いて種々のトリチウム保持試料を測定し、新規BIXS測定装置の適用性・有効性を確認した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2015

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Helium irradiaiton effects on tritium retention and long-term tritium release properties in polysrystalline tungsten.2015

    • Author(s)
      Y. Nobuta, Y. Hatano, M. Matsuyama, S. Abe, Y. Yamauchi, T. Hino
    • Journal Title

      Journal of Nuclear Materials

      Volume: 463 Pages: 993-996

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2014.12.047

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Isotope effects on desorption kinetics of hydrogen isotopes implanted into stainless steel by glow discharge.2015

    • Author(s)
      M. Matsuyama, M. Kondo, N. Noda, M. Tanaka, K. Nishimura
    • Journal Title

      Fusion Science and Technolgy

      Volume: 67 Pages: 471-474

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Advanced b-ray-induced X-rayspectrometry for non-destructive measurements of tritium retained in fusion related materials.2015

    • Author(s)
      M. Matsuyama, S. Abe
    • Journal Title

      Fusion Engineering and Design

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2015.11.11.020

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Tracking of tritium retention in stainless steel by BIXS2015

    • Author(s)
      Masao Matsuyama, Shinsuke Abe
    • Organizer
      Asia-Pacific Symposium on Tritium Science
    • Place of Presentation
      Mianyang, Sichuan, China
    • Year and Date
      2015-11-01 – 2015-11-05
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Advanced b-ray-induced X-ray spectrometry for non-destructive measurement of tritium retained in fusion related materials2015

    • Author(s)
      Masao Matsuyama, Shinsuke Abe
    • Organizer
      12th International Symposium on Fusion Nuclear Technology
    • Place of Presentation
      Jeju Island, Korea
    • Year and Date
      2015-08-14 – 2015-08-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Tritium desorption behavior and tritium removal by baking in helium-irradiated tungsten2015

    • Author(s)
      Y. Nobuta, Y. Hatano, Y. Torikai, M. Matsuyama, S. Abe, Y. Yamauchi
    • Organizer
      12th International Symposium on Fusion Nuclear Technology
    • Place of Presentation
      Jeju Island, Korea
    • Year and Date
      2015-08-14 – 2015-08-18
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

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